植物修复土壤重金属的研究进展
植物修复土壤重金属的研究进展
摘要：植物修复技术被认为是治理重金属污染最为绿色的方法，因为此技术成本低、实施方便、无污染。超富集植物的研究是重金属污染植物修复的重点，然而一种植物由具有富集重金属特性到应用于现实的重金
属污染修复并非易事。研究表明，在现实条件下，植物修复技术应用于治理土壤重金属污染中存在一些约束。本文系统地总结了目前超富集植物的研究方法和研究现状，详细叙述了镉、铜、砷、镍的污染现状、危害及最新的植物修复技术究
进展，通过分析超富集植物在现实条件下修复土壤重金属污染的不足，提出土壤重金属污染植物修复的方向。
关键词：植物修复；重金属；土壤污染
前言：当前,土壤受重金属污染状况在国内外都很严重,受到了越来越多的关注。植物修复技术是新近发展起来的一项用于处理土壤
重金属污染的生态技术,其机理主要是通过某些植物对重金属元素的吸收、积累和转化,达到减轻重金属污染土壤的目的。与传统的处理土壤污染方法相比,植物修复技术具有经济、简单和高效等优点。本文简要介绍了植物修复的几种类型,论述了当前国内外植物修复技术的研究进展。主要对超富集植物的概念和特征、成功案例与不足进行了阐述，集中介绍了镉、铜、砷、镍几种重金属污染及其植物修复技术，对土壤重金属污染植物修复的方法和原理以及土壤重金属植
物修复技术的强化措施进行了综述,希望能为植物修复的近期研究工作提供借鉴。
１．土壤重金属污染的严重性及常用治理方法
土壤重金属污染途径包括自然方式和人类
活动。自然方式主要是岩石的分化，人类活动主要是矿山开发、金属冶炼、农药等使用。目前，重金属造成的环境污染已成为世界范围内的严重问题。工业化的发展，干扰了自然平衡的生物地球化学循环，使得这一问题愈发的严重。对于生物来说，超过阈值的重金属浓度会产生不利影响，并干扰正常运转的生物系统。植物在重金属胁迫下，其根系生长受到影响，细胞膜透性增大，植物抗氧化酶系统和光合系统遭到破坏，并对基因产生毒害。与有机物质不同，土壤重金属基本上不可降解，会在环境中不断累积，导致土壤质量下降，农作物减产和农作物品质下降。另外，由于生物的富集作用，土壤重金属最终还可能通过食物链进入人体，其潜在危害极大。因此，重金属污染具有隐蔽性，毒性大，长期性和不可逆性的特点。仅在中国就有2.88×10^6h㎡土地由于矿山开采而遭到污染破坏，并以平均每年46700ｈ㎡的速度在不断增加，最终导致水土流失、异地污染等环境问题，这些遭到污染破坏的土地几乎完全没有植被的覆盖［１］。为了减少重金属污染对生态系统的影响，必须对已经污染的土壤进行治理。治理方法要综合考虑成本以及技术，因此非常具有挑战性。目前不同的物理、化学和生物方法已被用于此。传统的治理方法包括土壤焚烧、挖掘和填埋、土壤清洗、土壤冲洗、凝固和电固定［２－３］。由于物理和化学方法受到成本高、劳动力大、土壤改变的不可逆性、本地菌群等因素的制约，以及可能产生的二次污染，因此有必要研究成本低、效益高、环境友好的治理土壤重金属污染的方法。植物修复被认为是一个可供选择的治理重金属污染问题的新
型的绿色方法。
目前, 重金属污染治理技术主要分为三类: 化学法, 物理化学法, 生物修复法。生物修复法中的植物修复技术具有成本低, 不会造成二次污染, 且具有一定的可行胜等优点, 在土壤重金属污染处理领域得到广泛的研究。
２. 土壤重金属污染的植物修复技术
２．１土壤重金属植物修复的概念
植物修复是指利用植物和相关的土壤
微生物来减少土壤中污染物浓度或毒性的
方法，它是一种新型、高效、低成本的土壤重金属污染修复技术，具有就地适用的特点，是一种以太阳能驱动来整治的策略。植
物修复不会影响表土，因此可以提高土壤肥力。绿色植物必须具有摄取环境污染物和通过各种机制实现其解毒的巨大能力。相对于其它修复措施，植物修复具有较低的实施和维护成本。植物修复的成本比其它治理方法少５％［４］。同时，植被修复作用于土壤污染的方法，也有助于防止金属进一步侵蚀和浸出。
２．２土壤重金属植物修复的实验指标植物修复的核心技术在于超富集植物的选取，主要要用野外调查采样和温室栽培的方法，并对植物进行测量和分析。野外调查采样主要目的是选择植物和采集备用土壤。通过配置不同梯度的重金属土壤浓度，进行栽培，测量植物的生长情况，测定是否为超富集物种。技术指标包括以下几个方面的内容：①萌发率和存活率：在植物生长初期重金属对植物的影响作用。②生理指标的测定：株高、茎粗和叶绿素含量，酶活性、丙二醛、脯氨酸等生理指标，可以了解重金属对植物生理活动的影响。③重金属耐性范围：超富集植物对重金属浓度的耐性不是无限的，而是在超过一定限度后，如同其他植物一样会表现出重金属的毒性。确定重金属的耐性范围，有利于植物更好地应用于现实的污染土壤中。④植物体中的金属含量：包括植物根茎叶中的重金属含量，确定了富集重金属的有效植物组织，便于进一步优化选择超富集植物。⑤生物重金属富集系数：反映植物对重金属富集程度的高低或富集能力的强弱。ＢＣＦ＝Ｃｐ／Ｃｓ，其中，Ｃｐ为植物地上部分重金属含量，Ｃｓ为沉积物中重金属含量。重金属富集系数是指植物某一部位的元素含量与土壤中相
应元素含量之比，它在一定程度上反映着沉积物与植物系统中元素迁移的难易程度，说明重金属在植物体内的富集情况。
２．３土壤重金属植物修复的选取原则在重金属污染土壤中，植物提取重金属是主要和最有用的植物修复技术。植物修复的效率取决于许多因素，如土壤性质、重金属的形态和植物物种等。适合植物提取植物最好应具备以下特点：①较高的生长速度；
②具有良好的地上生物量；③广泛分布和高度支化的根系统；④对土壤中的多种目标重金属积累；⑤累计重金属向地上的易位；⑥对目标重金属毒害作用的抗性；⑦良好适应环境适应能力；⑧抗病原体和害虫；
⑨易栽培和收获方便；⑩排斥食草动物，以避免食物链的污染。
一种植物的修复潜力，主要受两个关键因素决定，富集的金属浓度和产生的生物量。两种不同的方法已经测试植物修复重金属：①使用超富集的，即产生相对较少的地上生物量但积累目标重金属到更大的程度。②其它植物，其积聚重金属程度低，但产生更多的生物量，整体的重金属积累量与超富集植物的累积量相当。Ｃｈａｎｅｙ等人研究发现，在植物修复中超积累和超抗性比高生物量更重要［５］。因为利用超富集植物会产生丰富的金属和低体积的生物量，在金属回收和无害化处理时，是经济的和易于处理的，相反，使用非富集植物将产生一个低浓度金属富集体，比较大的生物量在回收处理时不经济。如果植物提供了一个增长期多次收获，如三叶草属，可能在植物修复重金属方面具有巨大潜力［６］。与灌木和乔木相比，草具有较高的生长率，较强的环境适应能力，较高的生物生长量等［７］。一些研究人员利用作物（如玉米，大麦）进行植物修复重金属［８－９］，当然重金属污染程度都需要降低到污染可接受的水平，作物修复的缺点是可能使食物链受到影响。目前，探索新的超富集植物依然是热点。
３. 超富集植物的研究
３．１超富集植物的概念
超富集植物成为植物修复技术比较重要的研究内容，指可以在重金属土壤上生长并在组织器官中积累大量重金属，其富集水平远超过大多数物种的平均水平，并且没有表现出重金属毒害症状的植物。超富集植物的三个基本特征：对重金属吸收能力强，吸收速率快和更大的叶中重金属解毒和隔离能力［１０］。超富集植物一般对重金属元素的吸收具有专一性，但也有少数超富集植物可同时超富集两种或多种元素［１１］。1583年意大利植物学家Cesplaino第一次发现黑色岩石上生长的特殊植物，这是对超富集植物
最早的认识和报道，此后陆续发现一些具有富集重金属特性的植物［１２］。1977年Brooks 首次提出超富集植物的概念［１３］，1893年Chaney提出利用超富集植物消除土壤重金属的思想［１４］。随后超富集植物研究增多，约450种被子植物已经确定为超富集重金
属的植物（砷，镉，钴，铜，锰，镍，铅，锑，硒，铊，锌），占所有已知物种的比例小于0.2％［１５］。不过，随着研究的进展，已有越来越多的超富集植物被科学家发现。因此可以推测，许多尚未确定的超富集植物可能依然存在于自然界。
３．２超富集植物试验成功的案例
超富集植物试验成功的例子比较多，本文着重对砷元素富集的植物进行研究总结。较早发现可以富集Ａｓ的植物是陈同斌，1999年他发现超富集植物蜈蚣草的叶片含有高达5000mg/kg１６］。研究发现，蜈蚣草的羽片中最高可含有5070mg/kg。实验说明，蜈蚣草对Ａｓ有很高的富集能力。Ｍａ等人也有类似的研究发现，欧洲蕨对Ａｓ具有很强的超富集能力。韦朝阳等发现了另一种可以富集Ａｓ的植物大叶井口边草，其地上部分平均含Ａｓ量为418mg/kg，量高可含有694mg/kg，其生物富集系数为1.3～4.8［１７］。对于Ａｓ富集的机制，Singh 等研究蜈蚣草发现，Ａｓ被吸收后主要富集在羽叶中，茎部在此过程中起着重要流通作用，当Ａｓ浓度低时，Ａｓ主要转移到幼叶中，当Ａｓ浓度较高时，会将Ａｓ转移到老叶中，这样就有效的降低Ａｓ对植物本身的毒害程度［１８］。因此，可以把Ａｓ的这种重金属防御机制，叫做物理区域化防御机制，是一种很有效的解毒途径。３．３土壤重金属植物修复的不足
虽然超富集植物可以用于重金属污染
的修复，但超富集植物的发现到真正的植物修复还有很长的路要走，因为重金属污染的植物修复存在一些固有的局限：①超富集植物更多时候只能在一种重金属污染中成长，两种重金属以上的复合污染无法生长；
②大多数金属超富集植物生长缓慢，周期长，生物量小；③土壤中的金属离子难于和植物结合，限制了植物吸收重金属的效率；④修复的重金属浓度在低到中等水平，污染植物无法在重度污染的土壤生长；⑤本地超富集植物的选择会使食物链污染，存在潜在危险，而最初提出的植物修复必须使用本地物种；⑥超富集植物吸收重金属后，收获后无法及时处理；⑦超富集植物本身需要的光照、水分、土壤等，在现实条件中受到约束后甚至无法生长。植物修复的研究和应用是一个相对较新领域，大多数的研究是在实验室和温室，仅有少数植物修复的效率研究测试在实际的条件下，实际条件下的结果与实验室或温室条件是不同的。因为现场条件是一个真实的世界，不同的因素同时发挥自己的作用，可能影响植物修复效率包括温度、营养、和水分，植物病原体，分布不均的污染物，土壤类型，土壤ｐＨ值，和土壤结构等。
4.几种重金属污染及其植物修复技术
4.1镉污染及其植物修复技术
根据调查研究显示, 镉是土壤污染物中点位超标率最大的重金属。詹杰等人指出, 镉污染区域多分布在污灌区、金属采矿区、工业区和乡镇企业周围［19］。而且这些污染土壤绝大多数仍然在从事农业生产活动。这就为食品安全问题带来了隐患［20］。
镉的危害主要有: 影响植物的生产发育、产量及其品质；干扰人体内需要锌的酶系统及依靠锌的生化反应，导致各刊疾病的发生；镉会造成骨质磷酸钙中的钙大量流失, 从而会使骨质疏松、软化、变形、骨折和疼痛［21］。
以往发现可用于镉污染土壤修复的植物主要有遏蓝菜属的少数几种植物，蕨类，Cd积累型玉米，印度芥菜等［22］。毕君等人通过实验研究找出适于华北地区生长的华北景天、木槿、羽衣甘蓝等镉富集能力较强的植物。美英等人采用盆栽实验发现: 四种草本植物对镉的去除能力的强弱顺序依次为:早熟禾> 高羊茅> 地毯草> 黑麦草［23］。郝小青等人用水娱蛤富集Cd ，结果表明，非矿山生态型水娱蛤对Cd具有较强的富集能力［24］。孙约兵等人的实验表明三叶鬼针草是一种新的镉超富集植物［25］。
刘周莉等人研究木本植物忍冬，表明忍冬是一种可用于Cd污染土壤修复的超富集植物［26］。另外，柳属植物提取土壤中的Cd 也是一种有效、低耗的治理方法［27］。
4.2铜污染及其植物修复技术
铜是生命必需的营养元素，但过量的铜会严重影响动植物的生长，铜在我国土壤中的点位超标率为2.1% ［28］。铜矿的开采、冶炼厂和城市“三废”、含铜农药和化肥的过量使用生活垃圾处理不当等，都使局部土壤含铜量达到原始土壤的几倍甚至几十倍。
人体中铜摄人过量, 会刺激消化系统，引起腹痛、呕吐。铜的质量浓度达0.1~0 .2 mg / L 可使鱼类致死。植物吸收铜离子后影响养分吸收［29］。
近年来，我国铜污染土壤的植物修复研究发展很快, 发现了海州香蕾、鸭踌草、蓖麻等铜超积累植物。张红晓等人根据实验推测: 随着铜处理时间的延长, 海州香蕾根系膜质过氧化和H2O2产生增加、抗氧化酶的活性升高, 最终引起根系抗性防护系统加强［30］。P.Ahmadpour 等人发现麻风树对Cu有很好的吸收作用［31］。郭卓杰等人的研究表明, 用于修复土壤中铜的四种作物，较好的处理为:施腐殖酸可以促进玉米、高粱、向日葵对重金属Cu的吸附, 施菌肥可促进蓖麻对重金属Cu的吸收［32］。
4.3砷污染及其植物修复技术
砷的全国土壤点位超标率为2.7％。农业生产过程中含砷化学物质的大量使用和
矿区附近废水的不合理排放，使得许多农田、果园、工厂附近的土壤受到砷的污染［33］。
砷可引起急性、亚急性和慢性砷中毒，对公众健康造成危害。急性砷中毒主要损害胃肠道系统、呼吸系统、皮肤和神经系统。
能富集砷的植物主要集中于蕨类植物
蜈蚣草、大叶井口边草等［34］。罗艳丽等人筛选适合新疆当地气候的耐砷植物: 草和芦苇对砷具有较强的耐性［35］。谢飞以凤尾旅属中砷超富集植物和非砷超富集植物为
实验材料研究了富集砷和光合作用之间的
关系，研究表明，砷超富集植物在富集砷的同时付出了一定的生理代价［36］。戴锡玲等以富砷植物蜈蚣草为材料，利用光学显微镜现察了其孢子体和配子的发育过程，发现所有的细胞染色体数目都是单倍体。使研究人员对蕨类的生活史有了进一步的了解［37］。
4.4镍污染及其植物修复技术
镍的全国土壤点位超标率为4 . 8% 。抚顺市典型区域土壤中镍元素的污染较重，平均污染指数1.0 8［38］。土壤中的镍主要来源于岩石风化，大气降尘，灌溉用水，农田施肥，工业污染和矿山开采，植物和动物残体的腐烂等。
Ni在土壤中累积过多,引起作物生育受阻，产量降低或品质下降。对人体的危害主要表现在：致癌性。目前，镍超富集植物约有 2 9 0 种, 如地下株属和大戟属植物; 抗旱的木根草科植物; 荃菜属植物;十字
花利植物天蓝遏蓝菜; 菊科植物向日葵，还有一些旅类植物, 如蜈蚣草等［39］。
4.5其他重金属污染的植物修复技术
A .Mahdavi等人的研究表明：金合欢维多利亚可用于Pb污染土壤的植物固定化技术［40］。查忠勇等人研究表明：在模拟铀污染土壤修复时发现有机肥会降低植物上部
对铀的富集；而柠檬酸和微生物肥会增强植物上部对铀的富集［41］。王晓丽等的研究表明：白玉凤尾蕨与印度芥菜笔均为锑的耐性植物［42］。Thivya等人用留兰香富集铜和铬，结果表明，生物生长参数的降低值与重金属在土壤中的浓度成负相关［43］。Kuziemaska 等人的研究表明, 在不添加石灰的条件下, 鸭茅更易富集铅和钡; 在添加有机废物作为肥料时, 鸭茅对钡的富集育幼更强［44］。
5.展望
针对已经做得实验，我们要注意重金属的植物修复效率，必须在现场条件下。实验研究要识别的所富集区域的性状，通过常规育种技术或通过使用杂交的新方法来增加
富集重金属的含量。把不同富集植物的理想特性组合成一个单一的植物品种，最终实现植物修复的目的，或许可以通过基因工程，但是外源基因的表达前提必须是避免伤害生物圈。尽管有许多挑战，植物修复仍然被认为是一个绿色的修复技术，并具有的
巨大潜力。未来植物修复的方向为以下几个方面：①植物修复研究本质上是跨学科的，因此需要研究人员来自不同的背景，拥有土壤化学，植物生物学，生态学和土壤微生物学背景知识，以及环境工程的相关知识；
②植物的多样性，要求我们继续寻找新的有效的超富集植物；③转基因植物应用于植物修复中，需要同时建立转基因风险评估防止体系；④更多植物修复研究应选择在现实条件下。⑤更多的研究应该深入理解重金属、土壤、微生物和植物根系之间的相互作用；
⑥重点分析植物组织中金属离子的积累和
耐受性。
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植物修复土壤重金属的研究进展
植物修复土壤重金属的研究进展 摘要：植物修复技术被认为是治理重金属污染最为绿色的方法，因为此技术成本低、实施方便、无污染。超富集植物的研究是重金属污染植物修复的重点，然而一种植物由具有富集重金属特性到应用于现实的重金 属污染修复并非易事。研究表明，在现实条件下，植物修复技术应用于治理土壤重金属污染中存在一些约束。本文系统地总结了目前超富集植物的研究方法和研究现状，详细叙述了镉、铜、砷、镍的污染现状、危害及最新的植物修复技术究 进展，通过分析超富集植物在现实条件下修复土壤重金属污染的不足，提出土壤重金属污染植物修复的方向。 关键词：植物修复；重金属；土壤污染 前言：当前,土壤受重金属污染状况在国内外都很严重,受到了越来越多的关注。植物修复技术是新近发展起来的一项用于处理土壤 重金属污染的生态技术,其机理主要是通过某些植物对重金属元素的吸收、积累和转化,达到减轻重金属污染土壤的目的。与传统的处理土壤污染方法相比,植物修复技术具有经济、简单和高效等优点。本文简要介绍了植物修复的几种类型,论述了当前国内外植物修复技术的研究进展。主要对超富集植物的概念和特征、成功案例与不足进行了阐述，集中介绍了镉、铜、砷、镍几种重金属污染及其植物修复技术，对土壤重金属污染植物修复的方法和原理以及土壤重金属植 物修复技术的强化措施进行了综述,希望能为植物修复的近期研究工作提供借鉴。 １．土壤重金属污染的严重性及常用治理方法 土壤重金属污染途径包括自然方式和人类 活动。自然方式主要是岩石的分化，人类活动主要是矿山开发、金属冶炼、农药等使用。目前，重金属造成的环境污染已成为世界范围内的严重问题。工业化的发展，干扰了自然平衡的生物地球化学循环，使得这一问题愈发的严重。对于生物来说，超过阈值的重金属浓度会产生不利影响，并干扰正常运转的生物系统。植物在重金属胁迫下，其根系生长受到影响，细胞膜透性增大，植物抗氧化酶系统和光合系统遭到破坏，并对基因产生毒害。与有机物质不同，土壤重金属基本上不可降解，会在环境中不断累积，导致土壤质量下降，农作物减产和农作物品质下降。另外，由于生物的富集作用，土壤重金属最终还可能通过食物链进入人体，其潜在危害极大。因此，重金属污染具有隐蔽性，毒性大，长期性和不可逆性的特点。仅在中国就有2.88×10^6h㎡土地由于矿山开采而遭到污染破坏，并以平均每年46700ｈ㎡的速度在不断增加，最终导致水土流失、异地污染等环境问题，这些遭到污染破坏的土地几乎完全没有植被的覆盖［１］。为了减少重金属污染对生态系统的影响，必须对已经污染的土壤进行治理。治理方法要综合考虑成本以及技术，因此非常具有挑战性。目前不同的物理、化学和生物方法已被用于此。传统的治理方法包括土壤焚烧、挖掘和填埋、土壤清洗、土壤冲洗、凝固和电固定［２－３］。由于物理和化学方法受到成本高、劳动力大、土壤改变的不可逆性、本地菌群等因素的制约，以及可能产生的二次污染，因此有必要研究成本低、效益高、环境友好的治理土壤重金属污染的方法。植物修复被认为是一个可供选择的治理重金属污染问题的新 型的绿色方法。 目前, 重金属污染治理技术主要分为三类: 化学法, 物理化学法, 生物修复法。生物修复法中的植物修复技术具有成本低, 不会造成二次污染, 且具有一定的可行胜等优点, 在土壤重金属污染处理领域得到广泛的研究。 ２. 土壤重金属污染的植物修复技术 ２．１土壤重金属植物修复的概念 植物修复是指利用植物和相关的土壤 微生物来减少土壤中污染物浓度或毒性的 方法，它是一种新型、高效、低成本的土壤重金属污染修复技术，具有就地适用的特点，是一种以太阳能驱动来整治的策略。植
土壤重金属污染对植物的影响及其机制研究
土壤重金属污染对植物的影响及其机制研究 摘要：土壤重金属的种类很多,但目前污染比较严重的主要有铜(Cu)和镉(Cd)。本文重点阐述了土壤重金属污染对植物生长结果、产量及植物光合作用的影响。单因素重金属污染时,不同的重金属种类及其土壤浓度对作物产量的影响不同；复合污染时,植物产量及对重金属吸收量与重金属浓度间表现出复合污染效应。 目前的土壤重金属污染研究主要集中在土壤和植物两方面,土壤方面的研究主要是针对土壤微生物、土壤酶活性及土壤的呼吸作用、氨化、硝化作用等生化指标[1～6],植物方面的重金属污染研究主要集中在植物的产量指标的影响上[7～12]。 1 土壤重金属对植物生长和结果的影响 植物对重金属的忍耐力:因植物种类、年龄、生活型、物候期以及环境条件而变化。植物生长在重金属污染的环境中,由于质膜是有机体与外界环境的界面,所以植物细胞质膜首先接触到重金属,相应地重金属首先并直接地影响到细胞质膜。重金属浓度越高,胁迫时间越长,对植物细胞质膜的选择透性、组成、结构和生理生化等的伤害就越大。 1.1 Cu 土壤Cu过多时能抑制果树生长。研究表明,褐土中施用过量的Cu能抑制苹果新梢的伸长,其抑制程度与Cu素施用量呈正相关。土壤Cu污染还能影响果树的生理代谢。当土壤Cu 施入量少于100 mg/kg时,CAT活性随Cu施入量的增加而稍有上升,但当Cu施入量大于100mg/kg时,CAT的活性便极显著地下降。Cu污染影响环境中植物的正常生长发育，引起Cu 在植物体内的积累并进入食物链系统。如种植于Cu土壤中的小青菜植株矮小、叶片发黄，生长于Cu污染土壤中的胡萝卜和小麦等植物的生长也受到明显抑制，而且Cu含量远远高于对照区域，超过Cu的食品卫生标准，对人体健康造成威胁重金属抑制植物生长的原因之一是重金属引起氧化胁迫，改变植物体内的生理过程,Cu可以改变植物生理过程而影响植物生长。 1.2 Cd 土壤Cd过量时同样会抑制果树生长。Gieslibski等研究表明,随着土壤Cd浓度的增加,草莓叶片生长受到显著抑制,由此提出:叶干重是衡量Cd对草莓生长影响的最好指标。张金彪研究发现,低浓度Cd(土壤中的Cd浓度≤10 mg/kg)对草莓生长有促进作用,而高浓度(土壤中的Cd浓度≥25 mg/kg)有抑制作用,且随着Cd浓度的增加,抑制作用增强。Cd处理使草莓结果数、果重、果实维生素C及矿质元素(如K、Ca、Cu、Zn、Mn、Fe)含量减少。果实中
污染土壤微生物修复技术研究进展
污染土壤微生物修复技术研究进展课程论文 摘要针对2014年4月环境环保部公布的首次全国土壤污染状况调查结果，撰写我国最严重的耕地污染中主要污染物镉、砷、滴滴涕和多环芳烃的微生物修复研究进展。 关键词土壤污染；微生物修复；重金属污染；有机物污染 2005年4月至2013年12月我国开展的首次全国土壤污染状况调查结果显示全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。人类赖以生存的耕地中土壤点位超标率高达19.4%，迫在眉睫的主要污染物为镉、砷、滴滴涕和多环芳烃[1]。 微生物修复是指利用天然存在的或所培养的功能微生物群，在适宜环境条件下，促进或强化微生物代谢功能，从而达到降低有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术，它已成为污染土壤生物修复技术的重要组成部分和生力军[2]。由于我国土壤调查结果显示在农田耕地中重金属污染物镉、镍、砷、有机污染物滴滴涕和多环芳烃超标最严重，对这些污染物的治理已经迫在眉睫。所以，本文重点阐述针对这5种污染物的微生物修复技术研究进展。 1、重金属污染土壤微生物修复研究进展 土壤微生物种类繁多、数量庞大，是土壤的活性有机胶体，比表面大、带电荷和代谢活动旺盛，在重金属污染物的土壤生物地球化学循环过程中起到了积极作用。微生物可以对土壤中重金属进行固定、移动或转化，改变它们在土壤中的环境化学行为，可促进有毒、有害物质解毒或降低毒性，从而达到生物修复的目的[3]。因此，重金属污染土壤的微生物修复原理主要包括生物富集 (如生物积累、吸附作用)、生物转化(如生物氧化还原、甲基化与去甲基化以及重金属的溶解和有机络合配位降解)、生物固定（如与S2-的共沉淀）、生物滤除（如细菌的淋滤作用）等作用方式。 1.1镉污染 将具有重金属吸附能力的天然蛋白或人工合成肽展示在微生物细胞表面,可以提高微生物对重金属的吸附能力。Kuro da等[4]改造了微生物表面蛋白使得当酵母金属硫蛋白( YMT )串联体在酵母表面展示表达后,4 聚体对重金属吸附能力提高5.9 倍, 8 聚
土壤重金属污染植物修复研究报告现状与发展前景
土壤重金属污染的植物修复研究现状与发展前景①2007-05-27 17:08 土壤重金属污染的植物修复研究现状与发展前景①作者】桑爱云。张黎明。曹启民。夏炜林。王华。【英文作者】 SANG Aiyun1） ZHANG Liming1） CAO Qimin1） XIA Weilin1） WANG Hua2）<1 Tropical Crops Genetic Resources Institute。CATAS。Danzhou。Hainan。 2 College of Agronomy。SCUTA。Hainan 571737）。【作者单位】中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所。华南热带农业大学农学院。海南儋州。【刊名】热带农业科学 , Chinese Journal of Tropical Agriculture, 编辑部邮箱2006年01期 桑爱云1>② 张黎明1> 曹启民1> 夏炜林1> 王华2> (1 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南儋州571737。 2 华南热带农业大学农学院海南儋州571737> 摘要重金属污染是土壤污染中危害极大的一类, 重金属污染的防治及其修复是目前国际上研究的热点之一。综述了土壤重金属污染及其植物修复的方法, 概述了超富集植物的概念、植物修复的机制和方式, 系统阐述植物修复的应用前景和今后的研究方向。关键词重金属污染。植物修复。超富集植物分类号X5 3 Resear ch Advances and Development Prospect of Phytor emediation in Heavy Metal Contamination Soil SANG Aiyun1> ZHANG Liming1> CAO Qimin1> XIA Weilin1> WANG Hua2> (1 Tropical Crops Genetic Resources Institute, CATAS, Danzhou, Hainan 571737。 2 College of Agronomy, SCUTA, Danzhou, Hainan 571737> Abstr act Heavy metal contamination is extremely harmful in soil contamination. It is one of the research priorities in the world to control and remedy heavy metal contamination. Heavy metal contamination in soil and its phytoremediation are reviewed in this paper. At the same time, the definition of hyper-accumulated plants and the mechanism and measures of phytoremediation are described in detail. The perspectives in research and application of phytoremediation were expounded systematically. Keywords heavy metal contamination 。phytoremediation 。hyper-accumulator 热带农业科学CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE 2006 年 2 月第26 卷第 1 期Feb. 2006 Vol.26, No.1 ① 科技基础性工作和社会公益研究专项( 2004DI B3J073> 资助。
浅谈植物对土壤中重金属的吸附..
浅谈植物对土壤中重金属的吸附摘要：针对中国土壤中重金属污染加剧的趋势，为提高人们对土壤重金属污染的认 识，和人们对土壤中重金属污染的重视，特简要介绍相关情况。本文从土壤重金属 污染现状概况、植物对土壤重金属的吸收、影响植物吸收土壤中重金属的因素三个 方面介绍。并对植物修复土壤中重金属污染的理论提出展望。 关键词土壤；重金属；植物；吸收 Introduction to Plant for the Adsorption of Heavy Metals in Soil Abstract：With the soil pollution of heavy metals getting worse and worse,In order to improve people's knowledge on the soil heavy metal pollution,and the importance of heavy metal pollution in soil,so introduce something about heany metal pollution.This studies about soil heavy metal pollution status、the absorption of heavy metals from soil、the factors affecting plant absorption of heavy metals in soil. The prospect of the theory of phytoremediation of heavy metal pollution in soil is also proposed. Key words:soil;heavy metal;plant;absorption 引言 土壤是环境要素的重要组成部分，它不仅是农业生产的基础，而且还是人类环境的重要组成部分。它处于自然环境的中心位置，承担着环境中大约90%的来自各方面的污染物。然而，局部地球化学作用或者人为活动的强烈作用，尤其是近年来由于城市和工业的迅速发展，工业废弃物、城市固体废弃物、农业灌溉水污染、肥料和农药的施用，和城市污水处理厂污泥及大气污染的沉降，污染已从城市向周围蔓延。 土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属加入到土壤中，致使土壤中的重金属含量过高，并造成生态环境恶化的现象，土壤中的一些重金属元素在低浓度时，对植物而言是必须元素，但有些重金属元素在过量时就会对植物物产生毒害作用，如锌、铜、铬、镍、镉、汞、砷、铅等。 在我国，土壤重金属污染主要来自采矿、冶炼、电镀、化工、电子、制革、染料等工业生产的三废以及污灌、农药、化肥的不合理施用等。重金属在土壤中积累到一定限度就会对土壤一植物系统产生毒害，并可能通过接触食物链直接或间接地对人体健康产生严重危害。
浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术
浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术 土壤是一个开放的缓冲动力学系统，承载着环境中50%～90%的污染负荷[1-2]。随着矿产资源开发、冶炼、加工企业等规模的扩大以及农业生产中农药、化肥、饲料等用量的增加和不合理的使用，致使土壤中重金属含量逐年累积，明显高于其背景值，造成生态破坏和环境质量恶化，对农业环境和人体健康构成严重威胁。重金属在土壤中移动性差、滞留时间长、难降解，可以通过生物富集作用和生物放大作用进入到农牧产品中[3]，从而影响产出物的生长、产量和品质，潜在威胁人体健康[4]。本文对我国土壤重金属污染现状进行了简要分析，概述了土壤中重金属的来源，简单介绍了物理修复、化学修复和生物修复技术在土壤重金属污染修复方面的研究进展，以期为土壤重金属污染修复提供参考。 1我国土壤重金属污染现状 随着矿山开采、冶炼、电镀以及制革行业的蓬勃发展，一些企业盲目追逐经济利益，轻视环境保护，再加上农药、化肥、地膜、饲料添加剂等的大量使用，我国土壤中Pb、Cd、Zn等重金属的污染状况日益严重，污染面积逐年扩大，危害人类和动物的生命健康。据报道，2008年以来，全国已发生100余起重大污染事故，其中Pb、Cd、As等重金属污染事故达30多起。据2014年国家环境保护部和国土资源部发布的全国土壤污染状况调查公报显示，全国土壤环境总状况体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。据农业部对我国24个省市、320个重点污染区约548 万hm2土壤调查结果显示，污染超标的大田农作物种植面积为60万hm2，其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上，尤
土壤重金属污染微生物修复技术简述
土壤重金属污染微生物修复技术简述 文章从土壤重金属污染的现状入手，简要介绍了目前主要的土壤重金属污染修复技术，并对微生物修复技术的优缺点、特征、机理、研究方法及如何提高微生物修复技术的效率等方面进行了综述，为今后的土壤重金属污染微生物修复提供了参考。 标签：土壤；重金属污染；微生物修复技术 引言 随着科学技术的快速发展，重金属产品在社会中得到了广泛的应用，但由于重金属产品使用后的不当处理，导致重金属污染物不断进入环境中，污染物的数量不断累积，对人们赖以生存的环境造成了严重污染。我们常见的重金属污染物主要有镉、铅、汞、镉、钡、银、铜、锌、镍等，这些重金属污染物不仅能在环境中能长时间滞留，而且难于降解、且毒性较大，能不断地通过水、土壤、大气等介质进入动植物体内，再由食物链进入人体，对人体健康造成极大地危害。 1 土壤重金属污染修复的方法 目前，主要的土壤重金属污染修复技术有物理修复、化学修复和生物修复。其中物理修复的方法有客土工程、电修复法、电热修复、热处理法和土壤淋洗法；化学修复的方法有土壤稳定化法、光催化降解法和改良法；生物修复的方法有植物修复、动物修复和微生物修复。 2 微生物修复技术的原理 土壤重金属污染微生物修复技术是利用土壤环境中的微生物（如藻类、细菌、真菌等）对重金属污染物进行吸收、沉淀、氧化和还原等作用，来降低重金属在土壤中的毒性。 3 微生物修复技术的优缺点 3.1 微生物修复技术的优点 对比传统的物理、化学修复技术，运用生物修复技术对重金属污染的土壤进行修复，生成的产物不会破坏植物的生长环境，同时生物修复技术还具有成本低、效率高、不会产生二次污染、操作简单和适用范围广等特点。 对比微生物修复技术和动植物修复技术，微生物具有个体微小、比表面积大、繁殖快、代谢能力强、种类多、分布广、适应性强、容易培养等特点。 3.2 微生物修复技术的局限性
土壤重金属污染的植物修复
土壤重金属污染的植物修复 【摘要】土壤重金属污染是急需解决的环境问题之一，植物修复对于重金属污染土壤的治理修复具有重要意义。本文介绍了植物修复技术的概念、基本原理、研究现状以及优缺点，并展望了该领域今后的研究方向。 【关键词】植物修复；重金属；超积累植物；土壤 随着工业和农业的发展，重金属对土壤的污染越来越严重。土壤中重金属污染不仅直接影响作物的产量与品质，而且会通过食物链危及人类的健康和安全，如日本的痛骨病事件就是典型的例证。由于重金属污染物在土壤中难迁移，又不能被微生物降解，价态变化复杂，使得治理非常困难[1]。目前，常用的土壤污染修复方法有物理法、化学法和生物法(如客土法、淋溶法、施用化学改良剂等)[2]，大多只能暂时缓解重金属的危害，还可能导致二次污染，不能从根本上解决问题。近年来出现的植物修复技术由于成本低、效果良好、环境友好等优点，正成为环境科学领域研究和开发的热点[3,4]。 1.植物修复技术及其机理 植物修复技术是指将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上，该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，将植物收获并进行妥善处理(如灰化回收)后即可将该种重金属移出土体，达到污染治理与生态修复的目的[5]。根据机理不同分以下4种：植物萃取、植物稳定、植物挥发和植物转化。 植物萃取又称植物提取技术。重金属经植物根系吸收后，继而转移、贮存到植物茎叶，然后收割茎叶，从而达到去除土壤重金属元素的目的。植物萃取技术利用的是一些对重金属具有较强富集能力的特殊植物，要求所用植物具有生物量大、生长快和抗病虫害能力强的特点，并具备对多种重金属较强的富集能力(即超富集植物)[6]，植物萃取是目前研究最多且最有发展前景的植物修复方式，此技术的关键在于寻找合适的超富集植物和诱导出超级富集体。 植物稳定是耐性植物利用其自身的机械稳定作用和吸收沉淀作用固定土壤中重金属的方式，包括了分解、沉淀、螯合、氧化还原等多种过程，这些过程可降低重金属的生物有效性，防止其进入水体和食物链。然而植物稳定并没有将环境中的重金属离子去除，只是暂时的固定，使其对环境中的生物不产生毒害作用，并没有彻底解决环境中的重金属污染问题。 植物挥发是指利用植物去除土壤中的一些挥发性污染物的一种方法，即植物将污染物吸收到体内后又将其转化为气态物质，释放到大气中。植物挥发只限于挥发性的污染物(如Se，As和Hg等)，应用范围小，且此方法将污染物转移到大气中，对环境有一定的影响。 植物转化是指利用植物的根部及其它部位通过新陈代谢作用等生理过程将
土壤重金属污染论文
土壤重金属污染论文 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
姓名：曹兴国 班级：机设c126 学号：125950 土壤重金属污染问题 随着现代工业的发展，工业排出的污染物越来越多，对环境造成的危害越来越严重，土壤的重金属污染就是一个例子。土壤污染对人类的身心都造成了巨大的危害，土壤重金属污染治理已经刻不容缓。 土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量有害元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。污染土壤的重金属主要包括汞（Hg）、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显着的元素，以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等，如汞主要来自含汞废水，镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降，砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调，镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高，即使超过食品卫生标准，也不影响作物生长、发育和产量，此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小，不易随水淋滤，不
为微生物降解，通过食物链进入人体后，潜在危害极大，应特别注意防止重金属对土壤污染。 四川某乡的重金属污染是众多污染区域、污染类型中的一个案例，是长江上游地区的小规模金属冶炼、加工为主要产业的地区的典型代表。该乡自1989年起发展小高炉炼铜业，这些小高炉均无环保设施，生产采用的原料大部分为冶炼厂的下脚料，含有多种重金属元素。生产中释放的大量烟尘未经任何除尘处理，直接排向空中。经过大气中重金属沉降而造成污染。过量的重金属会引起植物生理功能紊乱、营养失调、发生病变，且重金属不能被土壤微生物所降解，在土壤中不断累积，同时为生物所富集并通过食物链在人体体内积累，进而危害人体健康。 土壤重金属污染的治理有以下几种方法： （1）工程治理。工程治理是指用物理或物理化学的原理来治理土壤重金属污染。主要有客土、换土、翻土和去表土。客土是在污染的土壤上加入未污染的新土；换土是将以污染的土壤移去，换上未污染的新土；翻土是将污染的表土翻至下层；去表土是将污染的表土移去等。淋洗法是用淋洗液来淋洗污染的土壤；热处理法是将污染土壤加热，使土壤中的挥发性污染物（Hg）挥发并收集起来进行回收或处理；电解法是使土壤中重金属在电解、电迁移、电渗和电泳等的作用下在阳极或阴极被移走。工程治理措施效果彻底、稳定，但实施复杂、治理费用高、易引起土壤肥力降低。
生物炭在土壤污染修复中的应用
Hans Journal of Agricultural Sciences 农业科学, 2020, 10(9), 746-750 Published Online September 2020 in Hans. https://www.360docs.net/doc/0f14562072.html,/journal/hjas https://https://www.360docs.net/doc/0f14562072.html,/10.12677/hjas.2020.109113 生物炭在土壤污染修复中的应用 李燕1,2,3,4 1陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西西安 2陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西西安 3自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室，陕西西安 4陕西省土地整治工程技术研究中心，陕西西安 收稿日期：2020年9月3日；录用日期：2020年9月16日；发布日期：2020年9月23日 摘要 健康的土壤环境是城市发展、农业生产、宜居人居环境建设的重要基础，也是保障区域生态环境安全的重要前提。城市快速发展和经济结构转型升级过程中产生大量污染土地，对土壤、空气等人居环境和人体健康产生不可忽视的影响，污染土壤修复治理是有限土地资源高效利用的必要选择。生物炭作为一种在土壤改良、能源生产、废物利用、污染物治理等方面具有积极作用的多孔吸附性物质，在土壤污染修复领域具有重要应用价值。 关键词 生物炭，土壤改良，土壤修复 Application of Biochar in Soil Pollution Remediation Yan Li1,2,3,4 1Institute of Land Engineering and Technology, Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co., Ltd., Xi’an Shaanxi 2Shaanxi Provincial Land Engineering Construction Group Co., Ltd., Xi’an Shaanxi 3Key Laboratory of Degraded and Unused Land Consolidation Engineering, The Ministry of Natural Resources, Xi’an Shaanxi 4Shaanxi Provincial Land Consolidation Engineering Technology Research Center, Xi’an Shaanxi Received: Sep. 3rd, 2020; accepted: Sep. 16th, 2020; published: Sep. 23rd, 2020
土壤重金属污染状况及修复
土壤重金属污染状况及修复 中文摘要：重金属污染因具有毒性、易通过食物链在植物，动物和人体内累积，对生态环境和人体健康构成严重威胁。随着工业快速发展、农药及化肥的广泛使用，农田土壤重金属污染越来越严重，研究农田土壤重金属污染现状及修复技术对农产品安全具有重要意义。综合国内外农田土壤重金属污染状况，农田土壤重金属污染主要来源于固体废弃物堆放及处置、工业废物大气沉降、污水农灌和农用物质的不合理施用。该文综述了国内外有关农田重金属污染土壤修复技术（物理修复、化学修复、生物修复、农业生态和联合修复）的研究进展，并针对各种修复方法，阐述了其原理、修复条件、应用实例及其优缺点，重点论述了植物修复的机理和应用，提出了草本与木本联合修复可有效提高农田土壤重金属复合污染的修复效率，为农田土壤土壤重金属复合污染修复提出了新的途径。最后在对已有研究分析的基础上，提出了联合修复技术（如生物联合技术、物理化学联合技术和物理化学—生物联合技术）可以在一定程度上克服使用单一修复手段存在的缺点，可提高复合污染的修复效率、降低修复成本，未来应深入探索联合修复技术间的相互作用机理，以期为农田土壤重金属综合治理与污染修复提供科学依据。 关键词：农田土壤；重金属；污染；修复技术 Abstract; Heavy metal pollution caused by toxic, easily in the food chain through plants, animals and humans in vivo accumulation of the ecological environment and pose a serious threat to human health. With the rapid development of industry, the widespread use of pesticides and fertilizers, agricultural soil heavy metal pollution is getting worse, research Soil Heavy Metal Pollution and Remediation Technology is important for the safety of agricultural products. Comprehensive Farmland Soil Heavy Metal Contamination at home and abroad, mainly from heavy metals in soils contaminated solid waste deposits and disposal of industrial waste atmospheric deposition, sewage unreasonable application of agricultural irrigation and agricultural materials. This paper reviews the related farmland abroad Heavy Metal Contaminated Soil Research Progress (physical restoration, chemical remediation, bioremediation, ecological agriculture and bioremediation) repair, and for a variety of repair methods, described its principle, to repair the condition, application examples its advantages and disadvantages, Focuses on the mechanism and application of phytoremediation, herbaceous and woody proposed bioremediation can effectively improve the efficiency of heavy metals in soils repair compound contaminated soil farmland soil heavy metals contamination fixes proposed a new way. Finally, the existing research and analysis based on the proposed joint repair techniques (such as bio-technology joint, joint technical and physical chemistry physical chemistry - Biotechnology United Technologies) can overcome the disadvantages of using a single repair means exist to some extent, can improve repair efficiency combined pollution, reduce repair costs, Future should further explore the mechanism of interaction between the United repair techniques, with a view to the comprehensive management of heavy metals in soils and pollution remediation provide a scientific basis. Keywords: Soil; heavy metal; pollution; repair technology 1 土壤中重金属的污染现状 土壤作为开放的缓冲动力学体系，在与周围的环境进行物质和能量的交换过程中，不可避免地会有外源重金属进入这个体系! 重金属对土壤的主要污染途径是工业废渣、废气 中重金属的扩散、沉降、累积，含重金属废水灌溉农田，以及含重金属农药、磷肥的大量施用! 外来重金属多富集在土壤的表层!.工业生产上重金属释放到环境中的主要途径有采矿、冶炼、燃
土壤重金属污染植物修复研究进展
土壤重金属污染植物修复研究进展 土壤学兰兴梅S2******* 摘要：植物修复是一项新兴的绿色环保重金属污染物修复技术。本文在概述我国土壤重金属污染物的种类和污染现状的基础上，阐述了植物修复类型与机理、植物修复影响因素、植物修复的限制因素，并提出提高修复效率的手段，最后对重金属污染物植物修复进行了展望。 关键词: 重金属；土壤污染；植物修复 土壤是人类及众多生物赖以生存发展的物质基础之一。污染物通过水体、大气间接或直接进入土壤中，当其积累到一程度、超过土壤自净化能力时，土壤的生态服务功能将降低，进而对土壤动、植物以及微生物产生影响[1]。在经济全球化的大背景下，工业化和城镇化迅速发展，土壤污染日益严重[2]。重金属是土壤重要污染物之一，它在土壤中迁移转化，易于被植物或微生物吸收利用，继而通过食物链进入人体，引起各种生理功能改变，导致各种急慢性疾病，如慢性中毒、致癌和致畸等。同其他种类的污染物相比，重金属污染具有隐蔽性、毒性大、长期性和不可逆转性等特点[3]。如何防治土壤重金属污染已成为我国乃至全球的研究焦点。 物理、化学及生物的方法都可用于修复重金属污染土壤，但是植物修复长期以来被公认为是净化水土资源的一种绿色环保的方法[4]，它是一种能让土壤免受扰动、绿色、生态友好的生态修复技术。近年来，对重金属植物修复技术的研究，特别是耐重金属和超富集植物及其根际微生物共存体系的研究、根际分泌物在微生物群落的进化选择过程中的作用、以及根际物理化学特性研究方面已经取得了重要进展[1]。鉴于土壤重金属污染严重以及植物修复技术的重大意义，本文将从我国土壤重金属污染现状、植物修复技术以及植物修复技术的限制性因素三个方面进行综述，以期为该领域的深层次研究提供参考。 1我国土壤重金属污染物来源及污染现状 1. 1土壤重金属污染物种类及来源 重金属是指密度在 4. 0 以上的60 种元素或密度在 5. 0 以上的45 种元素，通常可以分为以下 3 类：(1) 具有生物毒性的金属汞( Hg) 、镉( Cd) 、铅
重金属污染土壤修复精编
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生物炭对重金属污染土壤修复的研究 1. 土壤重金属污染现状 重金属是指比重大于cm3的金属元素，主要包括锌（Zn）、银（Pb）、镉（Cd）、铜（Cu）、铬（Cr）、镍（Ni）、汞（Hg）和准金属砷（As）等。近年来，随着工业化、城市化的不断发展，工业活动、矿产的开采和冶炼、城市垃圾的处理、污水灌概、农药和化肥的不合理施用、机动车尾气的排放等人类活动导致大量重金属以各种不同的形式进入土壤，引起环境质量严重恶化。由于重金属不易在生物物质循环和能量交换中分解，土壤重金属污染不仅抑制作物生长发育，促成作物早衰，降低产量，并且还会通过食物链的富集、传递，危害人体健康。尤为严重的是，有毒重金属在土壤系统中所产生的污染过程具有隐蔽性、长期性和不可逆性等特点,一旦有毒污染物进入土壤，则极难清理出来。随着土壤重金属污染不断加剧，因土壤重金属污染造成的致病事件频发，重金属污染土壤的修复问题逐渐引起了人们的关注，逐渐成为土壤及环境领域的研究热点和难点。 目前，人类活动是造成重金属在土壤中累积的主要来源。比如，金属矿产资源的开发利用通常会使矿区及周边地区土壤重金属含量累积；农业活动中肥料和农药的不合
理施用也会造成土壤污染，以磷肥为例，由于磷矿石成分复杂，含有多种重金属，比如Zn、Cr、Pb、Cu等，在施入过程中一同被带入土壌，进而在土壤中富集。 2.重金属污染土壤修复研究进展 土壤重金属的生物有效性及其对环境危害程度不仅与其总量相关，还与其在 土壤中的赋存形态有关。而重金属污染土壤修复的主要技术手段是更大程度的减少土壤中重金属的总量和降低其在环境中的有效性。根据修复手段，土壤重金属修复技术大致可以分为物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术。其中，物理修复是指通过物理手段对土壤重金属进行稀释、热挥发或者移除等，比如客土法、电热法等；化学修复是指通过外源添加修复材料或土壤自身物质改变土壤环境引起化学反应来达到治理的效果，比如淋洗法、添加改良剂等（凯迪电厂的炭化物就属于改良剂的一种，属于生物炭）；生物修复即利用生物体来实现土壤重金属的迁移转化，比如微生物修复、植物修复等。不同的修复技术各有优劣，如何因地制宜地选择修复技术是土壤重金属修复的研究方向之一。 重金属污染土壤原位修复是指向污染土壤中投加一种或多种物质，调节土壤理化性质，通过与重金属发生一系列反应，改变重金属在土壤中的赋存形态，降低其生物活
土壤重金属污染的危害及修复教学提纲
土壤重金属污染的危 害及修复
土壤重金属污染的危害及修复 摘要:土壤重金属污染问题越来越引起人们关注,阐明了土壤中重金属污染的来源、污染情况及造成的危 害,主要综述了目前国内专家、学者对土壤污染及生物修复的研究进展,结合我国具体情况,提出一些自己的看法. 关键词:土壤;重金属污染;生物修复 土壤重金属污染是指人类活动将重金属加入到土壤中,致使土壤中重金属含量明显高于原有含量,并造成生态环境恶化 的现象[1].环境污染方面所指的重金属主要指对农作物和人畜生物毒性显著的Hg、Cd、Pb、Cr、以及类金属As,还包括具有毒 性的Zn、Cu、Co,Ni、Sn、V等污染物,后者在常量下对作物和人体是营养元素,过量时则出现危害.加强土壤污染的化学及生态 研究对推动绿色食品和生态农业的发展具有重要意义. 1土壤中重金属元素的来源和污染状况 除了来自于土母质本身的重金属,土壤重金属污染主要来自于人类活动.研究表明:Pb、Cd、Hg、As与大气污染有直接关 系[2].来源于象汽车含铅汽油燃烧排放的尾气、工农业生产、汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的气体,它们经过自然沉降和 雨淋进入土壤.公路、铁路两侧土壤中的重金属污染主要是Pb、Cr、Zn,Cu、Co、Cd等,大气汞的干湿沉降也可引起土壤中汞含 量的增高.
城市大量的工业废水流入河道,其中含有的许多重金属离子,随着污水灌溉、污泥施肥而进入土壤.太原、淮阳污灌区土 壤中重金属的含量自污灌以来逐年增高.广州市郊污灌区农田中Pb、Cd、Hg、Cr、As等重金属污染超过临界值,残留超标率分 别达16%、100%、68%、16%和52%[3、4].研究还表明:用城市污水污泥改良土壤,重金属Hg、Pb、Cr的含量明显增加,青菜中 的Pb、Zn、Cu、Cd、Ni也增加[5]. 胡永定[6]通过对徐州荆马河区域土壤重金属污染成因的分析和研究,发现Cd是由垃圾施用和农灌引起的,Pb、Zn、Cu、Cr 是由垃圾施用引起的,As是农田灌溉引起的,Hg是各种途径都有.另外城市生活垃圾、车辆废弃物、垃圾堆放场附近土壤中重 金属的含量都高于当地土壤背景值,如北京郊区某垃圾场周边土壤中Cd含量是对照组的8倍.金属矿山的开采、有色金属的 冶炼排放的废水、重金属冶炼矿渣的堆放,工厂烟囱的排放物等,随着降雨淋溶被带入水环境或直接进入土壤,都会成为土壤 重金属的来源.许多研究表明:随着磷肥、复合肥的大量施用,土壤有效镉的含量在不断增加,作物吸收镉量也相应增加.据马 耀华等对上海地区菜园土研究发现:施肥后,Cd的含量从0.1mgkg- 1上升到 0.32mg kg- 1.魏秀国等人通过对广州市蔬菜地 土壤重金属污染状况调查及评价发现:铅污染最为普遍,其次是砷污染;就污染的程度而言,镉污染最为严重,其次为砷[7].
土壤重金属污染的植物修复技术
土壤重金属污染的植物修复研究 院系:生命科技学院 专业：农学 班级：农学101 姓名：刘忠臣 学号：20100114103 完成日期：2012-12-29
目录 摘要 (3) 关键词 (3) 引言 (4) 第1章土壤重金属污染的植物修复概念及特点 (5) 1.1 植物修复法定义 (5) 1.2 植物修复技术的特点 (6) 第2章超积累植物及其概念 (6) 第3章重金属污染的植物修复机理 (7) 3.1 植物根系对重金属的吸收 (7) 3.2 重金属由根系向地上部的迁移 (8) 3.3 植物地上部重金属的积累 (8) 第4章提高植物对土壤重金属修复的措施 (9) 4.1 调节土壤pH (9) 4.2 添加螯合剂等添加剂，提高重金属的生物可利用率 (9) 4.3 施加植物营养，促进植物对重金属的吸收 (10) 第5章结论 (10) 参考文献 (10)
摘要：土壤重金属污染越来越严重，对环境安全和农业可持续发展构成了严重威胁。所以，对土壤重金属污染的修复刻不容缓，世界各地的科学家对此的研究也越来越深入。其中，土壤重金属污染的植物修复以其独特的优点越来越受关注。科学家对土壤重金属污染的植物修复技术研究也越来深入，其配套技术也越来越完善。本篇论文主要对土壤重金属污染的植物修复做完整的介绍，并对其技术特点及应用做了详细的描述。对土壤重金属有超积累现象的植物的寻找与培育是今后对土壤重金属污染的植物修复研究的重中之重。 关键词：重金属污染植物修复超积累植物
引言 土壤重金属以其特殊化学性质，对环境污染的持久性以及强烈的生物毒性，一直被世界各国环境科学工作者作为研究的重点。近几十年来，由于农药和化肥的大量使用、废水或污水灌溉、工业废渣与垃圾填埋渗漏和大气沉降等，造成土壤重金属污染日趋严重。土壤重金属污染，改变土壤化学组成，直接或间接地破坏土壤的生态结构，通过土壤—作物系统迁移积累，进而影响农产品安全乃至人体健康。据估算，我国重金属污染的土壤约3亿亩，占耕地总面积的1/6左右，每年因重金属污染的粮食高达数百万吨。土壤重金属污染问题以对我国环境安全和农业可持续发展构成严重威胁，亟须解决。 对于土壤重金属污染的修复方法主要有植物修复技术、工程措施、热解吸法、玻璃化技术、电动修复、电热修复/电磁法修复、土壤淋洗、土壤固化技术、有机质改良法、重金属拮抗作用、微生物修复技术、农业生态修复、联合修复技术。 本文主要研究植物修复技术。土壤重金属污染和防治一直是国际上的难点和热点研究课题。当前，主要的土壤修复技术包括工程治理、化学治理、农业治理和生物治理等四种措施，其中植物修复技术，因其具有效果好、投资省、费用低、二次污染小等优点，被誉为绿色修复技术，日益受到人们的重视，成为污染土壤修复研究的热点。 随着城市化、工业化的进程加速，土壤重金属污染不断加剧。重金属污染已成为全球面临的最大的环境问题，2011年全国环境保护工作会议中明确提出，重金属污染是“十一五”凸显的重大环境问题，国务院已经批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》，重金属污染综合防治列为环境保护的头等大事，力争到2015年，进一步优化涉重金属产业的结构，完善重金属污染防治体系、事故应急体系及环境与健康风险评估体系。可见，重金属污染的防治将是未来我国环境保护工作的重点。植物修复技术是重金属污染治理的重要手段。