不同类型睡莲对重金属Cu、Pb的吸收及富集特征

Botanical Research 植物学研究, 2019, 8(4), 366-369

Published Online July 2019 in Hans. https://www.360docs.net/doc/617141559.html,/journal/br

https://https://www.360docs.net/doc/617141559.html,/10.12677/br.2019.84044

Absorption and Accumulation of Heavy

Metals of Pb, Cu by Different Waterlilies

Kuan Yang

Shanghai Chenshan Botanical Garden, Shanghai

Received: Jul. 1st, 2019; accepted: Jul. 23rd, 2019; published: Jul. 30th, 2019

Abstract

Objective: This study investigated the distribution of heavy metals including Cu and Pb in dif-ferent organs of different type waterlilies to research ecological restorations of heavy metals pollution in water bodies. Method: The contents of heavy metals in waterlilies planted in Shanghai Chenshan Botanical Garden were detected and analyzed. Result: Different organs of waterlilies absorbed Cu and Pb in different ways and these metals were distributed in different parts with different contents. Result: Waterlily is not the hyperaccumulator but have good ap-plication prospects in remediation of copper-lead contaminated soils because of the fast growth rate and high biomass.

Keywords

Waterlily, Heavy Metals, Accumulation

不同类型睡莲对重金属Cu、Pb的吸收及

富集特征

杨宽

上海辰山植物园，上海

收稿日期：2019年7月1日；录用日期：2019年7月23日；发布日期：2019年7月30日

摘要

目的：为探索受污染水体的生态修复方法，分析了Cu和Pb在不同类型睡莲的不同器官中的分布。方法：

杨宽

以上海辰山植物园内的睡莲为研究对象，对样品重金属含量进行检测与分析。结果：显示睡莲的不同部位对重金属的吸收与分布表现出一定的差异性。结论：睡莲不属于超累积植物，但由于生长速度快，生物量大，在铜铅污染土壤修复中也有很好的应用前景。

关键词

睡莲，重金属，富集

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1. 引言

城市水体治理是近年来的热点，水体中土壤重金属物质的分解与转化对水生生物和包括人类在内的整条食物链都造成了危害[1][2]，因此重金属污染水体的治理与修复已经引起了人们的越来越多的关注，目前常用的修复方法包括物理、化学和生物等方法，如离子交换树脂法、活性炭吸附法、化学沉淀法和生物吸附法等[3]，其中生物吸附法主要利用生物材料从水体中富集重金属离子达到净化水体的目的，随着人们生活水平的提升，水生花卉也得到了更多的应用。

睡莲为睡莲科(Nymphaeaceae)睡莲属(Nymphaea)植物的统称，是多年水生草本花卉植物，由于其花期长、花色艳丽、种植维护成本较低的优点，在上海地区园林水景营造中极为常见[4]。根据生态习性，睡莲可分为耐寒睡莲(Hardy waterlily)与热带睡莲(Tropical waterlily)，其中耐寒睡莲在冬季可进入休眠，有很强的耐寒能力；而热带睡莲在上海地区无法自然越冬，但在水温10℃以上的条件下可全年开花，且花色比前者丰富，因此近年来在上海地区的应用特别是相关展览活动中愈见频繁。

目前已有研究表明，睡莲对水体及沉积物中重金属均具有富集能力[5][6]，但针对热带睡莲的研究报道甚少，因此本次研究采用温室盆栽实验，研究热带睡莲与耐寒睡莲对土壤中Cu和Pb的吸收积累及分配规律，并初步评价睡莲的修复能力和应用前景。

2. 材料与方法

2.1. 供试材料

供试睡莲为热带睡莲“小花”(Nymphaea micrantha)与耐寒睡莲(Nymphaea “Wanvisa”)。

供试重金属试剂为PbCL2和CuSO4，均为分析纯试剂。

2.2. 实验方法

实验于上海市上海辰山植物园睡莲温室内进行，供试黄沙经晒干、敲细、去杂后，配制成PbCL2与CuSO4含量均为1 g/kg的种植基质，后装桶，每桶装约2.5 kg，每桶定植一株睡莲苗，套盆栽植于口径46 cm的塑料缸内，每个处理设5个重复，同时以未加重金属的植物培养组作为对照。

70 d后分别取睡莲(不包括已死亡的植株)叶片、块茎、根系，去离子水冲洗干净，105℃杀青5 min，70℃烘干24 h至恒重，称量，研磨，100目尼龙筛过筛，采用酸硝解法，使用TAS-990火焰原子化法原子吸收光谱仪测定Pb离子和Cu离子含量。

杨宽

2.3. 数据测定分析

土壤和植株中的Pb和Cu测定方法参照国家标准进行；试验所得数据使用Microsoft Excel2010和SPSS 22软件进行处理和差异显著性分析。

3. 结果与分析

3.1. 不同类型睡莲对重金属Cu的吸收

不同类型睡莲器官中金属Cu的含量存在差异(如表1)，“小花”睡莲的根系、块茎、叶片的吸收富集量均高于“万维莎”睡莲，其中根系差异显著(P < 0.05)，表明热带睡莲对基质中Cu离子的吸收能力高于耐寒睡莲。

Table 1. Cu content in different organs of different type waterlily

表1.不同类型睡莲器官中重金属Cu的含量(mg/kg)

根系对照块茎对照叶片对照“小花”睡莲2826.25a 6.98c 29.26c 2.68c 74.81c 1.83c

“万维莎”睡莲1946.00b 2.79c 14.46c 2.14c 23.71c 1.55c 注：各品种间不同小写字母表示差异显著(P < 0.05)。下同。

Cu离子在不同类型的睡莲均表现出根系> 叶片> 块茎的现象，根系含量显著高于块茎、叶片(P <

0.05)，而块茎与叶片差异不显著，表明睡莲对Cu的转运能力较差，吸收后主要集中在根部，极少可运

输至睡莲地上部分。

3.2. 不同类型睡莲对重金属Pb的吸收

不同睡莲类型对金属Pb的吸收如表2所示，耐寒睡莲“万维莎”的根系吸收能力强于热带睡莲“小花”，而块茎与叶片的吸收能力相对较弱，相同器官含量差异不显著。

Table 2. Pb content in different organs of different type waterlily

表2.不同类型睡莲器官中重金属Pb的含量(mg/kg)

根系对照块茎对照叶片对照“小花”睡莲5495.25a 2.65b 4.80b 0.04b 120.30b 0.48b

“万维莎”睡莲5794.67a 2.56b 1.31b 0.28b 69.20b 0.47b

与Cu离子相同，Pb离子在不同类型的睡莲也表现出根系> 叶片> 块茎的现象，根系含量显著高于块茎、叶片(P < 0.05)，而块茎与叶片差异不显著。

4. 讨论与结论

2种生活型的睡莲在重金属处理下均能生存，表明睡莲能适应此浓度的重金属污染介质，但不同类型的睡莲对同一重金属的吸附能力不同，由于睡莲在生长旺盛阶段，植物的新陈代谢加快，从土壤中吸收营养物质和重金属的能力提升[7]，根系中的重金属随之被运输至根茎和叶片，但热带睡莲根系对铜离子的吸收能力((2826.25 mg/kg)明显强于耐寒睡莲(1946.00 mg/kg)，且差异显著(P < 0.05)，而对铅离子的吸收能力则弱于后者，但差异并不显著。而热带睡莲块茎和叶片中的重金属含量均高于耐寒睡莲，仅就两种睡莲来看，热带睡莲具有更强的重金属吸收能力。

杨宽

总体来看，睡莲对铜、铅的吸收能力很强，但是运能力均较低，大部分被吸收后累积在根部。由于所选睡莲在重金属处理下长势良好，生物量较大，在低浓度污染水体中，可以进行适当的种植，并及时清理枯叶，防止二次污染。

基金项目

上海市绿化和市容管理局科学技术项目(G172408)。

参考文献

[1]李向宏, 郑国璋. 土壤重金属污染与人体健康[J]. 环境与发展, 2016, 28(1): 122-124.

[2]王增焕, 林钦, 王许诺, 等. 华南沿海贝类产品重金属元素含量特征及其安全性评价[J]. 上海海洋大学学报,

2011, 20(6): 923-929.

[3]付贵权, 韩婷婷, 巩秀玉, 等. 重金属Cu2+胁迫对半叶马尾藻生长及生理生化特性的影响[J]. 南方水产科学,

2015, 11(4): 34-39.

[4]黄国振, 邓惠勤, 李祖秀, 等. 睡莲[M]. 北京: 中国林业出版社, 2009.

[5]宋力, 黄勤超, 黄民生. 利用荷花与睡莲对沉积物中重金属的修复研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2016, 36(9):

2884-2888.

[6]高军侠, 陶贺, 党宏斌, 等. 睡莲、梭鱼草对铜污染水体的修复效果研究[J]. 地球与环境, 2016, 44(1): 96-102.

[7]宋力, 黄勤超, 黄民生. 利用荷花与睡莲对沉积物中重金属的修复研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2016, 33(9):

2884-2888.

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重金属传播特性分析

重金属污染来源、分布、治理方法点击次数：2540 发布时间：2011-2-16 摘要：文章阐明了重金属污染物来源与分布，同时对国内外土壤重金属污染治理的研究工作做了系统的综述，提出了土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法，利用环境矿物材料治理土壤重金属污染物的方法，具有成本低、效果好、无二次污染及有用金属可回收利用等优点，展现出广阔的环境矿物学研究与应用前景。并提醒人们要提高土壤质量意识，保护生态环境。重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷，还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物。随着全球经济化的迅速发展，含重金属的污染物通过各种途径进入土壤，造成土壤严重污染。土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降，并可通过食物链危害人类的健康，也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。因此引起世界各国的广泛重视。目前，世界各国土壤存在不同程度的重金属污染，全世界平均每年排放Hg约1.5万 t、Cu为340万 t、Pb为500万 t、Mn为1500万 t、Ni为100万 t。中国北方大城市的蔬菜基地和部分商品粮基地也存在着不同程度的重金属污染，如北京、天津、西安、沈阳、济南、长春、郑州等地；。南方相对较轻，如福州、宁波、上海、武汉、成都等地。土壤重金属污染将会造成生态系统的严重破坏。从中国土壤资源状况看，到2000年底中国人均耕地仅为0.1 hm2，而且随着今后中国经济社会的发展如生态退耕、农业结构调整及自然灾害损毁等，土壤资源将进一步减少。因而如何有效地控制及治理土壤重金属的污染，改良土壤质量,将成为生态环境保护工作中十分重要的一项内容。重金属污染原理重金属，特别是汞、镉、铅、铬等具有显著和生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解，而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程(即迁移)。重金属污染的特点是：(1)除被悬浮物带走的外，会因吸附沉淀作用而富集于排污口附近的底泥中，成为长期的次生污染源；(2)水中各种无机配位体(氯离子、硫酸离子、氢氧离子等)和有机配位体(腐蚀质等)会与其生成络合物或螯合物，导致重金属有更大的水溶解度而使已进入底泥的重金属又可能重新释放出来；(3)重金属的价态不同，其活性与毒性不同。其形态又随pH和氧化还原条件而转化。(4)在其危害环境方面的特点是：微量浓度即可产生毒性(一般为1～10毫克/升，汞、镉为0.01～0.001毫克/升)；在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物(如洋－甲基汞)；可被生物富集，通过食物链进入人体，造成慢性路线。亲硫重金属元素(汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷等)与人体组织某些酶的巯基(-SH)有特别大的亲合力，能抑制酶的活性，亲铁元素(铁、镍)可在人体的肾、脾、肝内累积，抑制精氨酶的活性。六价铬可能是蛋白质和核酸的沉淀剂，可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶，导致高铁血红蛋白，可能致癌，过量的钒和锰(亲岩元素)则能损害神经系统的机能。本文主要从土壤中重金属污染物来源与分布、土壤中重金属污染物的现行治理方法入手，提出土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法。旨在保护环境，提高土壤的环境质量。 1 土壤中重金属污染物来源与分布土壤中重金属的来源是多途径的，首先是成土母质本身含有重金属，不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。此外，人类工农业生产活动，也造成重金属对大气、水体和土壤的污染。 1.1 大气中重金属沉降

土壤重金属污染作物体内分布特征和富集能力研究_周振民

第31卷第4期2010年8月华北水利水电学院学报 Journa l o f N orth Ch i na Institute ofW ate r Conse rvancy and H ydro electr i c Pow er V o l 131N o 14A ug 12010 收稿日期:2010-05-05 基金项目:水利部公益性科研资助项目(200801015). 作者简介:周振民(1953)),男,河南封丘人,省级特聘教授,博士,主要从事农业水土环境方面的研究. 文章编号:1002-5634(2010)04-0001-05 土壤重金属污染作物体内分布特征和富集能力研究周振民 (华北水利水电学院,河南郑州450011) 摘要:随着污水灌溉面积的持续扩大,研究污水灌溉带来的土壤重金属污染问题,特别是重金属污染物对土壤-作物系统的影响显得尤为重要.通过玉米作物污水灌溉实验、采样分析和生态调查,研究了由于污水灌溉造成的土壤重金属污染(Pb ,Cd ,C r ,Cu)在玉米体内分布特征和富集能力.研究结果证明,重金属Pb ,Cr 和Cu 主要富集在玉米根部,少量向玉米作物地上部分迁移.玉米籽粒中4种重金属(P b ,Cd ,C r ,Cu)的含量均在粮食及其制品中重金属元素限量之内,说明玉米籽粒基本没有受到污染,粮食生产处于安全状态.关键词:土壤重金属污染;作物影响;分布特征;富集能力中图分类号:X 53 文献标识码:A 重金属是农业生态系统中一类具有潜在危害的化学污染物.重金属Pb ,Cd ,C r ,Cu 是污水的主要组分之一,它们对作物、土壤和地下水都有潜在的威胁.土壤重金属污染在世界范围内广泛存在且日趋严重,全世界平均每年排放汞约1.5万t 、铜约340万t 、铅约500万t 、锰约1500万t 、镍约100万t [1] .中国受汞、铬、镉、铅、镍等重金属污染的耕地面积超过2@1011 m 2 ,约占总耕地面积的1/5[2] ,每年受重金属污染的粮食约1200万t [3] ,重金属污染土壤对农作物生长的影响研究已迫在眉睫. 国内外研究成果大多是在土壤重金属污染条件下,农作物受到的定性影响[4] ,而在土壤重金属污染下,作物的生理机理影响以及定量指标研究成果较少 [5] ,尤其是对作物的生长生理过程和作物产量指标以及遗传性毒理指标等方面的研究很少[6] . 1 试验场地基本情况 [3] 污灌试验区选定在位于开封市东15km 的兴隆乡太平岗村二组.试验区紧邻惠济河,惠济河是淮河的一条重要支流,是开封市污染严重的一条河流.该区多年平均地下水埋深3.40m.该地区地势平坦,地面比降为1/2500~1/3000.土壤为黄河冲积平原土质,质地为壤土或沙壤土,有机质少,p H 值为8.45~8.60,孔隙度为43.40%~50.26%,密度为 1.32~1.50g /c m 3 .主要作物有水稻、玉米、棉花、花生、大豆等,自然条件在河南省平原地区有一定的代表性. 2 采样与分析方法 2.1 污水灌溉水源采样与水质分析每次灌溉前,沿引水处的河流横断面(即左岸,中,右岸)取水样,利用火焰原子吸收分光光度计分别测水样中Pb ,Cd ,Cr 和Cu 的含量.2.2 土壤含水率与土壤理化性质分析用对角线布点法采集土壤样品,采样点有5个,取土深度为0~20c m,20~40c m 和40~60c m.每月1日、11日和21日以及玉米收获时间为取样时间.土壤含水率采用/田间法0进行测定[7] ;土壤容重采用/环刀法0[7];p H 值采用玻璃电极法[8] ;土壤中总氮、全磷以及速效钾分别采用过硫酸钾氧化紫外分光光度法、钼锑抗分光光度法和醋酸铵提取法进行测定;有机质采用油浴外加热-重铬酸钾容量法. 将土样放置实验室风干后碾磨,过200目筛,称

水生植物富集重金属(综述)

水生植物富集重金属的研究摘要：水体重金属污染已经成为一个日益严重的环境问题，了解水体重金属污染原理、处理水体重金属，已经成为一个必须解决的课题。本文分析了重金属对水生植物的影响以及水生植物对重金属离子的富集和去除。综述了重金属的来源，在国内外的污染现状，以及具体的治理方法，分析了各种方法的优缺点。在所有的方法中，利用水生植物修复是最有潜力的。并重点讨论了常见重金属离子对水生植物的影响，包括重金属对水生植物伤害的作用机理、毒害途径及其影响水生植物吸收重金属的因素，统计了水生植物对重金属离子的耐受上限。关键字：重金属水生植物富集植物修复 Accumulation of heavy metals of aquatic plants Abstract: The paper reviews the source of heavy metals，its pollution statusand control methods at home and abroad，and points out that the phytoremediation by water plants is the most potential method after analyzing advantages and disadvantages of all differ entcontrol methods. Analyses the influence of heavy metals in aquatic plants for heavy metalions and aquatic plants the enrichment and purify. The paper discusses the harmful mechanism and toxic paths to water plants，and the factors affecting absorption of heavy metals by water plants，and summarizes the maximum to lerant values of different water plants to hea y metalions. Keywords：heavy metals aquatic plants purify and enrichment phytoremediation; 重金属污染现已成为危害最大的水污染问题之一。由于重金属元素具有难降解、易积累、毒性大等特点，另外还能被生物富集吸收进入食物链危害人、畜、鸟等各种生命[1]，因此在水环境中重金属污染尤其受到人们关注。人类如果长期食用重金属含量超过一定值的水产品，会引发各种疾病，如臭名昭著的“公害病”-水俣病和骨痛病等就分别由汞和镉引起。因此，寻找高效的重金属富集植物仍然是重金属污染植物修复的关键。 1.重金属离子对水生植物的影响 1. 1 重金属对水生植物的伤害机理重金属伤害水生植物主要的机理为自由基伤害理论。通常情况下，许多酶促反应和某些低分子化合物的自动氧化都会产生活性氧。水生植物在长期的进化过程中在体内形成了由SOD、CAT和POD酶组成的有效的清除活性氧的酶系统。它们在一定范围内及时清除机体内过多的活性氧，以维持自由基代谢的动态平衡，能维持水生植物体内活性氧自由基的较低水平，从而避免了活性氧对水生植物细胞的伤害。由于重金属能导致水生植物体内活性氧产生速率和膜脂过氧化产物明显上升，从而使水生植物体内活性氧自由基的产生速度超出了水生植物清除活性氧的能力，因而引起细胞损伤。这是重金属对水生植物产生毒害的一个重要机制[2]。而重金属对水生植物的影响作用主要表现在改变细胞的细微结构，抑制光合作用、呼吸作用和酶的活性，使核酸组成发生改变，细胞体积缩小和生长受到抑制等[3]。孔繁翔等人在研究中发现，不同浓度的锌等重金属对羊角月牙藻的生长进度、蛋白质含量、ATP水平等有明显的影响，其实验结果表明，金属离子在其所试验的范围内对其生长速率均有抑制作用[4]。1. 2 重金属对水生植物产生毒害的生物学途径重金属对水生植物产生危害的途径可能有两种: 一是大量的重金属离子进入水生植物

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重要农作物对重金属的富集作用浅析摘要食品安全永远是国之大计，根据国内外文献报道，对多种重要的农作物富集土壤重金属的特点和富集能力进行了总结，并分析了土壤环境对作物富集重金属的影响，结果表明: 农作物富集土壤重金属与作物种类、品种、部位有关，同一作物对不同重金属富集能力存在差异，利用各种作物富集重金属的特点可指导合理开展生态农业种植区划、调整农业产业结构，为筛选低富集重金属作物品种以及区域土壤环境保护提供科学依据。同时也对食品的安全作出了一定的贡献。关键词农作物重金属富集土壤污染农作物包括粮食作物、经济作物（作物、蔬菜作物、嗜好作物）、饲料作物，药用作物等。农作物中重金属含量是表征其质量的重要指标。国内外对有关蔬菜和粮食等农作物中重金属含量及其健康风险等问题进行了大量的研究。长期食用受重金属污染的农产品会严重影响人体健康。农作物对重金属元素的富集并不仅仅是无选择地叠加作用，研究表明：作物的不同种类及同一品种的不同部位对重金属元素的富集大不相同。 1.农作物对土壤重金属的富集特点 1.1不同农作物对重金属富集能力存在差异不同的作物种类对重金属的富集存在差异。根据作物富集重金属能力的强弱，可将作物分为低积累型、中等积累型和高积累型。以作物对镉的积累量来区分，豆科（大豆、豌豆）属于低积累型作物，禾本科（水稻、大麦、小麦、玉米、高粱等）属于中等积累型，十字花科（油菜、萝卜、芜箐等）、茄科（番茄、茄子）、菊科（莴苣）等属于高积累型作物。一般来说，蔬菜富集重金属的能力较禾谷类强。一些蔬菜不但可以嗜吸收某种重金属，而且还具备有特殊富集能力的器官，用来储存污染物，如砷在胡萝卜根中的富集，汞在菜豆荚中的富集, 铅、镉在卜根中的富集，锡在萝卜叶片中富集等。根据蔬菜的食用部位分为叶菜类、根茎类、花果类等，以叶菜类富集重金属能力最大，其次是根茎类，鲜豆类及茄果类富集能力较低。在常见蔬菜中, 芹菜的砷富集能力最高; 蕹菜、茼蒿、芥菜等蔬菜的砷富集系数次之，菜苔、生菜、菠菜、蒜、葱、黄秋葵、豇豆、苋菜、茄子的砷富集能力稍低，富集能力最低的为甜菜根、豌豆、花椰菜、韭菜、甜菜、南瓜、红薯、冬瓜、番茄、四季豆、大白菜、胡萝卜、洋葱、萝卜、辣椒、甘蓝、芋头、土豆等。对于汞元素，以根茎类富集的能力最大，其次为叶菜类、豆类，而茄果类、瓜类汞的富集能力较低，对铅、锌的富集，以叶菜类蔬菜最高，果实类蔬菜较低。 1.2农作物不同部位对重金属的富集特点

关于重金属富集植物修复土壤后处理的探讨

土壤重金属污染植物修复现状及发展前景刘长城（重庆交通大学河海学院重庆市400060）摘要：土壤重金属污染是指由于人类活动将金属加入到土壤中，致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。生物修复技术是近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术, 生物修复是指利用生物的生命代谢活动减少土壤环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害化,从而使被污染土壤环境能够部分或完全地恢复到初始状态的过程。生物修复的发展情况包括生物修复技术的概念、基本原理和特点、种类、主要影响因子等方面并从这几个方面进行综述,指出目前土壤生物修复存在的一些问题,探讨今后污染土壤生物修复技术的发展和应用前景,并就污染土壤的生物修复提出几点建议。关键词：重金属污染；植物修复；前景展望 1.引言随着工业的发展和农业生产的现代化, 土壤污染日益严重, 而重金属污染是其中危害极大的一类。重金属在土壤中积累到一定限度时, 就会对土壤- 植物系统产生毒害, 它不仅导致土壤退化、农作物产量和品质降低, 而且通过径流和淋洗作用污染地表水和地下水, 恶化水文环境, 并可能通过直接接触、食物链等途径危及人类的生命和健康。因此, 土壤系统中的重金属污染和防治一直是国际上研究的难点和热点。目前, 土壤重金属污染的治理技术主要有物理法、化学法和生物法。但是采用物理方法或化学方法来治理土壤重金属污染, 不仅成本昂贵, 而且还会破坏土壤结构以及土壤微生物,也可能造成“二次污染”。而采用植物对重金属的忍耐和超量积累能力并结合共生的微生物体系来实现对重金属污染环境的修复即植物修复技术是一种新兴的绿色生物技术, 能在不破坏土壤生态环境,保持土壤结构和微生物活性的情况下, 通过植物的根系直接将大量的重金属元素吸收, 收获植物地上部分来修复被污染的土壤[1]。因此, 自20 世纪90年代以来, 植物修复成为环境污染治理研究领域的一个前沿性课题。 2.重金属污染的概念土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量有害元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)等生物毒性显著的元素，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。 3.污染物的来源 3.1随污水进入土壤随着经济的发展和人口的增长，产生了大量的工业污水、生活污水。2005年全国废水排放总量为524.5亿吨，其中工业废水排放量为243.1亿吨[1]。这些污水未经处理进出灌溉去，成为灌溉用水，根据我国第二次污灌区环境质量状况普查统计结果（基准年为1995年），我国利用污水灌溉的农田面积为361.84×104 h m2，占我国总灌溉面积的7.33%，占地表水溉面积约10%[2]。该资料表明，我国37个主要污灌区中有明显污染点22个，其中多半是积累性重金属超标，例如淮阳污灌区土壤Hg、Ca、Cr、Pb、As等重金属1995年已超过警戒线。 3.2 随大气沉降进入土壤由于交通运输，冶金，能源能行业的发展，致使大量的含有重金属的烟尘进入大气，据Lisk报道，煤含Ce、Cr、Pb、Hg、Ti等金属，石油中含有相当量的Hg(O.02～30mg/kg)，这类燃料在燃烧时，部分悬浮颗粒和挥发金属随烟尘进入大气，其中1O%～30%沉降在距排放源十几公里的范围内，据

土壤修复常用富集重金属的植物介绍

与普通植物相比，学术界认为，超富集植物一般应具备4个基本特征：首先，临界含量特征，即植物地上部如茎或叶重金属含量应达到一定的临界含量标准，如锌、锰为10 000毫克/千克；铅、铜、镍、钴、砷均为1 000毫克/千克；镉为100毫克/千克；金为1毫克/千克。其次，转移特征，即植物地上部重金属含量大于根部重金属含量。第三，耐性特征，即植物对重金属具有较强的耐性。其中对于人为控制试验条件下的植物来说，是指试验中与对照相比，植物茎、叶、籽、实等地上部分的干重没有下降。对于在自然污染状态下生长的植物来说，是指植物的生长从长相来看没有表现出明显的毒害症状。第四，富集系数特征，即植物地上部富集系数（定义：指某种元素或化合物在生物体内的浓度与其在的环境中的浓度的比值）大于1。一般来讲，植物体内重金属含量随土壤中含量的增加而提高。世界上已发现超富集或具有超富集性质的植物多达几百种，涉及十字花科、凤尾蕨科、菊科、景天科、商陆科、堇菜科、禾本科、豆科、大戟科等。在我国，科研人员已经发现了蜈蚣草、东南景天、龙葵、宝山堇菜、商陆、圆锥南芥、李氏禾等砷、锌、镉、锰、铅、铬等超富集植物，转移系数（translocation factor）是地上部元素的含量与地下部同种元素含量的比值，即：转运系数﹦地上部植物中元素含量／地下部植物中元素含量。用来评价植物将重金属从地下向地上的运输和富集能力。转移系数越大，则重金属从根系向地上器官转运能力越强。滇白前调查，表明其地上部中含Zn、Pb 和Cd 平均为（11 043±3 537）、（1 546±1 044）和（391±196）mg·kg -1 ，富集系数（地上部和土壤金属质量分数之比）分别为0.35、0.08 和1.05，转运系数（地上部和根中金属质量分数之比）均超过1，均值分别为8.21、3.90 和8.36。野外调查数据表明，滇白前是一种Pb/Zn/Cd 共超富集植物。滇白前对Zn、Pb 富集系数小于1，主要是由于其对应土壤中Zn、Pb 质量分数太高（平均分别为（45 778±32 819）、（22 512±13 613）mg·kg -1 ）所致。李氏禾李氏禾(Leersia Hexandra Swartz)是中国境内发现的第一种铬超富集植物.通过水培实验,评价了李氏禾对水中Cr、Cu、Ni的去除潜力.结果表明,李氏禾能够有效去除水体中的Cr、Cu、Ni污染物,重金属初始浓度分别为10和20 mg·L-1的营养液,10 d后Cr浓度降低到原子吸收分光光度法检出限以下,10 d后Cu浓度降低到1.02 mg·L-1和1.25 mg·L-1,20 d后Ni浓度降低到1.10和2.14mg·L-1.收获的植物根、茎、叶中重金属含量均较高,根中重金属含量显著高于茎、叶.单株生物量的比较结果表明,含Cr培养液中生长的李氏禾生物量与对照相比无显著减少(P>0.05),含Cu、Ni营养液中生长的李氏禾生物量均显著低于对照(P<0.05),表明李氏禾对Cr的耐性强于Cu和Ni.李氏禾适宜于湿生环境中生长,能对多种重金属产生大量富集,对Cr、Cu、Ni等重金属污染水体的修复表现出较强的潜力. 宝山堇菜

重金属传播特征讲解

重金属传播特征重金属原义是指比重大于 5的金属,包括金、银、铜、铁、铅等,重金属在人体中累积达到一定程度,会造成慢性中毒。对什么是重金属目前尚无严格的定义,化学上跟据金属的密度把金属分成重金属和轻金属,常把密度大于 4.5g/cm3的金属称为重金属。如:金、银、铜、铅、锌、镍、钴、铬、汞、镉等大约 45种。从环境污染方面所说的重金属是指:汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属。对人体毒害最大的有 5种:铅、汞、铬、砷、镉。这些重金属在水中不能被分解,人饮用后毒性放大,与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物或无机物。在领域中,重金属主要是指对生物有明显毒性的金属元素或类金属元素,如汞、镉、铅、铬、锌、铜、钴、镍、锡、砷等,此类污染物不易被微生物降解。随着全球经济化的迅速发展, 含重金属的污染物通过各种途径进入土壤, 造成土壤严重污染。土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降, 并可通过食物链危害人类的健康, 也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。因此引起世界各国的广泛重视。目前, 世界各国土壤存在不同程度的重金属污染,全世界平均每年排放Hg 约 1.5万 t 、 Cu 为 340万 t 、 Pb 为 500万 t 、 Mn 为 1500万 t 、 Ni 为 100万t 。中国北方大城市的蔬菜基地和部分商品粮基地也存在着不同程度的重金属污染, 如北京、天津、西安、沈阳、济南、长春、郑州等地; 。南方相对较轻,如福州、宁波、上海、武汉、成都等地。土壤重金属污染将会造成生态系统的严重破坏。从中国土壤资源状况看, 到 2000年底中国人均耕地仅为 0.1 hm2, 而且随着今后中国经济社会的发展如生态退耕、农业结构调整及自然灾害损毁等, 土壤资源将进一步减少。因而如何有效地控制及治理土壤重金属的污染,改良土壤质量 , 将成为生态环境保护工作中十分重要的一项内容。重金属污染原理

不同类型睡莲对重金属Cu、Pb的吸收及富集特征

Botanical Research 植物学研究, 2019, 8(4), 366-369 Published Online July 2019 in Hans. https://www.360docs.net/doc/617141559.html,/journal/br https://https://www.360docs.net/doc/617141559.html,/10.12677/br.2019.84044 Absorption and Accumulation of Heavy Metals of Pb, Cu by Different Waterlilies Kuan Yang Shanghai Chenshan Botanical Garden, Shanghai Received: Jul. 1st, 2019; accepted: Jul. 23rd, 2019; published: Jul. 30th, 2019 Abstract Objective: This study investigated the distribution of heavy metals including Cu and Pb in dif-ferent organs of different type waterlilies to research ecological restorations of heavy metals pollution in water bodies. Method: The contents of heavy metals in waterlilies planted in Shanghai Chenshan Botanical Garden were detected and analyzed. Result: Different organs of waterlilies absorbed Cu and Pb in different ways and these metals were distributed in different parts with different contents. Result: Waterlily is not the hyperaccumulator but have good ap-plication prospects in remediation of copper-lead contaminated soils because of the fast growth rate and high biomass. Keywords Waterlily, Heavy Metals, Accumulation 不同类型睡莲对重金属Cu、Pb的吸收及富集特征杨宽上海辰山植物园，上海收稿日期：2019年7月1日；录用日期：2019年7月23日；发布日期：2019年7月30日摘要目的：为探索受污染水体的生态修复方法，分析了Cu和Pb在不同类型睡莲的不同器官中的分布。方法：

3种园林植物对土壤重金属的吸收富集特征

第29卷　第3期中南林业科技大学学报V ol.29　N o.3　2009年6月Jo ur nal o f Cent ral South U niv ersit y o f Fo restr y&T echno log y Jun.2009　文章编号:1673-923X(2009)03-0021-05 3种园林植物对土壤重金属的吸收富集特征金文芬1,2,方　晰1,2,唐志娟1,2 (1.中南林业科技大学,湖南长沙410004;2.城市森林生态湖南省重点实验室,湖南长沙410004) 摘　要:　通过选择南方城市常见的3种园林绿化植物(杜鹃花、桂花、栀子花)为研究对象,分析其对6种重金属元素(M n、Zn、Cu、Ni、Cd、Pb)的吸收富集特征.结果表明:绿地土壤中6种重金属的平均含量由高到低的顺序为Zn>M n>Pb>C u>Ni>Cd,平均含量分别为221.111、104.791、82.238、57.289、42.673、5.113mg/kg,且Cu、Ni、C d、Pb元素的来源可能相同;杜鹃花、桂花、栀子花对6种重金属元素的总平均富集能力分别为0.34、0.28、0.19,且均表现出对M n的富集能力最强,平均富集系数分别为1.23、0.73、0.31,而对Zn、Ni的富集能力最小;杜鹃花对6种重金属的转移能力最大,总平均转移系数为1.92,其次是桂花,总平均转移系数为1.62,栀子花最小,总平均转移系数为1.09;杜鹃花对M n元素同时具有超富集植物两个基本特征. 关键词:　环境生态学;土壤重金属;园林植物;吸收富集中图分类号:　X53 文献标志码:　A Absorption and Accumulation Characteristics of 3Ornamental Plants to Soil Heavy Metals JIN Wen-fen1,2,FANG Xi1,2,T ANG Zhi-juan1,2 (1.C entral South University of Fores tr y and Techn ology,Ch ang sha410004,Hunan,China; 2.Key L aboratory of Urban Forest Ecology of Hun an Province,Ch ang sha410004,Hunan,China) Abstract:T he s tu dy analyzed the characteris tics of absorption an d accumulation for6kinds of h eavy metal elemen ts(M n,Zn,Cu, Ni,C d,Pb)in3com mon ornamental plants(Rhododend ron simsii,Osmanthus f rag rans,Gard enia j asminoid es)from cities in the South.Resu lts show that the order of average contents of6h eavy metal elements in green s oil goes from h igh to low as follow s:Zn >M n>Pb>Cu>Ni>Cd,their averag e contents are res pectively221.111,104.791,82.238,57.289,42.673and5.113mg/kg, an d Cu,Ni,Cd and Pb elements m ay come from th e s ame sour ces;that th e overall average enrichment capacity of R hod od end ron sim-sii,Osmanthus f rag rans and Gar denia j asminoides to the6elements are res pectively0.34,0.28and0.19,s how img a strongest to M n w ith average coefficien ts b eing1.23,0.73an d0.31and a w eakest to Zn and Ni;that Rh odode ndron simsii has th e highest transloca-tion capacity to the6elements,its average coefficient being up to1.92,Osmanthus f rag rans comes the next,its average coefficient being1.62,and G ard enia j asm inoides is the last,its average coefficient being only1.09;and that R hod od endr on simsii,as hyper-ac-cumu lator to M n,h as tw o b asic characteris tics at the s ame tim e. Key words:environmental ecology;soil heavy metals;orn amental plants;absorp tion and accumulation 土壤是人类赖以生存的重要自然资源之一,也是人类生存环境的重要组成部分.随着城市化、工业化、矿产资源的开发利用以及大量化学产品的广泛使用,土壤重金属污染日趋严重,威胁着人类的生存和发展.土壤中的重金属污染物不仅具有隐蔽性、不可逆性等特点,而且可经水、植物等介质进入人体,最终影响人类健康.因此,如何控制和减轻土壤重金属污染及其危害已成为了一个日益突出的问题.也正由于土壤重金属污染治理和收稿日期:2008-05-10 基金项目:科技部基础条件平台建设项目(20070822);湖南省重点实验室(06FJ3083、2007FJ4046);中南林业科技大学青年基金项目(2008023B);2006年度湖南省普通高校青年骨干教师培养对象项目. 作者简介:金文芬(1982—),女,湖南常德人.助教,硕士研究生,主要从事城市景观生态学研究.E-mail:jw f.420@https://www.360docs.net/doc/617141559.html,. 通讯作者:方　晰(1968-),女,广西邑宁人.教授,博士,主要从事生态教学和生态系统定位研究.E-mail:fang xizhang@sin https://www.360docs.net/doc/617141559.html,

重金属超富集植物筛选研究进展

农业环境科学学报2005,24(增刊):330-335 J ournal of A gro-Env iron m ent Science 重金属超富集植物筛选研究进展常青山,马祥庆 (福建农林大学林学院,福建福州 350002) 摘要:综述超富集植物富集重金属的机制、重金属超富集植物筛选研究现状以及螯合诱导技术和基因技术在重金属超富集植物筛选中的应用,针对重金属污染植物修复技术和重金属超富集植物筛选研究中存在的问题,提出了今后应加强的研究工作。关键词:重金属污染;植物修复技术;超富集植物;螯合诱导技术;基因技术中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1672-2043(2005)增刊-0330-06 Advances i n t he R esearch of Selecting Hyperaccum ulator C HANG Q i ng-shan,MA X i ang-q i ng (Co llege of Forestry,F uji an A g ricu lt ure and F orestry U niversity,Fuzhou350002,Ch i na) Abstrac t:H eavy m eta l po lluti on has become a ser i ous prob le m wh ich is urgent to be so l ved in the w orld.Phytore m ediati on m ay offer a feasi b l e so l uti on to t h is prob l e m as it is safe and cheap co m pa red to traditi onal rem ed i ation techno logy.H ow ever, there are diffi culties i n extensi on of t h is techn i que for its disadvantage such as a lo w bio m ass producti on and so on.So it i s ur-gent t o look for t he suitable hyperaccumu l ato rs w it h h i gh b i omass i n t he field.I mprove m ent o f plants by genetic eng i neer i ng and app licati on o f che l a t o rs to so il a re also feas i ble and effecti ve approach to i ncrease e fficiency o f phy t o rem ed i ation.T he concept o f phy t o rem ed i ation and hype raccu mu l a t o r,the research advances in mechan i s m s of hyperaccu m l a tor,se l ec ti on o f hyperaccu m ula-tors,g ene techn i que and che l a te-enhanced phytore m diati on f o r hype raccumu l a t o rs selecti on are rev i ew ed.T he prob l ems and the fut ure study directi ons in the phyto remed i ation research field are put f o r w ard.In order to enhance bio m ass and accu m ulati on capacity o f hype raccu mu l a tor,it becom esm ore i m portant to i m prove the e ffect o f phy tore m ed iati on si nce so m e hyperaccu m ula-tors grow i ng slo w l y.G ene techno l ogy m ay br i ng the breakthrough for phyto re m ediation technique,som e adv ises on g ene tech-nology i n the future a re suggested i n th i s pape r. K eywords:heavy m etals po ll u ti on;phytore m ediati on;hyperaccu m ulator;che l ate-induced phyto remed i ation;g ene techno l ogy 0重金属污染由于其难降解性、易于积累且滞留时间长等特点而成为环境污染治理中的一个棘手难题,而且重金属污染可通过食物链危害人类健康,日本的水俣病(H g中毒)和骨痛病(Cd中毒)即是典型例证。目前基于机械物理或物理化学原理的传统重金属污染治理方法如土壤冲洗、热处理及电动修复等因成本高、效率低,而且会破坏土壤结构、导致二次污染等原因,难以大面积应用。收稿日期:2005-02-04 基金项目:福建省科技厅重大科学基金资助项目(2003I004) 作者简介:常青山(1979 ),男,河南林州人,硕士,主要从事重金属污染修复方面的研究。联系人:马庆祥,E-m a il:m xq@pub li c.fz. f.j cn 在这种背景下,对环境扰动少、成本低且能大面积推广应用的重金属污染植物修复技术应运而生。目前国内外众多学者对重金属污染植物修复技术进行了大量研究,特别是对重金属的超富集植物筛选及其富集机理进行了较深入研究。本文分别从植物修复技术的概念、重金属超富集植物的特征及其富集机制、螯合诱导技术和基因技术在重金属超富集植物筛选中的应用等方面综述了国内外的研究进展,并在此基础上归纳了当前研究中存在的问题,展望了今后发展趋势。 1重金属污染植物修复技术的概念广义的植物修复技术包括利用植物修复土壤、空

重金属污染物的传播特征

重金属污染来源、分布、治理方法摘要：文章阐明了重金属污染物来源与分布，同时对国内外土壤重金属污染治理的研究工作做了系统的综述，提出了土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法，利用环境矿物材料治理土壤重金属污染物的方法，具有成本低、效果好、无二次污染及有用金属可回收利用等优点，展现出广阔的环境矿物学研究与应用前景。并提醒人们要提高土壤质量意识，保护生态环境。重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷，还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物。随着全球经济化的迅速发展，含重金属的污染物通过各种途径进入土壤，造成土壤严重污染。土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降，并可通过食物链危害人类的健康，也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。因此引起世界各国的广泛重视。目前，世界各国土壤存在不同程度的重金属污染，全世界平均每年排放Hg约1.5万t、Cu为340万t、Pb为500万t、Mn为1500万t、Ni为100万t。中国北方大城市的蔬菜基地和部分商品粮基地也存在着不同程度的重金属污染，如北京、天津、西安、沈阳、济南、长春、郑州等地；。南方相对较轻，如福州、宁波、上海、武汉、成都等地。土壤重金属污染将会造成生态系统的严重破坏。从中国土壤资源状况看，到2000年底中国人均耕地仅为0.1 hm2，而且随着今后中国经济社会的发展如生态退耕、农业结构调整及自然灾害损毁等，土壤资源将进一步减少。因而如何有效地控制及治理土壤重金属的污染，改良土壤质量,将成为生态环境保护工作中十分重要的一项内容。重金属污染原理重金属，特别是汞、镉、铅、铬等具有显著和生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解，而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程(即迁移)。重金属污染的特点是：(1)除被悬浮物带走的外，会因吸附沉淀作用而富集于排污口附近的底泥中，成为长期的次生污染源；(2)水中各种无机配位体(氯离子、硫酸离子、氢氧离子等)和有机配位体(腐蚀质等)会与其生成络合物或螯合物，导致重金属有更大的水溶解度而使已进入底泥的重金属又可能重新释放出来；(3)重金属的价态不同，其活性与毒性不同。其形态又随pH和氧化还原条件而转化。(4)在其危害环境方面的特点是：微量浓度即可产生毒性(一般为1～10毫克/升，汞、镉为0.01～0.001毫克/升)；在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物(如洋－甲基汞)；可被生物富集，通过食物链进入人体，造成慢性路线。亲硫重金属元素(汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷等)与人体组织某些酶的巯基(-SH)有特别大的亲合力，能抑制酶的活性，亲铁元素(铁、镍)可在人体的肾、脾、肝内累积，抑制精氨酶的活性。六价铬可能是蛋白质和核酸的沉淀剂，可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶，导致高铁血红蛋白，可能致癌，过量的钒和锰(亲岩元素)则能损害神经系统的机能。本文主要从土壤中重金属污染物来源与分布、土壤中重金属污染物的现行治理方法入手，提出土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法。旨在保护环境，提高土壤的环境质量。 1 土壤中重金属污染物来源与分布