植物对重金属污染的生物修复
重金属污染土壤的植物微生物联合修复
重金属污染土壤的植物微生物联合修复作者：杨晓琼来源：《山西农经》 2017年第5期土壤重金属污染（Heavy metal pollution of thesoil）是指由于人类活动，致使微量金属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，并由其或其化合物造成的污染。
本文主要介绍了微生物———植物联合修复重金属污染土壤的技术。
1 植物修复、微生物修复以及植物———微生物联合修复技术植物修复是指直接利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害的过程。
具有成本低、原位修复不破坏生态环境、符合可持续发展治理污染的模式等优点，引起人们关注。
土壤微生物修复是指利用自然存在的土著微生物或人工驯化的功能微生物，在适宜环境条件下，通过自身代谢降低土壤中有害污染物或将其降解成无害物质的生物修复技术。
因其具有高效、低成本、不产生二次污染等优势，受到人们关注，已成为治理土壤污染修复的重要组成部分。
但是单纯植物修复及单纯微生物修复又有一定限制，如：目前发现的能用于植物修复的具有超富集能力的植物种类少，其生物量较小积累重金属量有限，积累速率有限等；微生物修复中大多数自然存在的微生物的重金属还原能力有限，微生物对生存环境有一定要求，且大多数微生物只能通过将强毒性的重金属元素转化为弱毒性的重金属元素来降低重金属污染程度，并非完全去除土壤中重金属。
而植物———微生物联合修复技术能在很大程度上弥补单纯植物和单纯微生物修复重金属污染的缺憾。
植物———微生物联合修复技术是利用土壤———植物———微生物复合体系，植物修复技术和微生物修复技术联合使用相互促进，共同降低土壤污染物、缓解环境污染的一种新兴生物修复技术。
2 植物———微生物修复技术的研究罗巧玉等介绍了丛枝菌根（Arbuscular Mycorrhizae,AM）真菌与宿主植物互惠共生体在重金属污染土壤生物修复作用中的最新研究进展，如能增强植物对Zn、Pb、Cu、As 和Cd 等重金属的胁迫耐受及吸收量。
微生物强化植物修复重金属污染土壤
微生物强化植物修复重金属污染土壤随着工业化和农业现代化的快速发展，重金属污染土壤的问题逐渐凸显。
重金属污染不仅对土壤生态环境造成严重破坏，还会通过食物链危害人体健康。
为了有效治理重金属污染土壤，微生物强化植物修复技术逐渐受到广泛。
本文将探讨微生物强化植物修复重金属污染土壤的可行性和效果。
重金属污染土壤是指含有重金属离子如铅、汞、镉等超过国家标准的土壤。
这些重金属离子不易分解，会在土壤中不断积累，影响土壤生态环境，并通过食物链传递，危害人体健康。
传统的重金属污染土壤治理方法包括物理、化学和生物方法。
然而，这些方法往往存在治理成本高、操作难度大等问题，因此需要寻找更加高效、环保的治理方案。
微生物强化植物修复技术是一种结合微生物和植物共同作用治理重金属污染土壤的方法。
该技术通过在土壤中添加特定微生物，促进植物对重金属的吸收和降解，从而实现重金属污染土壤的治理。
与传统的治理方法相比，微生物强化植物修复技术具有环保、高效、操作简单等优点。
国内外学者在微生物强化植物修复领域已取得了一系列前期研究成果。
例如，某些特定微生物可以促进植物对重金属的吸收，提高植物的富集能力；同时，微生物还可以通过产生有机酸等物质，提高土壤中重金属的生物有效性。
然而，该领域仍存在亟需解决的难点，如微生物与植物的协同作用机制尚不明确，微生物和植物的筛选与优化还有待加强等。
虽然微生物强化植物修复技术具有许多优点，但是与其他治理方法相比，仍存在一定的不足。
该技术的工艺流程相对复杂，需要经过微生物的筛选、培养和优化等环节，治理周期较长；采用该技术需要投入一定的成本，包括微生物培养、植物种植和维护等费用，可能会增加治理成本。
为了克服现有方法的不足，本文将研究一种新型的微生物强化植物修复技术，旨在提高该技术的可行性和效果。
具体来说，本文将采用以下研究思路和方法：筛选和优化微生物：通过实验筛选出对重金属具有较强活性的微生物种类，并对其生长条件进行优化，提高微生物的存活率和活性。
应用于重金属污染土壤植物修复中的植物种类
应用于重金属污染土壤植物修复中的植物种类在重金属污染土壤植物修复中，有多种植物种类被广泛应用。
这些植物主要通过吸收、富集和转化重金属来降低土壤中的重金属含量。
以下是一些常见的植物种类：1. 印度芥菜：这种植物能够吸收铅、镉、锌等重金属，并将其储存在叶片和根部。
印度芥菜生长迅速，生物量大，因此具有较高的修复效率。
2. 柳树：柳树对多种重金属具有较高的耐受性和富集能力，如铅、镉、铜等。
柳树生长迅速，根系发达，可以吸收大量的重金属。
3. 杨树：杨树对铅、镉等重金属具有较强的富集能力，可以用于修复重金属污染的土壤。
杨树生长迅速，生物量大，可以持续吸收和富集重金属。
4. 芦苇：芦苇是一种常见的水生植物，可以用于修复受重金属污染的湿地和水体。
芦苇对铅、镉等重金属具有较强的吸收和富集能力。
5. 紫云英：紫云英是一种草本植物，对铅、锌等重金属具有较强的富集能力。
紫云英可以作为土壤改良剂使用，提高土壤质量，降低重金属含量。
6. 狗牙根草：狗牙根草是一种常见的草坪草种，对铅、镉等重金属具有较强的耐受性和富集能力。
狗牙根草可以用于修复受重金属污染的土壤和水体。
7. 苎麻：苎麻对铅、锌等重金属具有较强的富集能力，可以用于修复受重金属污染的土壤。
苎麻生长迅速，生物量大，可以持续吸收和富集重金属。
8. 狼尾草：狼尾草对多种重金属具有较高的耐受性和富集能力，可以用于修复受重金属污染的土壤和水体。
狼尾草生长迅速，根系发达，可以吸收大量的重金属。
除了上述植物种类外，还有多种其他植物也被用于重金属污染土壤的植物修复中，如向日葵、油菜等。
这些植物种类具有不同的特点和优势，可以根据具体情况选择适合的植物种类进行修复。
植物积累重金属的机理及其在生态修复中的应用研究
植物积累重金属的机理及其在生态修复中的应用研究植物被广泛地应用在很多领域里，例如农业、林业以及生态修复等等。
其中，植物在生态修复中的应用越来越受到重视，其原因就在于它具备了重金属积累的能力。
重金属通常都对生物体有着不同程度的危害，而植物可以通过吸收、转运、积累这些重金属，来清除污染区域的土壤和水源，从而发挥生态修复的作用。
本文将分析植物积累重金属的机理，进而探讨它在生态修复中的应用研究。
一、植物积累重金属的机理植物积累重金属的机理是一个复杂的过程，其中不同的植物、不同的重金属，以及不同的环境条件，都会对这一过程产生影响。
现在已经有许多研究人员在进行该领域的研究，随着科技的不断进步，这一机理也越来越被全面深入地研究。
1、植物吸收重金属的方式植物吸收重金属主要通过以下三种方式：（1）根吸收法：这种方式是通过植物根部所分泌的根系分泌液吸收重金属。
这种方法的吸收速度相对较慢，但是它却是植物吸收重金属的主要方式。
（2）叶吸收法：这种方式是通过植物的叶子表面的气孔吸收重金属的。
这种方式的吸收速度比根吸收法快，但是它只能吸收少量的重金属。
（3）气态吸收法：这种方式是通过植物的叶子表面吸收空气中的重金属污染物质。
这种方式的吸收速度极快，但是其局限性比较大，只适用于一些特殊的植物。
2、植物转运重金属的方式植物转运重金属主要通过以下两种方式：（1）整株转运法：这种方式是植物将吸收的重金属通过根系运输到植物的上部部分，进而通过植物体内的循环系统分配到不同的器官中。
（2）分散转运法：这种方式是植物在吸收完重金属后，通过分泌物和蛋白质等有机物质来转运重金属，这样可以让吸收的重金属更分散而少积累在某一器官中。
3、植物积累重金属的机理植物积累重金属主要通过以下机理：（1）配位机理：通过植物体内的某些有机物质与重金属离子结合而形成一些细胞壁或细胞的内部复合物，从而达到重金属的积累和固定的作用。
（2）化学沉淀和共析机理：通过植物体内的矿物质和有机物质以及重金属离子的结合，而形成一些沉淀和共析的复合物，进而实现重金属的积累。
生物修复技术在重金属污染治理中的应用
生物修复技术在重金属污染治理中的应用随着人类迅速的工业化进程，环境污染问题得到了严重的关注。
在众多的污染物中，重金属污染是一种十分危险的污染类型。
重金属污染对环境和人类的影响是一个十分复杂的问题，也需要采取有效的治理措施。
生物修复技术是一种有效的治理重金属污染的方法。
广义上来说，生物修复是指通过调节和利用生物修复剂，如细菌、真菌、植物等。
来清除或降解有害物质。
而在处理重金属污染方面，生物修复技术则是指通过生物作用改变或降解有害重金属物质。
下面将从与生物修复技术相关的概念和原理、生物修复技术的方法和案例的三个方面来详细介绍重金属污染治理中生物修复技术的应用。
一、与生物修复技术相关的概念和原理1.1 生物修复技术的定义生物修复技术是采用生物体，特别是微生物和植物，以降解、转化或清除环境污染物的一种环境治理技术。
它是一种基于生物多样性和生态系统基础的、安全性高、成本低、可持续发展的清洁生产技术。
1.2 重金属污染的分类根据重金属污染物对人体的危害程度和污染物来源的不同，重金属污染物可以分为四类：①有毒重金属。
如镉、铬、汞、铅等。
②对植物有毒的重金属。
如铝、锰、铜等。
③人为排放重金属污染物。
如铜、锌、镉、铅等。
④自然来源的重金属污染物。
如砷、锑、铜等。
在这些重金属污染物中，镉、铬、汞、铅危害最大，针对这些污染物的治理也成为了生物修复技术的重点。
1.3 生物修复技术的原理生物修复技术是通过微生物、植被等生物作用解决有害重金属物质污染的方法。
微生物和植物可在重金属污染的土地上达到重金属的吸收、吸附、转化和生物降解的目的，将其转化成为无毒或微毒的物质，其中利用植物修复的方法主要通过利用植物的吸收及锁定技术，将污染的重金属以植物的生物质为载体集中，达到净化土壤环境的目的。
二、生物修复技术的方法2.1 植物修复植物修复是指利用植物吸收重金属污染物产生的生物地化作用，改善土壤环境的一种生态修复技术。
植物修复以植物的根系吸附作用为基础，通过植物的生长来吸附、富集和稳定土壤中的重金属，从而达到净化土壤的目的。
重金属污染土壤的生物修复技术
重金属污染土壤的生物修复技术在地球上，有一种非常重要的自然资源，那就是土壤。
土壤是生命的基础，它是植物生长和发育的根基，是微生物和动物生活的场所，同时也是人类粮食和原料的来源。
但是，随着城市化和工业化的发展，很多土地受到重金属污染，给土壤生态环境带来严重威胁。
如何治理重金属污染土壤，成为一个紧迫的问题。
生物修复技术是当前研究的热点之一，能够利用一些细菌、真菌或植物等生物体，将重金属离子转化为无害的物质或固定化。
一、重金属污染土壤的成因重金属是人体和动物所需要的微量营养元素之一，但过量摄入会对生命体造成危害。
随着现代工业的发展，许多化学工厂和电厂排出的废水中含有重金属物质，这些物质经过一段时间的累积最终被排放到土壤中，导致土壤受到严重的重金属污染。
此外，行业排放、生活废弃物和农业活动也是造成土壤重金属污染的主要原因之一。
二、生物修复技术的应用生物修复技术是一种基于生物体代谢特性的治理方法，其原理是将活体或其代谢物添加到污染土壤中，利用微生物、植物和真菌等生物体，对重金属进行降解、吸附、转化或固定化，从而达到治理重金属污染的目的。
在生物修复技术中，主要应用的生物体包括：土壤细菌、真菌、高等植物等。
1. 土壤细菌土壤细菌是一种微生物体，他们可以在各种环境中生存并能够对重金属进行吸附和转化。
在土壤中引入一些具有重金属抗性的细菌，如酸中铅杆菌、放线菌等，可以通过细菌抗性及其腐殖物、鞭毛、膜等物质对重金属进行微生物脱色技术和颗粒吸附技术，降低了重金属在土壤中的浓度。
2. 真菌真菌是一类广泛存在于自然界中的真核微生物，它们利用固有的抗性、吸附性等特点，可以将重金属转化为低毒、低残余性的化合物，从而在土壤修复中发挥积极作用。
目前，利用真菌修复污染土壤的方法主要有养殖方法和原位修复两种，而植物生物修复技术则是目前应用最广泛的重金属污染土壤修复方法。
3. 高等植物植物农田配置是把具有重金属抗性的植物种植在受污染的土壤上，通过植物对土壤中的重金属进行吸收、固定、还原等过程，降低重金属含量，同时改善土壤环境，提高土壤质量。
重金属污染物的生物转化与修复
重金属污染物的生物转化与修复重金属污染物是指汞、铜、铅、锍等价金属元素对自然界造成的污染。
这些重金属污染物对人类、环境和生态系统都带来了严重的威胁。
因此，研究重金属污染物的生物转化和修复变得十分重要。
一、重金属污染物的源头重金属污染物主要来自以下几个方面：1. 工业生产：工业废水中含有大量的重金属污染物，这些废水没有经过严格的处理就排放到水源中，导致水污染。
2. 农业生产：农业生产中使用的农药、化肥等含有重金属元素，残留在土壤中，影响到植物的生长和产量。
3. 垃圾堆放：垃圾中含有大量的重金属元素，随着垃圾的分解和渗透，重金属元素会渗入土壤和地下水中，导致环境污染。
二、重金属污染物的生物转化重金属污染物的生物转化是指微生物、细胞、植物等生物体对重金属元素的吸收、积累、转化和转移的过程。
这个过程始于土壤中的微生物、细胞、植物对重金属元素的吸收，将重金属元素转移到了生物体内。
接着，生物体内的代谢活动将重金属元素转化为无害的物质或降低其毒性。
最后，这些有害物质被转移到了其他生物体内，随着食物链层层传递。
1. 微生物的生物修复微生物可以通过一个叫做生物吸附的过程将重金属污染物从土壤中抽取出来。
另外，一些微生物可以通过生物还原、生物氧化、生物降解等过程来转化重金属污染物，将其转化为可稳定性的废物。
2. 植物的生物修复植物也能生物吸附，这种过程被称为植物吸附。
植物的根系能够将重金属离子从土壤中吸收，让其在生长过程中逐步积累。
植物的生长还能刺激微生物的生长，从而加速将重金属转化为可稳定性的废物，或将废物与植物分离。
三、重金属污染物的修复重金属污染物的生物修复是通过促进与重金属元素有关的微生物和植物来减轻污染。
但是，仅靠微生物和植物的生物吸附可能不太够。
因此，研究重金属污染物的修复技术是十分必要的。
1. 重金属污染物的化学修复化学修复是指利用化学方法来清除污染物。
这种方法较为常见，但其成本很高，无法根本解决污染问题。
重金属污染植物修复
主要内容
1 土壤重金属污染现状 2 重金属污染旳植物修复技术 3 问题与展望
什么是重金属?
化学上跟据金属旳密度把金属提成重金属和轻金 属，常把密度不小于5g/cm3旳金属称为重金属。 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旳重金属是指：镉、铬、汞、 铅以及类金属砷等生物毒性明显旳重金属。对人 体毒害最大旳有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， 与水中旳其他毒素结合生成毒性更大旳有机物。
重金属污染现状
• 65％旳中国人以稻米为绝对主食，而美国 农业部旳一项研究表白，水稻是对镉吸收 最强旳大宗谷类作物，其籽粒镉水平仅次 于生菜。2023年，农业部稻米及制品质量 监督检验测试中心曾对全国市场稻米进行 安全性抽检。成果显示，稻米中镉超标率 为10.3％。南京农业大学农业资源与生态 环境研究所教授潘根兴在全国六个地域县 级以上市场随机采购大米样品91个进行检 测，成果也一样表白：10％左右旳市售大 米镉超标。有人计算，即便稻米到达国家 限定旳镉含量0.2mg/kg，中国南方人每日 摄入镉旳总量也大大超出世界卫生组织推 荐旳限定额。多位学者以为，将来中国农 产品安全问题中，重金属污染将取代农药 ，成为事故多发地带。
印度芥菜
mg/kg
15000
Pb Cd
280070
添加EGTA
10mmol/kg旳EGTA可使印度芥菜植株地上 部分旳Cd含量提升10倍，到达2800mg/kg
原始
加EGTA后 加EDTA后
地上部分旳Cd、Pb含量
添加EDTA
10mmol/kg旳EDTA则可使印度芥菜植株 地上部分旳铅含量高达15000mg/kg
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植物对重金属污染的生物修复重金属污染是当前环境问题中一个严重的挑战。
重金属污染源广泛存在于工业排放、农药使用、废弃物处理等多个领域，对土壤和水体造成严重破坏，威胁到人类和生态系统的健康。
然而，大自然中存在一种独特的修复机制，就是植物对重金属的生物修复能力。
本文将探讨植物对重金属污染的生物修复机制、适用植物种类及其应用前景。
一、植物对重金属污染的生物修复机制
植物对重金属污染的生物修复是指植物通过吸收、转运、抑制和转化等方式，将土壤或水体中的重金属元素转移到其根系、地上部分或内部物质中，进而将其毒性降低或转化为可形态排除的形态。
主要的生物修复机制包括以下几点：
1. 吸收：植物通过其根系吸收土壤中的重金属元素，特别是根系毛细管的形成使得植物对水溶性重金属离子有更高的吸收能力。
2. 转运：吸收到的重金属元素会通过植物的血管系统从根部运输到地上部分，形成根-茎-叶的元素分布。
3. 抑制：植物通过增加细胞壁、分泌物质等方式抑制重金属元素进入细胞核，从而减少其在植物内的积累。
4. 转化：植物通过一系列酶的作用，将有害的重金属元素转化为无害的形态，如转化为难溶于水的物质或结合到有机物质上。
二、适用植物种类
针对不同的重金属元素，不同的植物种类表现出不同的修复效果。
以下是一些常见的适用植物种类及其对应的重金属修复能力：
1. 矿产型植物：对于含有高浓度金属元素的土壤，如铜、铅、锌等，一些矿产型植物如铜钱草、柳叶菜等具有较好的修复能力。
2. 能源型植物：对于含有放射性元素铀或油田污染的土壤，能源型
植物如悬铃木、榆叶梅等适用于生物修复。
3. 资源型植物：对于重金属元素浓度较低的土壤，一些资源型植物
如小麦、玉米等对铬、镉、汞等重金属的修复效果较好。
三、植物对重金属污染的应用前景
植物对重金属污染的生物修复具有成本低、易操作、环境友好等特点，凭借其显著的优势和潜力，已逐渐应用于实际工程中。
以下是植
物对重金属污染的应用前景：
1. 植物修复技术可应用于土壤修复和水体净化工程，通过选择适宜
的植物进行植被覆盖和水体处理，能够降低污染物浓度并改善生态环境。
2. 植物修复技术与其他污染治理技术的结合，如生物堆肥技术、土
壤通气技术等相互协作，能够进一步提高修复效率和效果。
3. 植物修复技术可作为一种经济有效的修复方法，尤其适合用于农
田和工业废弃地区等人类活动频繁的区域。
总之，植物对重金属污染的生物修复是一种可行且具有潜力的环境修复方法。
通过开展相关研究和实践，探索出更多适用于不同环境条件和重金属元素的植物种类，进一步提高生物修复技术的效率和可行性。
相信在不久的将来，植物修复将成为解决重金属污染问题的一种重要手段。