土壤镉污染植物修复
土壤镉污染植物修复
摘要：随着我国经济建设的发展，环境问题日益突出。俗话说：“民以食为天，食以土为本”，土壤在人类生活中发挥着不可替代的作用，而目前，我国的土壤污染问题已经越来越严重，其中，土壤重金属污染更是当前亟待解决的问题。目前，常用的土壤污染修复方法有物理法，化学法和生物法（例如客土法、淋溶法、使用化学改良剂等），然而，这些方法都只能暂时缓解污染，而不能从根本上解决问题，有的甚至会导致二次污染的产生，同时，有的在成本上也需要较大花费又不能达到预期的效果。不同的是，植物修复土壤污染以其生产成本低，效果明显，环境友好而受到关注，同时也成为如今环境科学领域研究和开发的热点。在了解以及分析了重金属中镉的相关背景值的情况下，讨论植物修复土壤镉污染的有效生物方法，例如利用某些超富集植物来除去土壤中的镉污染，以及植物修复应用和发展前景。
关键词：镉污染 植物修复 衡量标准 超富集植物
1.引言
1.1讨论背景与目的
1.1.1讨论背景
从20世纪20年代开始，随着电解工业的逐渐发展，生产的镉产量的不断增加，由此镉污染也应运而生。镉是可富集元素，它会随着食物链一级一级不断地积累，越积越多。在1972年，日本富三县神川流域爆发的“骨痛病”，就是由于居民食用了富含镉元素的稻米和河水引起的。这一事件给世界狠狠地敲了一个警钟。
1.1.2讨论目的
镉本身具有生物毒性最强，移动性很强以及极易被植物吸收并积累的特点，因此其产生的污染问题也是目前国内外棘手的问题[19]。目前，常用的土壤污染修复方法有物理法，化学法和生物法（例如客土法、淋溶法、使用化学改良剂等），然而，这些方法都只能暂时缓解污染，而不能从根本上解决问题，有的甚至会导致二次污染的产生，同时，有的在成本上也需要较大花费又不能达到预期的效果。不同的是，植物修复土壤污染以其生产成本低，效果明显，环境友好而受到关注，同时也成为如今环境科学领域研究和开发的热点[1-2,6]。
2.土壤Cd的背景值
土壤土壤背景值的含义是指未受人类污染影响的自然环境中化学元素和化合物的含量[4]。Cd是一种稀有分散金属，土壤Cd的背景值取决于成土的母质[9]。其中，从熊教授的调查结果可以得到：全世界土壤镉含量范围为0.01~2.00mg/kg，中值为0.35mg/kg。我国土壤类型众多，全国41个土类镉背景值差异明显，镉含量变化范围在0.017~0.332mg/kg。一般情况下，土壤中本身存在的镉含量是不会造成对人类的危害的，但由于人类给土壤引入的过量镉，也就造成了如今引起会给人来带来危害的镉污染[1]。 3.植物修复以及作用机理
3.1植物修复概念
在1977年，Brook等人提出了超富集植物一词的概念，随着科技的进步，许多研究者对“超富集植物”这一概念进行了修订，成为如今共同讨论的的热点“植物修复”。它是以植物对土壤污染物的特殊忍耐性和吸收富集的作用，然后将植物进行收获并进行相应的处理已达到除去土壤中镉污染的效果[10]。
3.2植物修复作用机理
植物修复的机理一般包括植物挥发作用、植物根际过滤作用和植物萃取作用。目前主要是以植物萃取作用为主[3,7]。
3.2.1植物萃取作用
利用重金属富集能力较强的植物或者超积累植物通过吸收和转运的过程，将土壤中的重金属提取出来，然后将植物根部可收割部分积累的重金属污染元素进行处理，即植物萃取作用，同时也称为植物提取作用[8,11]。
4.耐镉超富集植物的介绍
4.1 超富集植物衡量标准
对于一些植物来说，其对重金属的富集能力是有限的，若重金属含量超标，会影响植物本身的生长情况，甚至出现不能忍受重金属过量而死亡的现象，这样的植物对重金属污染修复是达不到预期标准的。王红新[12]介绍了衡量超富集植物的3个标准:一是临界含量标准，植物对重金属的吸收主要集中在植物的茎或者叶部位，即指该部位重金属达到临界值；二是富集系数标准，即富集系数大于1.0，有时甚至达50~100mg/kg[13]；三是转移系数标准，植物本身所具有的运输能力，会使植物地上部位积累量大于根部的积累量[15-17]。
4.2 小白菜对镉污染的修复
4.2.1 超富集重金属镉植物的标准
从相关信息了解到，一般普通的植物茎叶中的镉浓度不超过1mg/kg,若茎业中的镉浓度超过100mg/kg时，却不会出现毒害症状的植物则可作为超累积植物[20]。从朱雅兰关于小白菜的实验结果中可知道小白菜是完全符合超富集植物标准的[19]。
4.2.2小白菜对镉的富集
从朱雅兰的实验1结果可知：小白菜地上部和根部的Cd积累量均表现出随着土壤Cd处理浓度的增加而增加的趋势,且根部的Cd积累量显著高于地上部。同时也看出，地上部和根部的Cd积累表现却存在较大的差异,根部的Cd含量基本呈直线上升趋势,与土壤Cd含量呈显著正相关；而地上部的Cd含量在土壤Cd添加量为2～10 mg/kg时上升较快,之后则逐渐平缓且趋于饱和，其原因可能是随着土壤Cd含量的增加,Cd的毒性也不断增强,抑制了小白菜根系对Cd的吸收和向地上部的转运,从而使Cd的富集系数（富集系数=植株地上部Cd含量/土壤Cd总量）一直呈下降趋势[19,22-23]。
4.3 鱼腥草对镉的富集
侯伶龙,黄荣,周丽蓉[24]等人通过实验得出：鱼腥草根部经过微生物处理，地上部（土壤含镉200 mg·kg-1）有最高的含镉浓度和最大的富集量。可见鱼腥草也是超富集重金属镉植物，对突然镉污染植物修复具有较好的效果[19]。实验说明镉污染能促进生长于其上的鱼腥草的生物量，且鱼腥草对高镉污染(200 mg·kg-1）的土壤有很强的耐性。同时从实验3中可以看出，生长于200 mg·kg-1的鱼腥草生物量要低于生长于50 mg·kg-1的鱼腥草生物量[24]。说明生物量过高对鱼腥草的生长情况是有影响的。但对于其在土壤镉污染的修复是依然有意义。
5.植物修复土壤镉污染发展前景及存在问题
5.1发展前景及研究动态
自20世纪70年代以来，随着经济科和科技的不断发展，期间产生的污染也不断增加。其中，我国土壤镉污染由局部的点源污染扩展为流域性的环境污染，镉污染土壤修复逐渐成为当前和今后一段时间土壤污染治理亟待解决的重点问题。同时，由于植物修复所具有环保、成本低等特点，被称为真正意义上的“绿色修复技术”，植物修复技术在镉污染土壤修复过程中将发挥越来越重要的作用[2,10]。
5.2存在问题
同时，在大量的实验结果中，我们也可了解到植物修复所存在的不足：（1）镉超富集植物植株矮小，生长周期短，生长缓慢，而且受环境因素的限制；（2）超富集植物对于重金属污染元素的吸收种类有选择性，仅吸收某些重金属污染元素，有可能被其他元素抑制其吸收；（3）修复植物的体内镉含量较高，则修复植物能源利用过程中镉的去向和最终处置却是如今不能解决的问题，因为吸收重金属的植物器官往往会通过腐烂、落叶等途径使重金属元素重返土壤，容易造成二污染；（4）超富集植物修复土壤只能到达根系所能延伸的范围，即只对浅层污染土壤的修复有效，而对于深层土壤污染则无能为力，治标不治本；（5）用于修复的植物有可能与本土地的植物进行竞争,最终可能威胁到本地的生物多样性[1-2,12,25]。
6.结束语
植物修复是随着社会经济发展的必然产物，植物修复技术以其绿色、生态、高效的修复技术得到了各界学者、专家的认可。与传统的污染土壤修复技术相比，植物修复技术成本低，并且在工程中可以进行原位修复，减小了对土壤性质的破坏和对周围生态环境的影响，可称得上是真正意义上的“绿色修复技术”。然而，它也存在着诸多不足，这也是目前国内外亟待解决的问题。相信在不久的将来，植物修复技术被广泛应用以解决环境问题。
植物修复重金属镉污染土壤的研究进展
植物修复重金属镉污染土壤的研究进展
王小燕 张柳青·杨艳 ，ｚ
（１．西华师范大学环境科学与工程学院，四川南充６３７０００；２．西华师范大学环境科学研究所，四川南充６３７０００）
摘要：在诸多严重的环境污染问题中，土壤重金属污染已经成为亟待解决的问题之一。目前，研究者普遍认为镉是生物毒
性最强的重金属之一，也是当前最主要的土壤重金属污染物，土壤镉污染的修复成为土壤修复研究的主要方向之一。综述了近年 来国内外植物修复技术在土壤镉污染方面应用的研究进展，并讨论了该项技术的改进措施和发展趋势。
关键词：镉；土壤；重金属污染；植物修复
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｍｏｎｇ ｍａｎｙ ｓｅｒｉｏｕｓ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ｓｏｉｌ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｕｒｇｅｎｔ ｉｓ－
ｓｕｅｓ ｔｏ ｂｅ ｓｏｌｖｅｄ．Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ，ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ｂｅｌｉｅｖｅ ｔｈａｔ Ｃａｄｍｉｕｍ（Ｃｄ）ｉＳ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｂｉｏ—ｔｏｘｉｃ ｈｅａｖｙ
ｍｅｔａｌｓ，ａｎｄ ｉＳ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｓｏｉｌ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｐｏｌｌｕｔａｎｔ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ ｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｄ ｐｏｌｌｕｔｅｄ ｓｏｉｌ ｈａｓ
ｂｅｃｏｍｅ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｐｈｙ—
ｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｃｄ ｐｏｌｌｕｔｅｄ ｓｏｉｌ ｉｓ ｒｅｖｉｅｗｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ
我国土壤镉污染的现状及修复措施
我国土壤镉污染的现状及修复措施
一、本文概述
随着工业化和城市化的快速发展，我国面临着日益严重的土壤污染问题，其中镉污染尤为突出。镉是一种有毒的重金属元素，对生态环境和人体健康构成严重威胁。本文旨在全面概述我国土壤镉污染的现状，包括污染程度、主要来源和分布特征，并探讨现有修复措施及其效果。通过深入分析，本文旨在为相关部门提供决策依据，推动土壤镉污染治理和生态修复工作的有效开展，以保障农业生产和人类健康的可持续发展。
二、我国土壤镉污染现状分析
我国是世界上最大的农业生产国之一，土壤资源的健康状况直接关系到国家的粮食安全和人民的健康。然而，近年来，随着工业化、城市化的快速发展，我国土壤污染问题日益凸显，其中，镉污染尤为引人关注。
镉是一种有毒的重金属元素，其进入土壤后不易降解，且易被作物吸收，进而通过食物链进入人体，对人类的健康构成严重威胁。目前，我国土壤镉污染呈现出污染范围广、污染程度深、污染来源复杂等特点。 从污染范围来看，我国土壤镉污染已经覆盖了多个省份，且呈现出由点及面的趋势。特别是在一些重工业密集区、矿业开采区以及城市周边地区，土壤镉污染尤为严重。
从污染程度来看，部分地区的土壤镉含量已经远超过国家标准，严重制约了当地的农业生产。由于镉在土壤中的累积效应，其浓度往往随时间推移而不断升高，进一步加剧了污染程度。
从污染来源来看，我国土壤镉污染主要来自于工业废水、废气排放、农业投入品的不合理使用以及城市生活垃圾的不规范处理等。这些污染源的存在，使得土壤镉污染问题变得更为复杂。
针对这一现状，我国已经采取了一系列措施来加强土壤镉污染的防治工作。包括加强土壤环境监测、制定严格的污染排放标准、推广环保农业技术等。然而，由于土壤镉污染的复杂性和长期性，我国在土壤镉污染防治方面仍面临着诸多挑战。因此，未来仍需加大力度，深入研究土壤镉污染的修复技术，以推动我国土壤资源的健康可持续发展。
三、土壤镉污染的修复技术
镉污染土壤修复技术研究进展
镉污染土壤修复技术研究进展
摘要 简单描述了镉污染对粮食安全、生活环境和人体健康的危害；详细介绍了国内外包括农业生态修复、物理修复、化学修复和生物修复在内的镉污染土壤修复技术的概念、优势及制约因素；着重阐明了植物修复技术的研究现状和应用前景，为镉污染土壤修复提供参考和基础。
关键词 镉污染；土壤修复；生物修复；研究进展
镉是环境中毒性最强的重金属元素之一，位于元素周期表中第二副族，也是《重金属污染综合防治“十二五”规划》重点监控与污染物排放量控制的5种重金属之一；具有生物迁移性强、极易被植物吸收和积累的特点，对动植物和人体均可产生毒害作用[1]，严重时甚至会造成骨痛病、高血压、肾功能紊乱、肝损害、肺水肿等疾病[2]；据统计，我国每年生产的镉含量超标农产品和动物造成累积性毒害品达146万t[3]，镉污染的农田面积已超过28万hm2，年产镉超标农产品达150万t[4]，我国市场上常见的市售大米约10%存在镉超标[5]，对环境经济和人类的身体健康造成了极大的隐患。近年来湖南浏阳、云南曲靖以及广西河池地区先后发生的镉污染事件[6]造成了极大的影响，因此控制镉污染，加大对镉污染土壤修复力度已经势在必行，笔者对目前最新镉污染土壤修复的方法予以全面概述，着重于镉污染土壤的生物修复，旨在为后续的研究提供参考。
1 农业生态修复
农业生态修复措施是指因地制宜选择耕作管理制度来减轻重金属危害，主要包括农艺修复措施和生态修复措施。农艺修复措施一般是通过耕作制度的改变，辅以多种植物组合间作、轮作以及套作或者通过向镉污染土壤中加入能结合游离态的镉形成有机络合物的有机肥，从而达到有效减少土壤中镉的含量、降低植物对镉的吸收的目的，实现土壤中镉的迁移、吸收和降解[7-8]。我国在生态修复措施方面研究较多，一般通过调节包括土壤水分等在内的生态因子来实现对污染物所处环境介质的调控[9]。农业生态修复措施既能保持土壤的肥力，又能促进自然生态循环和系统协调的运作，但存在着修复时间长、见效慢等不利因素。
重金属污染环境下植物修复研究
重金属污染环境下植物修复研究
植物修复技术是一种利用植物来清除污染物的环境修复技术。在重金属污染环境下，植物可以吸收土壤中的重金属，并将其转移到植物体内，从而减少土壤中的重金属含量，达到修复环境的目的。这种技术被广泛应用于城市工业园区、矿区和农业区等不同污染环境的修复项目中。
研究表明，一些植物生长适应性强，能在重金属污染环境下生存，并吸收大量的重金属元素。这些植物被称为超富集植物，如拟南芥、金合欢、柳叶菜等。超富集植物特别适合用于重金属污染环境下的植物修复研究。
超富集植物的应用有两种方式：一种是使用超富集植物本身，直接将其种植在受污染区域，通过吸收和转移重金属来修复环境；另一种是使用非超富集植物，但是将超富集植物的基因转移到非超富集植物中，使得非超富集植物也具备超富集植物的超净化能力。
目前，使用超富集植物进行植物修复技术的研究已经成为环境科学的热点之一。植物对于不同的重金属元素具有吸收和转移的选择性，这种选择性不仅受到植物本身的生理特性的影响，还受到土壤环境的影响。
研究发现，超富集植物在重金属富集方面存在着物种选择性。不同的超富集植物对不同的重金属元素有不同的吸收效率。例如，拟南芥对镉的吸收效率最高，而柳叶菜对铜的吸收效率最高。
此外，土壤环境的不同也会影响超富集植物的富集效果。土壤中的有机质含量、pH值、水分含量等都会影响植物的富集效果。
因此，在进行植物修复技术的研究时，需要选择适合本地土壤环境的超富集植物，并结合土壤环境的特点进行针对性调整。 除了生理环境的影响外，植物修复技术的研究还需要考虑植物的生态安全问题。在进行植物修复技术的研究时，需要选择植物的生长周期短、生长结构简单、不具有毒性的植物，并确保超富集植物的富集量不会超过生态安全的极限。
总之，超富集植物在重金属污染环境下的修复技术研究已经获得了广泛关注。在进行研究时，需要考虑到不同超富集植物对不同重金属元素的吸收效率、土壤环境的影响以及生态安全问题。通过科学的研究，植物修复技术有望成为一种环保、高效、低成本的绿色修复技术。
土壤污染 镉
镉是什么：
镉是一种金属元素，元素符号Cd，，原子序数48，密度8.65g/cm³。镉呈银白色，略带淡蓝色光泽，质软耐磨，有韧性和延展性，易燃且有刺激性。熔点为320.9℃，其沸点在765~767℃之间。在自然界是比较稀有的元素，地壳中含量约为0.1~0.2mg/kg。
镉的应用：
镉的最主要应用领域为电池行业，用在镍镉电池上，但是现在笔记本电脑和手机上的镍镉电池已经渐被锂离子电池所取代。镉的毒性已经催生了多项禁用立法，尤其是在欧盟地区。目前，全球近86%的镉应用于制造镍镉电池，9%用于生产颜料，4%用于生产涂料，1%用于生产合金，太阳能电池板和稳定器。
镉的危害：
镉是毒性最强的重金属元素之一，危害极其严重，在所有重金属污染中，以镉污染最为严重。土壤中过量的镉会抑制植物的正常生长，在可食部分的残留还会通过食物链影响到人体的健康。
镉是植物生长的非必需元素，当镉进入植物体内并积累达到一定程度时，镉影响植物的生长发育;镉影响植物的光合作用;镉影响植物体中的酶;镉影响植物可溶性蛋白和可溶性糖的含量;镉影响植物的产量和品质。会出现生长迟缓、植株矮小、退绿、产量下降、质量下降等。
镉被人体吸收后主要分布在肝与肾中，与低分子蛋白质结合成金属蛋白。镉中毒主要表现为肾脏功能的损害和肺部的损伤，导致肾皮质坏死、肾小管损害、肺气肿、肺水肿，还可以引起心脏扩张和高血压。长期摄入镉将会导致骨质疏松、脆化、腰病、脊柱畸形。此外，镉还可以导致男性生殖系统损害，可引起维索性心外膜炎、心肌变性、间质性心肌炎、纤维素性肝周围炎、肝细胞严重脂变、问质性肝炎、纤维索性肺浆膜。
对镉污染土壤的修复，主要有以下方法：
一、物理/化学修复技术
1.客土、换土、去表土、深耕翻土法：
成本高，且不能从根本上清除重金属，存在占用土地、渗漏和二次污染等问题。此类方法适合于小面积污染土壤的治理。
2. 玻璃化技术：
将重金属污染土壤置于高温高压的环境下，待其冷却后形成坚硬的玻璃体物质。此类物质结构稳定，很难被降解，可以实现对土壤重金属的永久固定。玻璃化技术最早用于处理核废料，处理土壤的话，处理完就不是土壤了。
国内外土壤污染修复典型案例
国内外土壤污染修复典型案例
土壤是人类赖以生存的重要自然资源之一，然而，随着工业化和城市化的快速发展，土壤污染问题日益严重。为了保护和恢复土壤的生态功能，国内外采取了一系列的土壤污染修复措施，并取得了一些典型的成功案例。
一、国外土壤污染修复典型案例
（一）美国“拉夫运河事件”
拉夫运河位于美国纽约州，曾是一个用于倾倒工业废弃物的场所。20 世纪 70 年代，当地居民发现了一系列健康问题，包括癌症、出生缺陷等，经过调查，发现与土壤和地下水的污染有关。
为了解决这一问题，美国政府采取了大规模的修复行动。首先，对污染区域进行了详细的调查和评估，确定了污染物的种类和分布。然后，采取了多种修复技术，包括挖掘和移除受污染的土壤、建设地下水处理设施等。经过多年的努力，拉夫运河地区的土壤和地下水质量得到了显著改善，居民的健康风险也大大降低。
（二）日本“神通川流域镉污染事件”
日本神通川流域由于长期开采铅锌矿，导致土壤和水体中镉含量严重超标。当地居民长期食用受污染的稻米，出现了“痛痛病”等健康问题。 日本政府采取了一系列措施来修复受污染的土壤。一方面，通过改良土壤、种植低吸收镉的作物等方式减少镉的摄入；另一方面，对受污染的土壤进行了化学固定和植物修复等技术处理。经过长期的努力，神通川流域的土壤镉污染得到了一定程度的控制。
二、国内土壤污染修复典型案例
（一）湖南某砷污染场地修复项目
在湖南某地，由于长期的工业活动，导致土壤中砷含量严重超标。为了修复这片污染场地，采用了多种修复技术相结合的方法。
首先，对污染土壤进行了精准的调查和评估，确定了污染的范围和程度。然后，采用了化学稳定化技术，将砷固定在土壤中，降低其迁移性和生物有效性。同时，结合植物修复技术，种植能够吸收砷的植物，进一步降低土壤中的砷含量。经过修复，该场地的土壤质量得到了明显改善，达到了预期的修复目标。
（二）江苏某化工污染场地修复项目
江苏某化工场地由于长期的化工生产，土壤和地下水受到了多种有机污染物的污染。
镉污染土壤的植物修复及修复植物的能源利用潜力
镉污染土壤的植物修复及修复植物的能源利用潜力
重金属污染是我国“十一五”期间凸显的重大环境问题，环境保护部部长周生贤曾公开表示，仅2009年环保部就接报12起重金属、类金属污染事件，致使4000余人血铅超标，并引发32起群体性事件{1}。2010年重金属污染事件仍保持高发态势，相继发生了江苏大丰、四川隆昌、湖南嘉禾、甘肃瓜州、湖北崇阳、安徽怀宁等多起血铅事件。鉴于重金属污染及其危害的严重性，2011年2月国务院正式批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》，这是中国第一个“十二五”专项规划。
镉是《重金属污染综合防治“十二五”规划》重点监控与污染物排放量控制的5种重金属之一。土壤中的可溶镉通过食物链进入动物和人类体内，引起慢性中毒，其潜伏期可达10~30年。长期摄入镉可引起“骨痛病”、肾功能障碍、贫血、泌尿系统病变，并可能导致癌症。
土壤镉污染的来源主要包括自然污染源和人为污染源。在没有人为因素影响时，土壤Cd的背景值主要取决于母岩Cd含量及其风化程度，母岩Cd含量差异很大，从痕量到90mgkg-1{2}。土壤镉的人为污染源主要有四个方面：（1）工业污染源。矿产开采和冶炼、电镀工业、塑料和电子加工、印染、化工等工业企业都可以产生大量的“三废”物质，这些污染物通过多种途径进入农田土壤，导致土壤的镉污染{3}。（2）生活污染源。城市垃圾中大量未经处理的废旧电子产品与生活垃圾一起堆放，造成垃圾中镉含量增加{4}。（3）交通运输污染源。化石燃料燃烧产生得的含镉有害气体和粉尘，通过干湿沉降进入农田土壤{5}{6}。（4）农业污染源。农药、化肥、有机肥的使用及污灌过程可导致土壤Cd污染{7}。目前，我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近2000万公顷，约占耕地总面积的1/5，全国每年因重金属污染而减产粮食1000多万吨{8}。每年生产的Cd超标农产品1.46×109kg。因此，镉污染土壤的修复已成为当前我国环境治理的重要任务之一。近年来，植物修复作为一种镉污染土壤修复技术应用越来越广泛。但修复植物中镉含量较高，对修复植物的最终处置仍然是一个亟待解决的问题。将镉污染土壤的植物修复和生物质能源开发利用结合起来是一种同时解决环境问题和能源问题的新思路。本文在综合镉污染土壤植物修复已有成果的基础上，对修复植物的能源利用潜力进行了初步分析，并对镉污染土壤修复植物的能源利用相关研究进行了展望。
不同肥料对土壤中重金属Cd的植物修复影响
不同肥料对土壤中重金属Cd的植物修复影响
目前Cd污染农田现象普遍，植物修复技术对周围环境影响较小，污染治理成本较低、污染治理效果持久，具有良好推广应用前景，但植物地上部分的生物量一直是制约植物修复效率的主要限制因素。不同肥料对土壤中Cd的生物有效性及植物对Cd的吸收影响不同，本文主要分析不同肥料对土壤中重金属Cd的植物修复的影响。
标签：肥料;土壤;镉;植物修复
土壤中重金属Cd的存在形态
重金属以比较复杂的形态存在于土壤中，一般分为可交换态及碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物及硫化物结合态和残留态4种，其生物有效性逐渐降低金属稳定性逐渐加强。土壤中存在的Cd的形态一般可以分为水溶性Cd以及非水溶性Cd两大类。以离子态和络合态存在的水溶性Cd等能被作物直接吸收，对生物危害性较大，而非水溶性Cd比如CdS和CdCO3等不易迁移转运，无法被作物直接吸收，但水溶性Cd和非水溶性Cd可以随着环境条件的改变而相互转化。
Cd污染的危害
Cd是重金属当中生物毒性最强的一种元素，其在环境当中具有化学活性强、移动性强并且生物毒性持久的特点。Cd可以通过水、大气、动植物等人类活动必需接触的介质进行侵害，危害着人类的健康。人体在长期和高剂量的情况下摄入Cd，能够引起高血压和心脑血管疾病、对骨骼和肝肾造成深度伤害，人体受Cd污染影响还会造成肾衰竭、脊柱畸形和骨质疏松等疾病。Cd不是植物生长所必需的元素，Cd会影响植物的正常健康生长，当植物体内的Cd累计到一定的含量时，就会使植物呈现出受毒害的症状[4]，表现为植物根系的生长受到影响，从而降低植物对水分和养分的吸收;并且植物的呼吸作用和光合作用也会受到不利的影响，进而引起植物内新陈代谢失常，比如降低植物的叶绿素、蛋白质和糖的合成以及降低光合强度、改变某些特定酶的活性，最终植物的产量、品质和食品安全受到影响，进而直接或者间接危害到人体的健康。所以，Cd污染不但会对环境经济造成巨大的损失，还会对人体和作物产生危害。
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。
有机物污染土壤修复技术
《有机污染土壤植物修复机理的研究现状_王志刚》
植物修复有机污染土壤的机理：
1. 植物直接修复：植物直接修复有机污染的土壤通常植物吸收、植物转运、植物降解、植物固定和植物挥发。有机污染物被吸收到植物体内后除极少部分被植物组织酶系彻底分解为CO2 和H2O, 通常被降解为次生产物固定在植物组织中或挥发到大气中。( 1) 植物对有机污染物的吸收及其主要影响因素。( 2) 植物对有机污染的转运。部分有机污染物被根系吸收后在植物体内通过木质部或韧皮部沿根-茎- 叶向上转运。( 3) 植物对有机污染物的体内降解。( 4) 植物对有机污染物的体内固定作用。( 5) 植物对有机污染物的挥发作用。
2 植物增强的根际土壤修复( 1) 植物增强的根际微生物修复。( 2) 根系释放酶去除根际土壤有机污染物。( 3) 根际效应增强有机污染物生物可获得性。
《持久性有机污染土壤的植物修复及其机理研究进展_彭胜巍》
有机污染土壤的植物修复是指利用植物在生长过程中, 吸收、降解、钝化有机污染物的一种原位处理污染土壤的方法, 具有应用成本低、生态风险小、对环境副作用小等特点。本文综述了近年来国内外有机污染土壤的植物修复研究进展情况, 重点介绍了多氯联苯、多环芳烃、农药和硝基芳香化合物等持久性有机污染物的植物修复, 阐述了有机污染土壤植物修复的关键机制, 并分析了该技术在实际工程应用中的局限性及应考虑的因素。最后,
指出了今后该领域的重点研究方向。(1)大力开发和培育高效修复型植物, 筛选出对持久性有机污染物耐受性强, 生物量大的植物, 扩大土壤持久性有机物污染的植物修复应用范围;(2)加强复合污染植物修复研究, 由吸收单种污染物植物跨入到吸收多种污染物植物的研究, 实现同时对多种持久性有机污染物的降解;(3)通过对修复机理的进一步深化研究, 提出促进和改善植物吸收性能的新技术, 进一步提高持久性有机污染土壤修复的效率;(4)加强植物修复和其它修复技术的联用,有效缩短修复时间, 提高修复效率;(5)通过环境生物技术, 提高控制植物吸收、转化的有机物限速酶的表达水平, 或者引入新的基因, 培育出应用于持久性有机污染物植物修复的全新品种;(6)应用计算机模拟技术建立一些有效的植物修复模型,