强化植物修复的螯合诱导技术及其环境风险
①
骆 永 明
(中国科学院南京土壤研究所 南京 210008)摘 要 本文就运用螯合诱导技术强化植物修复金属污染土壤的理论基础、实践应用及环境风险等方
面进行了分析和评价,认为螯合诱导-强化植物修复可成为一种有潜力的应用技术。
关键词 植物修复;重金属;螯合诱导技术;环境风险
广义上讲,植物修复就是利用植物来恢复重建退化的或污染的土壤环境。它是一种很有潜力、正在发展的环境修复技术,也是一门正在崛起并涉及土壤学、植物学、分子生物学、环境工程等多门学科的新兴边缘学科。对于这样一个科学技术前沿领域,近来作者已对污染土壤的植物修复做了较系统的介绍〔1,2〕,还就超积累植物修复重金属污染土壤的机理的研究进展作了综述〔3〕。全球范围的相关研究与实践正在不断地推动着这种修复理论和技术应用的快速发展。目前植物修复已衍生出多个分支研究领域(图1)。根据修复机理在各类型中还可划分出若干亚类,例如植物吸取中的螯合诱导修复(Chelate -induced phy tore -mediation ),植物挥发中的植物转化修复(Phy totransformation ),根际降解中的植物刺激(Phy tostimulation )或根际强化生物降解(Enhanced Rhizosphere Biodegradation )修复。目前,螯合诱导修复作为一种强化植物吸取金属的修复技术倍受关注和亲睐。本文专门就其理论基础、实践应用及环境风险等方面作一分析和评价,为未来有效地开发、应用和发展这种环境修复技术奠定基础。
图1 植物修复的两大过程和六种类型
·57·2000年 第2期 土 壤①中国科学院院长特别基金,国家自然科学基金(49831070和49871042),江苏省青年科技基金(BQ 98050),中国科学院南京土壤研究所土壤圈物质循环开放研究实验室基金和土壤与环境联合开放研究实验室基金项目资助。
DOI :10.13758/j .cn ki .t r .2000.02.001
1 螯合诱导修复技术的理论基础
1.1 土壤方面
在许多污染土壤中大部分金属不是在液相中,而是在固相上,并且经常被非常牢固地结合。所以,植物对金属的修复能力不仅与其从土壤溶液中吸收金属的速率有关,而且还与其根际通过改变土壤pH 、氧化还原电位或分泌有机物而有效地减小金属-土壤键合常数(K d )的能力有关〔4〕。因为许多高产作物,不象超富集植物那样具有自然富集金属的特征,它不具有吸收大量金属的特性,所以需要向土壤中加移动剂(Mobilising agent )以增加土壤溶液中金属的浓度,促进植物对金属的吸取和富集。施用螯合剂或配位基诱导或强化植物超富集作用被称为螯合诱导修复技术,这种技术已被应用于金属污染土壤的植物修复或植物采矿(Phytomining )中〔5〕。在这种情况下,植物无需忍受因施用螯合剂提高的金属浓度。假定植物的生物量已经很高,加入这种移动剂后植物吸收金属很快,那么即使植物因毒害死亡也不致影响金属除去的效果。对于那些极难移动的污染元素如Pb ,Cu 和Au ,不加移动剂释放固相中的金属供植物根吸取,植物修复就难以成功。
螯合诱导技术的基本原理是扰动污染物在土壤液相浓度和固相浓度之间的平衡。大多数金属离子被强烈地吸附在土壤颗粒表面〔6〕,其固:液分配系数(K d )常被用来描述这种键合:
K d (mlg -1)=M 2+s /M 2+L
式中M 2+s 和M 2+
L 分别为土壤固相和液相中金属离子的活度。大多数研究者测量和采用浓度而不是活度。对于污染物如Pb ,K d 值大于500,表明其在土壤表面键合强烈和土壤溶液浓度不高(即使土壤总Pb 量不低)。已有多种技术可减少金属K d 值而提高金属有效性,但是使用有机配位体也许是迄今最成功的。将一种配位基(L m -)加入土壤体系,因与配位基的螯合作用(按1∶1螯合反应)游离金属离子(M n +)的活度降低:
M n ++L m - M n -m L
由于离子价数的减少或符号的变化,土壤对金属-配位复合体的吸持强度大大降低,为维持游离金属(M n +)在溶液和固体颗粒之间的平衡关系,金属从土壤颗粒表面解吸。这种螯合反应的效率取决于有关离子和螯合离子之间的相对缔合常数,和这种离子及螯合离子对土壤表面的亲和力。其形成常数可定为:
K f ={M L n -m }/{M n +}x {L m -}
式中{M n +},{L m -}和{M n -m L }分别为该金属、配位基和金属-配位体在溶液中的摩尔浓度,K f 为形成常数亦称为稳定性常数〔7〕。K f 用来指螯合物的稳定性,其值随配位基和金属元素而异,对于Cd ,Cu ,Pb ,Zn 而言,DTPA >EDTA >HEDTA >NTA ;对同一配位基来说,通常是Cu >Pb >Zn >Cd 。K f 值愈大,表示该螯合物愈稳定。可见,运用螯合诱导技术强化植物吸取修复的成功与否与螯合剂类型的选择密切相关。
1.2 植物方面
植物吸取修复是利用植物特别是其地上部分去除土壤中污染物质,使污染土壤环境净化、恢复的过程。通过施用螯合剂使土壤固相键合的金属释放,增加土壤溶液金属的浓度,可大幅度地提高植物对金属的吸取和富集能力。这种诱导超富集作用可有效地实现植物吸·58·土 壤 2000年 第2期
取修复。螯合诱导-强化植物吸取金属的操纵机理还未充分了解,可能难以用游离离子活度模式来解释。这种模式认为,绝大部分的游离水化金属离子是生物有效的〔8〕。事实上,土壤施用螯合剂可明显地增加溶液中金属的总浓度,但对溶液中游离金属的活度很小或没有影响。可见,通过土壤施加螯合剂强化植物金属吸收的机理可能不属于游离离子活度模式。
螯合物整体吸收很可能是操纵强化吸取的主导机制。Romheld 和M arschner 认为,金属螯合物可以从内皮层裂口处进入根内,然后被迅速地转移到茎叶
〔9〕。另一些作者用数据支持了这种假设
〔10-12〕。在用14 C -EDTA -Pb 的植物修复试验中,Blay lock 等发现在含这种标记物的溶液中生长的植物地上部快速积累Pb 〔13〕,这也表明金属-螯合物整体吸收是
主导机制。2 螯合诱导修复技术的实践应用
土壤施加有机配位基增加作物对微量金属吸收的现象早有报道〔4,5〕,但是将这种技术应用到植物修复中还是上世纪末的事〔13,16,17〕。
2.1 一般植物
Huang 和Cunningham (1996)研究了螯合剂羟乙基替乙二胺三乙酸(HEDTA )在提高作物吸取Pb 效率中的作用
[16]。在作物收获前期Pb 污染土壤(2500mgkg
-1)中加入HEDTA 7.2mmolkg -1,使玉米茎叶和根组织中的Pb 浓度大幅度增加(超过1%),土壤溶液中Pb 浓度也大幅度提高(由原来的16.7μmolkg -1增加到19000μmolkg -1)。虽然土壤溶液中Pb 的
形态未作分析,但所有的这些增加可归结于Pb HEDTA 螯合物浓度的增加。在HEDTA 处理过的土壤中玉米植株死亡,也许是由于Pb 或HEDTA 的毒害之故[16]。就植物吸取修复而言,假如作物地上部生物量已足够大,这种毒害效应可能不重要,因为地上部分可从修复场所移走。在进一步试验中,他们检验了一系列螯合物对污染土壤中Pb 的移动性和对植物吸取Pb 的效应[17]。这些螯合物包括HEDTA ,乙二胺四乙酸(EDTA ),二次乙基三胺五乙酸(DTPA ),乙二胺(氧乙基氮基)四乙酸(EGTA ),乙二胺二(0-羟基苯)乙酸(EDDHA )。结果表明,EDTA 和H EDTA 对增加土壤溶液和豌豆及玉米中Pb 浓度的效果最好,植物吸Pb 量与土壤溶液中Pb 的总浓度密切相关。
2.2 富集植物
Blaylock 等开展了类似的试验,检验了柠檬酸,苹果酸,乙酸,EDTA ,EGTA ,DTPA ,环己烷二胺四乙酸(CDTA )对印度芥菜(Brassica junc ea )吸收Cd 和Pb 的效应。印度芥菜是一种能忍受和富集多种金属的植物[13]。与Huang 等的结果[17]一致,DTPA 和EDTA 在增加植物吸Pb 量方面最有效,而EGTA 则对Cd 最有效,效果最佳时螯合物的使用量为5mmolkg -1或更高。在含Cd 100mg kg -1和含Pb 600mg kg
-1的土壤中,在该使用量时地上部Cd 和Pb 浓度可分别达2000和1000mg kg -1。Blaylock 等还发现土壤酸化与施加螯合物相
结合可显著地增加Pb 的吸收效率[13]。此外,这些作者还报道了螯合-强化植物修复的野外渗漏试验研究结果。他们将乙酸和EDTA 同时施入pH 8.3含Pb 1200mgkg -1的Pb 污染土壤后,印度芥菜植物地上部Pb 浓度从对照的28mg kg -1增加到1471mgkg -1[13]。遗憾的是作者未报道植物修复以后的植物产量及土壤状况,因而难以全面判断这种处理的成功·
59·2000年 第2期 土 壤
程度。吴龙华等(2000)发现,在印度芥菜收获前10天Cu 污染的根际土壤中加入EDTA (3.15mmolkg -1)后,水溶态铜由对照土壤的0.18mgkg -1增加到达22.5mg kg -1,增加幅度达125倍;土壤交换态也增加10.9倍[18]。这表明EDTA 可提高污染土壤液相和固相表面非专性吸附态Cu 的浓度。在一个7天的盆栽试验中,Anderson 等发现硫氰化铵络合金可提高其溶解性而诱导印度芥菜超富集作用[19]。
2.3 超富集植物
螯合诱导技术对超富集植物修复金属的强化效应也很明显。Luo 等研究了在超积累植物十字花科遏蓝菜属植物(Thlaspi caerulescens )收获前2周(生长70天时)加入EDTA
(5mmolkg -1)对土壤溶液和植物中Zn 、Cu 、Cd 浓度的影响。结果表明,加EDTA 可大幅度地增加土壤溶液中这些金属的浓度,使植物体内Zn 浓度提高一倍,但不影响植物生物量[20]。
3 螯合诱导修复的环境风险
适用适当的化学试剂可使土壤中任何一种金属的溶解性提高,从而诱导植物的超富集作用。然而这种诱导作用的潜在的环境风险必须予以考虑。螯合诱导-强化植物修复技术的潜在环境风险主要表现在土壤元素淋失与水质污染,螯合物残留与挥发和植物金属胁迫与外来植物品种蔓延等方面。
在用EDTA 、硫氰化盐或其他化学品来诱导超富集靶金属时,其他金属也可以被同时溶解。配位基如EDTA 与土壤中Al 、Fe 、Mn 、Ca 、Mg 等金属元素有偏爱螯合的可能,这取决于螯合物的形成常数。这些金属螯合物或过多的螯合剂可从根际土壤中淋失。这种现象更会发生在当加入的螯合物数量和溶入土壤溶液的所有金属的浓度超过可被植物有效吸收的时候。假如土壤溶液金属浓度显著提高,并存在水分从表层往下或表层侧面移动,就会存在地表或地下水金属和螯合剂浓度增加的风险。因而应用螯合诱导技术时应保证残留螯合物对相邻水体的潜在污染减小到最低程度,此时还需要考虑决定植物蒸发速率的如湿度、温度和降雨量等气候因素和化学品在土壤中的解离度。
土壤中的配位基可被光或微生物分解。例如,NTA 、EDTA 和DTPA 在好气土:水悬液中的半衰期,无养分时变幅于10至60天,当加入甘氨酸、葡萄糖和胨时为8～20天[21]
。除微生物降低外,还可以发生光解产生的降解,特别对DTPA [22]。金属与配位基螯合作用通常不会阻止这种分子被降解,但Ni 的螯合物会产生限制降解的现象[23,24]。对于硫氰酸盐,其在环境中的残留期相对较短,生物降解成氨、重碳酸盐和硫酸的研究已有报道[25]。然而不同的生长介质对这些生物降解作用的影响程度还不清楚。
超富集作用被诱导后金属的溶解效应可对植物构成金属胁迫。这些化学螯合物也可能有一种遗留性毒害作用而构成食物链金属-螯合物质流的风险。正由于存在这种可能性,决不可以提议用有毒化学品如氰化钠来诱导金属(Au )的超富集作用。所采用的植物品种的选择也可以成为一个令人关注的环境问题。用作诱导超富集金属的植物不一定是具有超富集作用的外来品种。可选择高产和快速生长的当地植物品种,这可避免因外来植物品种移地繁殖时不可控制地发育和蔓延的风险。·60·土 壤 2000年 第2期
4 螯合诱导修复技术的研究与应用展望
对于如Pb 、Cu 、Au 、Pt 等这些不溶性或难溶性金属,需要在植物生长介质中加入化学螯合物质来溶解释放不溶性的靶金属。一旦靶金属进入土壤溶液,植物一般将随蒸腾作用而积累这种新的可溶性金属螯合物。这种诱导超富集技术可应用于高产而快速生长的非超富集型当地植物上。这种绿色修复技术还在萌芽状态,还有许多理论与实际问题需要阐明,需要对除Pb 以外的其他污染金属作更多的研究,需要更多的田间试验结果来支撑。对这种技术还应该考虑其费用。螯合剂一般较贵,使这种途径在技术上可行时的施用量可能会在经济上不可行。Blaylock 等指出螯合剂(假定是EDTA 和乙酸)将为修复每吨Pb 污染土壤的成本增加7.5美元[13]
。需要对每一种土壤-螯合剂-植物组合的经济可行性进行分析评估。许多环境问题可能影响到螯合诱导植物修复技术的最终选择,这需要权衡在螯合剂效果/持留与强化金属移动后的潜在负面效应之间的利弊。如何保证在一种螯合诱导超富集操作中避免或不产生次生环境问题需进一步的研究。具有快速分解的螯合剂可能更有用。诱导-强化金属吸取作用应该迅速发生在植物快速生长并趋向成熟的时候。假定植物对金属吸收的强化作用足够迅速,并且这种螯合物在土壤中能迅速降解,那么螯合诱导-强化植物修复途径就可有效地应用于金属污染土壤或含金属废弃物的生物修复或开采之中。
参 考 文 献
1 骆永明.金属污染土壤的植物修复.土壤,1999,31(5):261～265
2 骆永明.污染土-水环境的植物修复———一种绿色净化技术.见:迈向21世纪的土壤科学,中国土壤学会编,2000,135～138
3 孙波,骆永明.超积累植物吸收重金属机理的研究进展.土壤,1999,31(3):113～119
4 M arschner H .M ineral Nutrition of Hig her Plants ,2nd Edition .Academic P ress ,London ,19975 Broo ks R R .Plants the Hyperaccumulate Heavy M etals ,CAB International ,W allingford ,19986 T iller K G .Adv ances in Soil Science ,1989,9:114～142
7 Lindsay W L .Chemical Equilibria in Soils ,Jo hn Wiley ,New York ,1979
8 Lund W .Fresenius Journal of A naly tical Chemistry ,1990,337:557～564
9 Romheld V and M arschner H .Journal of Plant Nutrition ,1981,3:1～4
10 Sinnaeve J et al .,Plant and Soil ,1983,70:49～57
11 Bell P F e t al .,Plant and Soil ,1991,130:51～62
12 M cL aughlin M J et al .,In :Plant Nutritio n for Sustainable Food P roduction and Environment ,K luw er A -cademic Publishers ,Dordrecht ,1997,pp .113～118
13 Blaylock M J et al .Environmental Science &Technology ,1997,31(3):860～865
14 M ar ten G C and Hammond P B .Ag ronomy Journal ,1966,58:553～554
15 Hale V Q and Wallace A .Soil Science ,1970,109:262～263
16 Huang J W and Cunning ham S D .N ew Phytologist ,1996,134:75～84
17 Huang J W et al .Environmental Science and Technology ,1997,31:800～805(下转第74页)
·61·2000年 第2期 土 壤
通常Cd 污染土壤中的Cd 含量在10mg /kg 以下,远远低于本试验中加入的量,因而印度芥菜仍然可以用来修复中、轻度Cd 污染的土壤。印度芥菜对Cd 毒性的临界点有待于进一步探明。
从本试验结果可见,印度芥菜对多种重金属都有忍耐作用。Ebbs 等(1997)的研究中把它作为一种修复植物,与Zn /Cd 的超积累植物Thlaspi caerulescens 相比,发现印度芥菜比Thlaspi caerulescens 更能除去土壤中的Zn ;在土壤Zn 全量高达11700mg /kg 、醋酸铵提取态Zn 高达1660m g /kg 时,印度芥菜从土壤中除去的Zn 是Thlaspi caerulesc ens 4倍以上[5]。本研究中,当土壤Zn 全量达1000mg /kg 时,印度芥菜仍然能生长,但生物量显著下降,表现出高锌剂量的毒害;在土壤中加入Zn 为500mg /kg 时,与对照比较,印度芥菜没有明显的毒害,生物量也没有显著的变化,生长基本正常,所以这种植物作为修复植物应该能更有效地去除中等锌污染土壤中的锌。植物修复的两个重要基础是植物地上部的生物量与积累浓度。本试验中,中等污染水平的Cu (250mg /kg )、Zn (500mg /kg )、Pb (500mg /kg )对印度芥菜地上部的生物量形成没有显著影响,可能的原因有二:一是印度芥菜能忍耐并积累大量的Cu 、Zn 、Pb ;二是由于土壤的pH 较高,重金属元素的生物有效性低,对此有待于进一步研究。无论是哪种原因,印度芥菜都是一种很有潜力的特别适合Zn 、Cd 、Cu 、Pb 中等污染土壤修复的植物。
3 结语
根据本试验结果,可作如下结论:
1.在含Cu 250mg /kg 、Pb 500mg /kg 或Zn 500mg /kg 的污染土壤上,印度芥菜能够忍耐,正常生长,这种植物适合Cu 、Zn 、Pb 中等污染土壤的修复。
2.印度芥菜在含Cd 200mg /kg 的土壤上发生镉中毒而出现失绿黄化症状,Cd 与中等浓度的Zn 、Cd 、Cu 、Pb 共存时毒害更为严重。
参 考 文 献
1 骆永明,金属污染土壤的植物修复.土壤,1999,31(5),261～265
2 N anda -K umar ,P .B .A .et al .,Environ .Sci .T echnol .,1995,29(5):1232～1238
3 Banuelos ,G S et al .,Plant and Soil ,1993,148∶253～263
4 Ebbs ,S D et al .,J .Environ .Q ual .1997,26:776～781
5 Ebbs ,S D et al .,J .Environ .Q ual .1997,26:1424～1430
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★(上接第61页)
18 吴龙华等.铜污染土壤修复的有机调控研究Ⅱ.根际土壤铜的有机活化效应.土壤,2000,32(2):67～
70
19 A nderso n C W N et al .,N ature ,1998,395～554
20 Luo Y M et al .In :Proceedings of Extended Abstracts of 5th International Conference on the Biogeo -
chemistry of T race Elements ,1999,2:882～884
21 M eans J L et al .,Environmental Pollution ,1980,1:45～60
22 Sillanpaa M .Review s in Environmental contamination and To xicology ,1997,152:85～111
23 Tiedje J M .Applied M icrobiology ,1975,30:327～329
24 Tiedje J M and M ason B B .Soil Science Society of America Proceedings ,1974,38:278～283·74·土 壤 2000年 第2期
我国传说中，建于2800年前的“神农本草园”被认为是世界上最早的植物园雏形。公元前138年，中国汉武帝刘彻扩建长安（今西安）上林苑时，栽植了远方所献珍贵果树、奇花、异草2000多种，也是世界上早期的植物园雏形。宋代司马光（1019-1086年）所著《独乐园记》中提到的“采药圃”，记载了“沼东治地为百有二十畦，杂莳草药，辨其名而揭之”，已类似现代的药用植物园[1]。 为了探索中国植物园科普发展历程，笔者收集了国内部分植物园的科普资料，并通过多种渠道深入调查了南京中山植物园（NJBG）、中科院华南植物园（SCBG）和中科院西双版纳热带植物园（XTBG）的科普演变的历史，粗略地归纳出国内植物园科普发展的三个阶段。 透过三个植物园探索中国植物园科普发展历程 许玲1陈进1李大光2廖景平3 (中国科学院西双版纳热带植物园，云南勐腊666303)1（中国科学院研究生院，北京100049）2 （中国科学院华南植物园，广州510650）3 Research into Development of Science Popularization through Three Chinese Botanical Gardens Xu Ling1Chen Jin1Li Daguang2Liao Jingping3 （Xishuangbanna Tropical Botanical Garden of CAS,mengla,Yunnan666303）1 （Graduate University of CAS，Beijing100049）2（South China Botanical Gardeng of CAS,Guangzhou510650）3 Abstract：To explore the development of popularization of science in botanical gardens,this paper analyzes the history of popular science of three typical botanical gardens in China,and summarizes three main stages of the development of popular science in botanical gardens. Keywords：botanical garden;development of science popularization CLC Numbers：G269Document Code：A Article ID：1673-8357（2009）05-0080-4 收稿日期:2009-04-24 作者简介:许玲,中国科学院西双版纳热带植物园,研究实习员,植物科学传播硕士;Email:xuling@https://www.doczj.com/doc/c915184910.html, 陈进,中国科学院西双版纳热带植物园,园主任,研究员;Email:cj@https://www.doczj.com/doc/c915184910.html, 李大光,中国科学院研究生院,社科系科学传播教授;Email:ldaguang@https://www.doczj.com/doc/c915184910.html, 廖景平,中国科学院华南植物园研究员,园艺中心常务副主任;Email:liaojp@https://www.doczj.com/doc/c915184910.html, 80
拿什么拯救重金属污染土壤？ “土壤中毒”不是耸人听闻，而是正在发生的事实。 在广西、云南、湖南等一些受到重金属污染区的土地上，原本正常生长的农作物会被超标的重金属毒死，人们难觅蔬菜和粮食的踪影。随着经济社会的发展，中国的土壤重金属污染日益严重。环保部此前估算的数据显示，全国每年因重金属污染的粮食高达1200万吨，造成的直接经济损失超过200亿元。国土资源部也称，目前全国耕种土地面积的10%以上已受重金属污染。 中国科学院地理科学与资源研究所陈同斌研究员告诉记者，因矿产资源采掘不当而使废弃采矿地大量裸露，并通过水流等途径污染农田，造成土壤中的重金属含量严重超标，直接影响到农作物的产量和品质，威胁人类健康。 他说，土壤污染问题的“弱势”,跟其隐蔽性和滞后性有关。大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观。比较典型的重金属污染物有砷、镉、汞、铬、铅、镍、锌、铜等，尤其是砷中毒的事件，我国每年都有报道。 但土壤的安全，又涉及人们的米袋子、菜篮子，事关人们的生命健康。因此，污染土壤的修复迫在眉睫。 ——谁来拯救—— 土壤重金属污染是全球面临的一个亟待解决的环境问题，传统污染土壤的修复方法不能从根本上解决问题。陈同斌研究员说，像淋洗法修复土壤，用化学溶剂对受污染土壤进行清洗，把重金属洗去，
这是比较彻底的解决办法，但是淋洗法除了耗费巨大和工程量大之外，还存在二次污染的问题。相对来说，借助植物特殊功能修复污染土壤的植物技术以其安全、廉价的特点正成为全世界研究和开发的热点。 陈同斌主持的“重金属污染土壤的植物修复技术”课题小组，在国际上率先开发出砷污染土壤的植物修复技术，并建立了第一个植物修复示范工程。他们的研究证实，蕨类植物蜈蚣草对砷具有很强的超富集功能，其叶片含砷量高达千分之八，大大超过植物体内的氮磷养分含量。 “植物修复可以细分成植物富集、植物稳定、植物阻隔等很多类型。但是目前植物修复的重点方向主要集中在以去除重金属为目的的植物萃取技术。植物修复萃取技术首先需要筛选和培育特种植物，特别是对重金属具有超常规吸收和富集能力的植物——俗称‘超富集植物’，种植在污染的土壤上，让植物把土壤中的污染物吸收起来，再将植物中的重金属元素加以回收利用。”陈同斌说，“大部分植物吸收的重金属都集中在根部，而超富集植物地上部分的吸收量要高于根系的吸收量。能成为超富集植物，一是植物在有毒重金属污染胁迫下生物量不能减少；二是植物吸收的重金属含量应该高于土壤中的含量。这样的超富集植物才具有实用价值，可以推广应用。” ■专家释疑 陈同斌：中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心主任，首席研究员、博士生导师、国家杰出青年基金获得者，是我国植
华南植物园游记作文800字 就在前几天，我们去了华南植物园。这个植物园很大，我们参观了很多地方，其中最让我难忘的就是苏铁园和温室了。 当我们到苏铁园时，烈日当空，但我们并不在乎，我们只想看到苏铁。导游姐姐说：“我们到苏铁园里找有蛋的苏铁，你们找到以后告诉我，看谁最幸运，我会给你们拍照。”她的话音刚落，我们便一窝蜂的往苏铁园里跑去。我们东找找，西找找，终于找到了有蛋的苏铁。这株苏铁的高度有一米三到一米五左右，根部长了跟鳞片一样的东西，摸起来很割手；蛋的周围的叶子跟举着剑的卫兵一样，根本不让人靠近，一过去就会被刺到，又好像保护展台的围栏，那一堆蛋就好像展品一样。我仔细地看着那神奇的蛋，它的样子红红的圆圆的，样子很像圣女果。不过圣女果很健康营养，而苏铁蛋却具有毒性。这大自然真有意思，我不禁这样想着。后来，我们又找到了四株苏铁，每一株都有很多蛋，而且每一株有至少三十多颗蛋！我们立马叫来了老师和娟姐，他们也都惊呆了。 参观完苏铁，我们又来到了温室。温室一共分四种，有奇异植物室，雨林植物室，沙漠植物室，极地植物室。我们没有去极地植物室，其他三个都去了。我们先是来到了奇异植物室，导游姐姐给我们四个任务，要在十分钟内找齐并收集资料。我们要找的是“苏玛
氏轴榈”。它泰国和马来西亚，叶子像一个大扇子，它开的小花是白色的，叶柄上还有很多刺。还好，没过多久，我们就找到了。 沙漠植物室里，我和刘创宇一起走在一起。这次，我们要找的是——大戟阁锦。我仔细地寻找，不放过任何一株植物。很快地，我们又找到了戟阁锦。这株树呈乔木状，有十多米高呢。让我们感到神奇的是它的杆没有枝叉，只是到了顶部上生了一对深褐色的小刺。远远看去还真像一把战戟呢！我们都乐了。 接下来就是雨林植物室。那里有我们最期待的林中毒王“见血封喉”。它是这个温室中最高的植物，树皮上有绿色液体，那个液体具有剧毒！只要溅到眼皮上，你的眼睛就会失明！而且溅到皮肤上就会得各种各样的病，一定要小心它！ 这次参观华南植物园，我学到了很多的东西，也了解了大自然的奇妙！ 模板,内容仅供参考
广州市常见园林植物 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
广州市常见园林植物 （植物品种来源：流花湖公园，越秀公园，海珠湖，中山大学，天河公园，番禺，大学城，华南植物园，协和中学，市劳技学 校，麓湖公园，白云山， 一、蕨类植物：波士顿蕨，鸟巢蕨，桫椤 二、裸子植物：苏铁，罗汉松，南洋杉，落羽杉，红豆杉，池 杉，圆柏，侧柏，龙柏，银杏 三、被子植物： 木兰科：荷花玉兰，紫玉兰，二乔木兰，白玉兰，白兰（黄兰），含笑 樟科：樟树，阴香 睡莲科：荷花，睡莲（多种），王莲 小蘖科：南天竹，阔（狭）叶十大功劳 白花草科：鱼木，醉蝶花 景天科：长寿花（多种） 苋科：红龙草，鸡冠花，凤尾鸡冠花（穗状），千日红
牻牛儿苗科：天竺葵（多种） 酢浆草科：杨桃，红花酢浆草 凤仙花科：凤仙花，何氏凤仙（非洲凤仙），新几内亚凤仙千屈菜科：细叶萼距花，紫薇，大花紫薇 安石榴科：安石榴 紫茉莉科：簕杜鹃（多种） 山龙眼科：银桦，红花银桦 海桐花科：海桐 西番莲科：西番莲，红花西番莲 毛茛科：牡丹，芍药 秋海棠科：四季秋海棠（多种），竹节海棠，玫瑰秋海棠（多种） 番木爪科：番木瓜 仙人掌科：仙人掌，金琥，蟹爪兰 山茶科：杜鹃红山茶，越南抱茎茶，金花茶，山茶花
桃金娘科：串钱柳，红千层，金千层，白千层，柠檬桉，大叶桉，红果仔，番石榴，红车，蒲桃 野牡丹科：野牡丹，巴西野牡丹 使君子科：使君子，榄仁树，小叶榄仁 杜英科：水石榕，尖叶杜英（毛果杜英） 梧桐科：假苹婆，苹婆，非洲芙蓉 木棉科：木棉，美丽异木棉（多种） 金虎尾科：金英 大戟科：红桑（多种），石栗，秋枫，变叶木（多种），虎刺梅，红乌桕，火殃簕，一品红，玉麒麟，佛肚树，琴叶珊 瑚，红雀珊瑚，红背桂 锦葵科：朱槿（多种），木芙蓉，黄槿，垂花悬铃花，吊灯花，木槿 绣球科：绣球花 蜡梅科：蜡梅
华南植物园标本采集历史纪要 胡启明，曾飞燕 标本是物种名称、形态特征、生态习性以及地理分布等诸多信息的载体，是进行分类学研究的最基本资料。一个标本馆收藏标本的数量和质量是其研究工作水平和在学术界地位的重要标志。我所创建伊始，陈焕镛教授对开展调查采集、建立标本馆十分重视。在 1934年《国立中山大学农林植物研究所概况——第一次五年报告》中即明确指出，本所之设立，以调查广东植物种类为首要任务，并对采集任务作出全面规划：“为求采集详尽，而无顾此失彼之弊，特将本省本部诸地，依其山脉河流地势，划为四大区，组织采集队四，每队担任一区之工作，常年往来于其所担任之区域内，循环采集，第一年各队就其各该区域内作试探采集，将各区内森林丰富之地，调查清楚，作为采集中心地，然后于第二年开始详细采集，每区每一采集地点，一年之中至少须经过两次，以求得完全之材料。除本部四区外，另一特别区，即海南岛区；该岛地居热带，植物丰富，惟交通不便，故特拟于第三年全年于该岛作详细采集”。按此规划，自1927~1933年，已派出采集队109次，前往广东境内各地、香港和海南采集，共采得标本31836号，至1934年初，馆藏标本已达60250号，约15万份，另有液浸标本932号，未登记者477号，种子标本415号，木材标本425号，可供交换的副号标本20余万份，成绩斐然，并与美国哈佛大学标本馆和当时研究东亚植物的权威 E. D. Merrill 教授建立了良好的合作关系。 取得这些成绩不仅付出了巨大的劳动，还经历了一场与外国势力的斗争。当时的美国教会学校——岭南大学已在广州建校多年，生物系的G. W. Groff、F. A. McClure、K. P. Buswell等人也从事植物学研究，而且一直把华南视为自己的地盘和势力范围。开始，他们并不在意陈焕镛，认为一个中国人，势单力薄，成不了大事。及至见到陈焕镛的事业迅速发展起来，并在1930年创办和发行了以英文刊印的学术期刊《Sunyatsenia》，发表的学术论文无论在数量上还是在质量上都超过他们，才使这些洋教授们高人一等的优越感和自尊心受到前所未有的冲击；后来者居上，动摇了他们在这一领域的主导地位，使他们难堪而又无奈。当时的生物系主任 William Hoffman 致函 E. D. Merrill，抱怨陈焕镛侵犯了他们的利益，并以岭南大学获得中国基金会资助为由，邀请陈焕镛开会，讨论合作，公然提出条件，要与陈焕镛约法三章：1. 双方交换标本；2. 划分势力
种名：红花檵木 科名：金缕梅科 学名：Lorpetalum chindensevar.rubrum 原产地：印度北部 简介：常绿灌木或。树皮暗灰或浅灰，多分枝。嫩枝红褐色，密被星状毛。质互生，卵圆形或，长2～5厘米，先端短尖，基部圆而偏斜，不对称，两面均有星状毛，全缘，暗红色。4～5月开花，花期长，约30～40天，能再次开花。花3～8朵簇生在总梗上呈顶生头状花序，紫红色。
种名：海芋 科名：天南星科 学名：Alocasia macrorrhizos 原产地：南美洲 简介：原产，是一种常见的观赏植物，有多个俗称，如，痕、()、头、山芋头、大根芋、大虫芋、天芋、天蒙，作为观赏植物时则称其为，这是因为如果环境湿度过大，会从它阔大的叶片上往下滴水，其花是肉穗花序，外有一大型绿色佛焰苞，开展型，如同观音座像。海芋是，叶阔大，在北方需在室内越冬，在南方可以露地生长，和叶可以作为药用，但有毒，其叶汁入口会中毒。台湾所说的海芋是指。
种名：假槟榔 科名：棕榈科 学名：Archontophoenix alexandrae 原产地：澳大利亚 简介：，高达10～25米。茎圆柱状、基部略膨大。叶羽状全裂，生于茎项，呈2列排列；叶鞘膨大而包茎，形成明显的冠茎。花序生于叶鞘下，呈式，下垂，多分枝，具2个鞘状；花雌雄同株，白色。果实卵球形，红色，长12～14毫米。种子卵，长约8毫米，直径约7毫米，干挺直，具环纹，基部略膨大。羽状复叶簇生茎顶，小叶多数，狭而长，全，叶背面灰。复合花序，花乳白色。
种名：阴香 科名：樟科 学名：Cinnamomum burmannii 原产地：产东南部，南部有分布 简介：常绿高大乔木。叶不规则对生或散生，革质，卵形至长卵形，长6－10厘米，宽2.5－4厘米；叶顶短渐尖，基部阔楔形；具明显离基三出脉，脉腋无，以此与区别。圆锥花序生枝顶或叶腋，花被长5毫米，内外均被毛。果卵形，长8毫米，果托齿裂，齿顶端平。
广州城市绿化常用植物种类 根据2001年中心城区绿化植物调查的统计结果表明，全市园林绿地应用的绿化植物共有1007种。其中：乔木399种，灌木243种，草本365种，分别占总数的39.62%、24.13%、36.25%。市区各类园林绿地调查统计的乔木总计1,794,455株（华南植物园和白云山风景区除外）。广州中心城区绿化植物应用种类汇总情况如表2所示。 表1广州城市园林绿化应用植物调查数据汇总表 一、常用乔木种类 城区常用乔木约399种，排名前10位的乔木树种分别为：细叶榕>芒果>大叶榕>垂叶榕>白兰>鱼尾葵>木麻黄>假槟榔>大王椰子>海南蒲桃，即使排名第10的海南蒲桃，其数量比例也高达2.5%。在广州市栽培应用的399个乔木树种中，这10个树种占总种植数量的49.2%，而其它389个树种的种植数量仅占种植总数的50.8%。 表2 广州中心城区绿化常用乔木种类表
在应用多的这些乔木树种中，细叶榕、大叶榕、芒果、白兰、垂榕、南洋杉、红花羊蹄甲、桂花、高山榕等树种，是优良的观花、观叶树种，作为广州的传统树种，仍有继续推广的市场潜力。木麻黄是优良的沿海防护林树种，1950~1960年代由政府号召、发动群众在城市广泛种植，当时并未经过科学的规划与筛选，作为城市园林绿化树种，它的景观和生态效果都欠佳。广州的市树——木棉，数量占总数的1.5 %，排在第19位；出现频率为22%，排在第5位，作为市树，其数量和频率都需要增加。银桦生长快，树形优美，即能作庭园树，又适于行道树，但前些年由于某些并不充分的理由，被限制发展，今后需要重新推广应用。 棕榈植物，其独特的树姿，极赋岭南风情，是传统的岭南园林中必不可少的。但近年来有点趋于泛滥，在应用树种排名前16位树种中，就有4种是棕榈科植物。广州地处南亚热带，具有漫长、炎热的夏季，太阳辐射强烈，高大、浓荫的乔木，对于市民的户外活动有很重要的意义。广州市区大气中的含尘量高，需要叶面积指数高、树冠浓密的乔木来滞尘，而棕榈科植物在这两方面正好是弱势，应当只作为配景树种种植，不适宜作行道树大量推广。 尾叶按和马占相思，在城市边缘地带的公路进出口有大量种植。作为先锋树种，它们在郊区公路沿线的早期绿化中起了重要的作用，但目前已出现老化和衰退迹象，而且不耐寒，遇到较强的寒流易受冻害，需要用乡土树种来逐步替代。 二、常用灌木种类 城区常用灌木约243种，排名前10位的灌木种类依种植数量和出现频率为：福建茶>九里香>假连翘>大红花>黄榕>红背桂>希美丽>山指甲>勒杜鹃>米兰。在243种灌木类植物中，这10个树种的种植
中国科学院华南植物园研究生奖助学金实施办法为进一步规范我园研究生奖助体系，激励在读研究生勤奋学习，根据《中国科学院研究生院关于研究生奖助学金管理的指导意见》精神，经园学位会讨论并报园务会批准，制定中国科学院华南植物园研究生奖助学金实施办法如下： 一、奖助学金奖励对象 1、华南植物园基本学制内的全日制在学研究生（含专业型工程硕士）； 2、基本学制：硕士研究生3年；博士研究生3年；硕博连读生5年； 3、委托培养、定向培养及联合培养的研究生不享受奖助学金； 4、休学、退学不享受奖助学金； 5、在学研究生赴外研修、联合培养博士生项目出境、出国半年以上只享受普通奖助金。 二、奖助学金的组成、来源和发放 奖助学金主要由普通奖助金、等级奖学金和三助奖酬金构成。 1、普通奖助金：由中科院研究生院按照学籍管理核定，由中科院计划局拨付我园。全院统一标准，面向1-3年级在学研究生设立。由我园按照标准按月发放。 2、等级奖学金：由园筹措。面向各年级在读研究生设立。 我园为在学期间发表SCI论文学生发放的“研究生发表论文奖励”，为参加“华南植物园研究生学术论坛”优秀学生发放的相关奖励，作为等级奖学金的一部分，按照冠名设立的相关意向和要求，由园综合评选发放。 因事假离园时间超过一个月，或学习工作不努力且屡教不改、或有违规违法行为的研究生，等级奖学金可予以核减或停发。 3、三助奖酬金：由导师和设岗部门负责筹措。面向做出三助工作贡献的研究生设立。其中，助研奖酬金由导师按照我园的规定和要求，从研究课题经费中列支发放；助教奖酬金由课程教学组织部门制定标准并发放；助管奖酬金由岗位设置部门和人事部门
制定标准并发放。 三助奖酬金要与三助岗位任务相挂钩，实施任务合同的规范管理。设岗部门或课题项目负责人（导师），应将岗位及相应职责要求在园内部予以公开，研究生须经导师同意后申请相应岗位，并与设岗部门或课题项目负责人、研究生部签署三助岗位任务合同书（见附件）。受聘三助岗位的研究生，须按岗位职责要求完成工作任务，接受考核。对于工作任务完成不好的研究生，三助奖酬金应予减发；对于不能履行岗位职责的研究生，三助奖酬金应予停发。 三、奖助学金设置标准 奖助学金分为博士生和硕士生两个层次。 四、奖助学金新标准实施后，三助（助研）奖酬金需严格执行，不得低于最低标准。 五、研究生基础课程学习费、论文研究教学培养所需费用（含学习、实验、论文答辩费等），由导师从课题经费中列支。
展览温室是一个由人工控制、展示生长在不同地域和气候条件的植物及其生存环境的室内空间，它是人们认识植物及其生存环境，保护和研究植物的重要场所[1]。在一些国际著名的植物园，如英国的邱园（Royal Botanic Gardens, Kew ）、德国的柏林植物园（Berlin Botanical Garden ）和美国的密苏里植物园（Missouri Botanical Garden ）的展览温室已经有上百年的历史[2]。在我国，随着北京植物园、重庆植物园、武汉植物园等展览温室的建成和开放，全国各地的植物园也相继规划和建设大型的展览温室。然而，展览温室在我国起步较晚，如何进行景观规划、设计及植物配置，需要相关专业人员共同加以探讨，本文拟对华南植物园展览温室的做法和经验作一归纳。 1 项目背景 始建于1956年的华南植物园是 中国科学院下属历史较悠久和科研基础较好的植物园之一。借中科院、广东省和广州市三方共建的契机，华南植物园提出了建设国际一流植物园的目标，其中，建设大型的展览温室群就是重要的内容之一。 该温室群由四个外形如木棉花的独立展览温室组成，即热带雨林温室（主温室）、沙漠温室、高山极地温室和奇异花卉温室。而趣味植物展示区（下文简称趣味区）是主温室中最具观赏性的一个区，该区的主题是展示某一类植物在生活习性或外观形态上的有趣特性，充分体现展览温室植物景观营造的特点，达到科普知识宣传的目的。 建设初期，该区域原定位为红树林景观，在一个下沉的场地内建了假树桩和四个用于水生生物展示的箱体。由于各种原因，将该区的主题改为趣味植物展示。 趣味区以5种不同植物类群作为展示主题：食虫植物、凤梨植物、兰科植物、红树林和奇趣植物，分 别展示这些植物生态习性的奇特性、形态色彩的特殊性、个体气味的独特性等，共约250多种（部分特色植物见表1），设计总面积约为700 m 2。 2建设思路和实施过程 展览温室是以植物展示为主题的场所，因此本次建设的重点是营造适合植物生长的环境，展现植物原生境景观，突出主题植物的观赏性和趣味性。 2.1 入口景观 入口是吸引游客进入游赏的第一个景点，是景观特色的标志，此处的景观设计十分重要。为了与热带雨林的大主题相呼应，在主入口两侧配置了成拱门形状的材质坚硬的荔枝树枯木，树干上种满各种附生的热带兰花，这些兰花花大色艳、形态各异且生长良好，一年四季都是花开满树，营造出热带雨林附生的景观，是游客喜爱的照相点。次 李素文1，2 黄向力1 翁殊斐2，＊ （1. 华南植物园，广东 广州 510520；2. 华南农业大学林学院，广东 广州 510642）LI Su-wen 1，2 , HUANG Xiang-li 1, WENG Shu-fei 2，＊ （1. South China Botanical Garden, Guangzhou 510520, China ; 2 College of Forestry, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China） 摘要：文章介绍了华南植物园热带雨林植物温室趣味植物展示区的建设概况和营造过程。通过对食虫植物、凤梨植物、兰科植物、红树林植物和奇趣植物共5类250多种主题植物的展示和生境营造特点的分析，探讨展览温室景观营造的原则和特点，并强调在温室条件下，营造适合的生境对上述5类植物的生长发育和景观形成起到重要作用。关键词：华南植物园；展览温室；景观营造；热带植物；广东园林 中图分类号：S688 文献标识码：A 文章编号：1671-2641（2011）06-0059-08收稿日期：2010-08-12修回日期：2010-09-21 Abstract: Background and process during landscape planning by using interesting plants introduced to greenhouse for exhibition in the conservatory of South China Botanical Garden were presented. The exhibition and characteristics in habitat of five groups of plants,including carnivorous plants, ananas, orchids, mangroves and peculiarly interesting plants were used to discuss the principles and characteristics in the arrangement of plants disposed in the greenhouse. Under the condition of conservatory, to satisfy habitat of plants will be benefitial to their growing and the formation of the landscape of the five groups of plants above.Key words : South China Botanical Garden；Conservatory；Landscape planning；Tropical plant; Guangdong landscape architecture 华南植物园主温室趣味植物展示区景观营造的初探* Landscape Planning of Interesting Plant Exhibition in Major Conservatory of South China Botanical Garden 注：本文选送参加了第9届两岸四地工程师论坛。
植物在污染土壤的修复中的应用 植物修复是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害。植物修复的对象 是重金属、有机物或放射性元素污染的土壤及水体。研究表明，通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用，可以净化土壤或水体中的污染物，达到净化环境的目的，因而植物修复是一种很有潜力、正在发展的清除环境污染的绿色技术。 土壤是陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层，是人类及众多生物赖以生存繁衍的物质基础之一。当进入土壤中的污染物超过土壤的自净能力，或污染物在土壤中的累积量超过了土壤基准值时，就会给生态系统造成一定的危害。近年来，随着工业化进程的加速，有机、无机的有毒有害物质对土壤环境的污染变得越来越严重，世界各国都面临着不同程度的土壤污染问题。对土壤造成污染的有毒有害物质主要有农药、重金属、石油等。据粗略统计，我国现有耕地1亿hm2。，其中受重金属污染的土地达到2000万hm2，受农药、化学试剂污染的农田达到6000多万hm2，污染程度达到了世界之最。植物修复作为生物修复中的一种重要类型，与传统的物理、化学修复方法相比，具有低耗费、治理效果明显、不易产生 副作用、资源可回收等特点。 植物修复污染土壤的机理 重金属植物对重金属的修复包括植物自身的吸收、运输以及植物的根际行为两方面的机制。①植物对重金属的吸收和富集，包括植物根系的吸收、植物向地上部分运输及在植物体内贮存。②植物的根际行为。植物根系由于生长发育和生理代谢活动，形成了一个不同于非根际的微生态系统，它是土壤、植物和微生物相互作用的场所，也是水分、养分和污染物进入植物体内的门户。 有机污染物有机化合物能否被植物吸收，并在植物体内发生转移，完全取决于有机化合物的亲水性、可溶性、极性和相对分子量。植物主要通过3种机制降解有机污染物：①植物从土壤中直接吸收代谢有机污染物。进入植物体内的一部分有机污染物会通过植物蒸腾作用挥发到大气中，但大多数有机污染物在植物的生长代谢活动中发生不同程度的转化或降解，被转化成对植物无害的物质(不一定对人畜无害)，储存在植物组织中，只有较少的一部分被完全降解、矿化成二氧化碳和水。②植物产生的酶可催化降解有机污染物。植物的根和茎本身具有一定的代谢活性，而且这些活性是可以被诱导的，植物释放到根际土壤的酶等根系分泌物可以直接降解有机污染物。③根际有机污染物的生物降解。根际是受植物根系活动影响的根土界面的一个微区，也是植物一土壤一微生物与其环境条件相互作用的场所。植物的根系分泌物中含有的糖类、有机酸、氨基酸等物质为微生物的生命活动提供了能源，使其聚集在根际区域，从而有利于根际有机污染物的降解。研究表明，植物根际的微生物数量比非根际区高几十倍乃至几百倍，微生物的代谢活性也比原土体高，从而提高了植物对环境中有机污染物的降解效率。 植物对污染环境的适应模式 长期生长于污染土壤中的植物对环境胁迫往往形成了三类适应模式，各自特点为:①抵御：与根际周围的各类真、细菌组成菌根，形成防御体系共同抵制外界污染物质的侵害。
一、实习时间：2010年12月4日 二、实习科目：生物地理 三、指导老师：戴博士 四、实习地点：广州（华南植物园） 五、实习目的：通过理论联系实际的野外综合实习，加深对本专业基础理论、基本知识和基本技能的理解和认识；提高观察问题、发现问题、分析和解决问题的方法和能力。 六、实习内容： 12月4日7点，我们带上行李到校门口集合。在等车的过程中，各个小组长清点各小组人数。车来后，大家都迫不及待的上车。我们的目的地是广州，在车上戴博士讲解了有关实习的事项。两个多钟后我们到了植物园的停车场，下车后大家徒步走到华南植物园大门。 我们在面对大门右侧的售票处前等待，直至工作人员将我们引入园内。在等待的地方就有千屈菜科的大叶紫薇和蝶形花科的印度黄檀。 我们组的路线是：大门——大王椰子路——棕榈园——孑遗植物区——细叶榕路——蕨类/阴生植物区——凤梨园——药用植物园——兰园——苏铁园——人面子路——欢乐世界——扁桃路——木兰路——木兰园——竹园——姜园——第一村路——“广州第一村”遗址——水生植物园——杜鹃园——杜鹃路——山茶园——山茶路——澳洲园路——澳洲园——能源植物园——山茶路——景观园路——菜王椰路——奇中奇生物馆——停车场 我们进门往左沿大王椰子路首先来到龙洞琪林，它由棕榈园和孑遗园两个半岛及人工湖组成。棕榈园的植物主要属于棕榈科，有近60个属。 其中有王棕属：大王椰子、佛洲王棕；蒲葵属：蒲葵、圆叶蒲葵、澳洲蒲葵、裂叶蒲葵；鱼尾葵属：短穗鱼尾葵、菲岛鱼尾葵；棕榈属：棕榈、雪山棕榈；棕竹属：线穗棕竹、细叶棕竹、粗棕竹、蒲叶棕竹；轴榈属：轴榈、自轴榈；其他不同属的植物有：棍棒椰子、可可椰子、油棕、琼棕、小琼棕、三角
植物对土壤重金属污染修复的研究进展 作者: 曾冰纯 指导教师: 杜瑞卿 摘要：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。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。重点涉及 了其中的植物提取和植物稳定两种修复类型,当它们与其他诸如稳定同位素标记技术、 基因工程技术等相结合时,可以提高植物的修复效果。而超积累植物由于其独有的生理 特性非常适用于大规模应用。最后探讨了植物修复技术在土壤污染治理中的一些不足、 发展趋势和研究重点。 关键词：植物修复; 重金属; 土壤; 引言 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恢复的难度大，迄今仍未找到理想的方法[1]．重金属在土壤中的自然净化过程十分漫长，一般需要上千年时间．采用物理与化学治理技术(如客土法、淋溶法、施用化学改良剂等)，不仅费用昂贵、需要特殊的仪器设备和培训专门的技术人员，而且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．通过种植超富集植物或一些对重金属抗性强、具有一定吸收富集能力且生物量大的特殊植物逐步提取土壤中的重金属元素，进而修复污染土壤的方法——植物修复技术，已成为人们研究的热点，且被认为具有巨大的商品化前景。 1 土壤重金属的来源及污染概述
立志当早，存高远 重金属污染土壤的植物修复 土壤是环境中特有的组成部分，是最宝贵的自然资源之一。在地球表面，土壤处于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间的过渡地带，是生态系统物质交换和物质循环的中心环节，是连接地理环境各组成要素的枢纽，是人类赖以生存的必要条件。然而，各种人为因素如工业污泥、垃圾农用、污水灌溉、大气中污染物沉降，大量使用含重金属的矿质化肥和农药等等，使土壤遭受不同程度的破坏，致使原有土壤理化性质退化、丧失耕作价值，并危及食物链安全与人类自身健康。 我国城市与工业废水年排出镉、汞等重金属为2700 吨左右，且相当一部分污染物通过灌溉途径进入农牧业生产环境，污染了耕地。灌溉水源中的镉、汞、铜、锌等重金属一旦进入土壤，就会被农作物吸收，从而残留在农产品中。受污染的水源和农作物还会危及畜禽健康，使畜禽产品受到污染。 在造成环境污染的重金属中，危害最大的是汞、镉、铬、铅、砷等，毒性稍低的是镍、铜、锌、钴、锰、钛、钒、钼、铋等。汞进入人体后被转化为甲基汞，有很强的脂溶性，易进入生物组织，并有很高的蓄积作用，在脑组织中积累，破坏神经功能，无法用药物治疗，严重时能造成死亡。镉进入人体后，主要贮存在肝、肾组织中，不易排出，镉的慢性中毒主要使肾脏吸收功能不全，降低机体免疫力以及导致骨质疏松、软化，引起全身疼痛、腰关节受损、骨节变形，如八大公害之一的骨痛病，有时还会引起心血管疾病等。铅对人体也是累积性毒物，铅能引起贫血、肾炎，破坏神经系统和影响骨骼等。砷是一种类金属，也是传统的剧毒物。 植物修复是一门新兴的环境治理技术。广义的植物修复就是利用植物提取、吸收、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或地表、地下水中有毒有害
污染土壤的植物修复技术 摘要： 污染土壤的植物修复是利用绿色植物自身对污染物的吸收、挥发、固定、转化与累积功能，以及为微生物修复提供有利于修复的条件，来转移、容纳或转化土壤中的污染物，降低其对环境的危害。由于这种方法成本低、效果较好、不破坏环境，因而受到了广泛的关注。 关键词： 植物修复特点优缺点展望 正文： 一、植物修复的基本概念 植物修复的基本概念源于它对生物修复过程的重要贡献，一是植物自身对污染物的吸收、固定、转化与积累功能，二是为生物修复提供有利于修复完全进行的条件，从而促进了土壤微生物对污染物的生物降解与无害化。研究表明，植物直接或间接地对污染物的去除起重要作用。通过吸附、吸收转入植物组织的途径，植物可以从土壤中带走一部分污染物。植物代谢过程也能起到转化和矿化污染物的作用。植物根际圈与细菌、真菌的共生关系，可以增加微生物的活性从而加速土壤污染物的降解。植物生物修复被专家们普遍认为是一向十分有发展前途的生物修复新技术。 二、植物修复主要类型 从原理上来讲，植物修复有六种类型： 1、植物富集。这种技术是利用重金属超富集植物从土壤中吸收重金属，并将其转运到可收割的部位；然后收割植物富集部位，并经过热处理、微生物、物理或化学的处理，减少植物的体积或重量，以达到降低加工、填埋和人工操作费用的目的。 2、植物固定。利用特殊植物将污染物钝化/固定，降低其生物有效性及迁移性，使其不能为生物所利用，达到钝化/稳定、隔断、阻止其进入水体和食物链的目的，以减少其对生物和环境的危害。植物枝叶分解物、根系分泌物以及腐殖质对重金属离子的螯合作用等都可以固定土壤中的重金属。 3、植物挥发。植物可以从土壤中吸收污染物并将其转化为气态物质释放到大气中。一些植物能将土壤中的Se、As和Hg等甲基化，从而形成可挥发的分子，释放到大气中去。 4、植物降解。利用植物及其根际微生物区系将有机污染物降解，转化为无机物（CO2、H2O）或无毒物质，以减少其对生物与环境的危害。
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。
土壤修复技术介绍——植物修复技术 从20世纪80年代问世以来，利用植物资源与净化功能的植物修复技术迅速发展。所谓植物修复技术，指在不破坏土壤结构前提下利用自然生长或经过遗传培育筛选的植物对土壤中的污染物进行固定、吸收、转移、富集、转化和根滤作用，使土壤中的污染物得以消除或将土壤中的污染物浓度降到可接受水平的土壤修复方法。植物修复技术包括利用植物超积累或积累性功能的植物吸取修复、利用植物根系控制污染扩散和恢复生态功能的植物稳定修复、利用植物代谢功能的植物降解修复、利用植物转化功能的植物挥发修复、利用植物根系吸附的植物过滤修复等技术;可被植物修复的污染物有重金属、农药、石油和持久性有机污染物、炸药、放射性核素等。 其中，重金属污染土壤的植物吸取修复技术在国内外都得到了广泛研究，已经应用于砷、镉、铜、锌、镍、铅等重金属以及与多环芳烃复合污染土壤的修复，并发展出包括络合诱导强化修复、不同植物套作联合修复、修复后植物处理处置的成套集成技术。 这种技术的应用关键在于筛选具有高产和高去污能力的植物，摸清植物对土壤条件和生态环境的适应性。近年来，中国在重金属污染农田土壤的植物吸取修复技术应用方面在一定程度上开始引领国际前沿研究方向。但是，虽然开展了利用苜蓿、黑麦草等植物修复多环芳烃、多氯联苯和石油烃的研究工作，但是有机污
染土壤的植物修复技术的田间研究还很少，对炸药、放射性核素污染土壤的植物修复研究则更少。 植物修复技术不仅应用于农田土壤中污染物的去除，而且同时应用于人工湿地建设、填埋场表层覆盖与生态恢复、生物栖身地重建等。近年来，植物稳定修复技术被认为是一种更易接受、大范围应用、并利于矿区边际土壤生态恢复的植物技术，也被视为一种植物固碳技术和生物质能源生产技术;为寻找多污染物复合或混合污染土壤的净化方案，分子生物学和基因工程技术应用于发展植物杂交修复技术;利用植物的根圈阻隔作用和作物低积累作用，发展能降低农田土壤污染的食物链风险的植物修复技术正在研究。 超富集植物 一般定义为对Mn、Zn积累达10000mg/kg以上，Cd为100 mg/kg，Au为1 mg/kg对Cr、Ni、Pb、Cu、Co等的积累量在1000 mg/kg 以上的植物。植物修复的重点是超富集植物的筛选，筛选的标准主要满足以下几个特点：生物富集系数大于1、转运系数大于1、生物量大、生长旺盛、具有对高浓度的重金属有较强的忍耐性能力等。当前国内外发现的超富集植物达700多种，广泛分布于约50个科，主要集中在十字花科。 植物修复的类型 植物提取 植物提取又名植物萃取，是指利用对重金属富集能力较强的超富集植物吸收土壤中的重金属污染物，然后将其转移、贮存到植物茎、叶等地上部位，通过收割地上部分并进行集中处理，从