镉锌铅复合污染土壤的超富集植物修复能力研究_林诗悦
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重金属污染土壤的植物修复及超积累植物的研究进展
第32卷第3期2007年3月环境科学与管理ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT VoI.32No.3Mar.2007收稿日期：2006-10-13项目来源：贵州省教育厅基金和省长基金资助项目作者简介：吴志强（1979-），男，河南省沈丘县人，在读研究生，研究方向：土壤———植物系统重金属污染。
文章编号： 673- （ 007）0 -0067-05重金属污染土壤的植物修复及超积累植物的研究进展吴志强，顾尚义，李海英，王春梅（贵州大学资源与环境工程学院，贵州贵阳550003）摘 要：植物修复技术是近年来发展起来的一种主要用于清除土壤重金属污染的生态技术。
重金属超积累植物及植物修复技术是当前国内外学术界研究的热点领域之一。
植物修复重金属污染的机制主要是植物对污染物的吸收、累积和转化，具有成本低、不破坏土壤和河流生态环境、不引起二次污染等优点。
综述了近十几年来国内外植物修复重金属污染的现状及超积累植物机理，探讨植物修复技术目前尚存在的某些不足及今后努力的方向。
关键词：土壤重金属污染；植物修复；超积累植物中图分类号：X53文献标识码：APhytoremediation of Heavy MetaI S -Contaminated SoiIsand Hyper -AccumuIator s Research AdvanceWu Zhigiang ，Gu Shangyi ，Li Haiying ，Wang Chunmei（CoIIege of Resources and Environment ，Guizhou University ，Guiyang 550003，China ）Abstract ：Phytoremediation is an ecoIogicaI technigue used to cIean poIIuted soiIs by heavy metaIs.The study on phytoreme-diation and hyperaccumuIator is one of the hot fieIds of academic research worIdwide.The mechanism of phytoremediation for soiI poIIuted by heavy metaIs is that pIants absorb ，accumuIate and transIate poIIutants.Phytoremediation has many advantages such as Iow cost ，no worsening the ecoIogicaI environment of soiIs and rivers and no recontamination.Reviewed the actuaIity of phytoreme-diation of soiI poIIuted by heavy metaI and the study of mechanism on hyper -accumuIator in past ten years ，and discussed some shortage of the technoIogy stiII exist currentIy on phytoremediation and direction of deveIopment.Key words ：heavy metaIs contaminated soiI ；phytoremediation ；hyperaccumuIator最近十几年土壤污染已经引起了公众的广泛关注。
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作者：谭长银余霞邓楚雄杨燕黄道友宓彦彦孙花来源：《经济师》2011年第08期摘要：利用镉污染土壤的修复植物进行生物质能源开发是一种同时解决环境问题和能源问题的新思路。
文章在阐述我国土壤镉污染现状及来源的基础上，对镉污染土壤的植物修复技术及其应用情况进行了探讨，分析了镉污染土壤修复植物的能源利用潜力，并对修复植物的生物质能源开发相关问题进行了展望。
关键词：土壤镉植物修复超积累植物生物质能源中图分类号：X53 文献标识码：A文章编号：1004-4914（2011）08-052-02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}。
Cd超富集植物修复污染土壤的研究进展
均 有 很 大 毒性 的重 金 属 元 素 ，被 １９７１年 的 国际会 议 上部 重金 属元 素 的富 集量 超 出一 般植 物 １００倍 以上 的
列为环境污染 中最具危险性的五种物质之一 ，因其性 植 物 ，这 是 １个 相对 的概 念 。超 富集 植 物 叶片 或地 上
质 与植物必需 元素 ｚｎ相似而易被植物吸收 ，且不能 部 （干重）重金属元素临界含量参考值为［１］：Ｃｏ、Ｃｕ、
国际研 究 的热 点 。 目前 ，以超 富集 植物 为 基 础 的植 物 或 叶）重 金属 含量 超过 土壤 中的 重金 属含 量 ，即富集
修复技术作为一种有巨大潜力的新兴修复治理技术已 系数 大于 １．０，有 时甚 至达 ５０～１００；ｂ）植物 地 上部 重
逐步被应用于 ｃｄ污染土壤的修复。
理想 的超富集植物还应具有地上部生物量大 、生长期 短 、抗病虫害能力强 、能同时富集 ２种或 ２种 以上重 金 属 的特点 。
迄 今为 止 发现 的超 富 集植 物有 ４９４种 ，分 布 于 约 ５０个科 ，其 中 Ｎｉ超富集植物 ３２９种 ，ｃｕ超富集植物
收稿 日期 ：２０１２—１２—１６
金 属 含 量 与 根部 该 种 重 金属 含 量 的 比值 （转 运 系 数 ）
１ 植物修复技术
远大 于 １，表 现 出特 殊 的吸 收 、转 运重 金 属并 储 藏 于 地上部的功能 ；ｃ）能耐受极高浓度的有效态重金属 。
植物修复技术利用植物对重金属污染物 的吸收 、 富集 和转化能力 去除土壤或水体 中的重金属污染物 ， 具有经济 、绿色环保等优点 ，其技术关键是选育出对 污染元素有较强累积能力 的、生物量较大的超富集植
或不易被排出体外 ，只能沿食物链逐级 向上传递 ，在 Ｃｒ、 Ｐｈ、 Ｎｉ均 为 １ ０００ ｍｇ／ｋｇ， Ｚｎ、 Ｍｎ为 １０ ０００
两种地被植物对土壤重金属Cd、Pb胁迫响应及其修复潜力的研究的开题报告
两种地被植物对土壤重金属Cd、Pb胁迫响应及其
修复潜力的研究的开题报告
一、研究目的
本研究旨在探究两种地被植物对土壤中重金属镉（Cd）、铅（Pb）
胁迫的响应机理，以及它们在修复土壤重金属污染方面的潜力，为土壤
修复提供理论和实践指导。
二、研究方法
1. 地被植物筛选：在重金属污染土壤中选取两种地被植物进行筛选，分别为叶绿素含量高的抗旱植物和生长速度快的喜阳植物。
2. 土壤重金属胁迫处理：将土壤分成两组，一组作为对照组，另一
组添加适量的Cd和Pb重金属进行胁迫处理。
3. 地被植物生长情况观察：观察植物的生长情况和根系发育情况，
测定植物叶绿素含量、根长、干重和鲜重等生理指标。
4. 土壤重金属含量分析：采用通用消化液法将土壤中的重金属提取
出来并测定，比较对照组和胁迫处理组的重金属含量。
5. 地被植物对重金属的吸收能力研究：测定地被植物对土壤中重金
属Cd和Pb的吸收能力，比较两种植物的差异。
6. 地被植物修复土壤重金属污染的潜力评价：根据植物吸收重金属
的能力和生长情况，评价两种地被植物修复土壤重金属污染的潜力。
三、研究意义
1. 洞察土壤重金属污染的生态危害，了解植物响应重金属胁迫的机制，提前预防和防治土壤重金属污染。
2. 同时对两种地被植物在修复土壤重金属污染方面的应用进行评估，为生态修复提供可行性和理论依据。
3. 为地被植物的应用和研究提供新的思路和方法，为生态环境的保护和修复做出积极贡献。
土壤重金属污染的植物修复与金属超富集植物及其遗传工程研究
第1期
王松良等: 土壤重 金属污染的植物修复与金属超富集植物及其遗传工程研究
19 1
种方法不必把污染物质转移处理, 因此可节省大量治理费用, 且可实现废物资源化, 因此备受关注。
植物修复 通常包括植物 萃取作用( Phytoext ract ion) , 即植物对 重金属的吸收; 植物挥发 作用( Phytovolat ilization) , 即通过植物使土壤中的某些重金属( 如 H g2+ ) 转化为气态( 如 H g0) 而从土壤中挥发出去; 根际 滤除作用( Rhizof ilization) , 即 利用 植物 根孔 通过水 流移 出土 壤重 金属; 以 及植 物 钝化 作用 ( Phytost ab-i lizat ion) , 即利用植物将土壤重金属转变成无毒或毒性较低的形态[ 4] 。其中最有前景的是植物萃取作用, 即 狭义的植物修复[ 14] 。
植物种
P lant species
遏蓝菜属 Thlaspi calami nare 遏蓝菜属 Thlaspi goesi ngense 遏蓝菜属 Thlaspi caerulescens 碎米荠属 Car dami nopsis hal leri 东南景天 Sedu m alf red ii 遏蓝菜属 Thlaspi caerulescens 遏蓝菜属 Thlaspi goesi ngense 碎米荠属 Car dami nopsis hal leri 凤 眼 莲 Eichhornia crassipes 宝山堇菜 Vi ol a baoshanensis 叶下珠属 Phyll anthus serpentinus 庭荠菜属 Alyssu m 遏蓝菜属 Thlaspi caerulescens 香 蒲 属 Typha lat if oli a 遏蓝菜属 Thlaspi rotundif olium 黄 芪 属 A st ragalus race mosus 串珠藤属 Alyxi a r ubr icaul is 蜈 蚣 草 Pter is v i tt ata
土壤Cd-Zn复合污染修复技术研究进展
３．污水 污泥 。我 国水资 源 匮乏 ，地 域特 色 明显 ， 人 口聚集地 区往 往 也是 农 业 密 集 区 ，因 此城 市 污 水 污泥农 田重 复 利 用 过 程 中，土 壤 会 大 量 吸 附城 市 建
设 生 活 中排 放 进 污 水 污 泥 中的 重金 属 ，其 中就 包 括
作者简介 ：杨 伊（１９９６一），女 ，本科在读 ，环境工程专业。
自然 界 中 ，重 金 属 多 为伴 生性 或综 合 性 ，如 Ｃｄ 自然沉 降 或伴 随雨 水 进 入 其 它 地 区 土壤 ，造 成 污 染
由于 与 Ｐｂ、ｚｎ伴 生 ，常见 于 铅 锌 矿 中。锌 矿 中常伴 扩散 。
生着 ０．１％ ～０．５％ 的 Ｃｄ，因此在 锌 矿 的采 、选 、冶 与
然 镉污染 。特别 是 磷 酸 盐 肥 料 中 ，一 般 含 有 较 高 的 镉 。统 计结果 表 明 ，最 常用 的磷 肥 已经 给全 球 的农 业 土壤 引入 了约 ６６０ ｔ的镉 。另 外 ，据统 计 ，每 千 克 城市 污泥 中含镉 高达 上千 毫 克 。因此 城 市 污水 灌 溉
起 土壤 的复 合污染 。一般 而言 ，环境 中对土壤 及其 生 及污 泥施肥 等 技 术 在 改 良土 质 的 同 时 ，也 明显 地 增
土壤 重 金属 污染 具 有 累积 性 、潜 伏 性 、长期 性 等 特 点 。镉 不 是 生 物 生 长 发 育 所 必 需 的元 素 ，但 可 通 过大 气 、地表 地 下水 、食 物链 等 多种 渠 道 诱 导生 物体 致 畸 、致 癌 、致 突 变 ，引起 周边 生 态 环 境 的严 重 恶 化 ， 对 污 染土 壤及 其 周边 的生 态 环境 安 全 和 人体 健 康 产 生 严 重威 胁 。人 体 内极 少 量 的镉 就 会 对 人 体 骨 胳 、 脑 、肾 、肺 、肝 等器 官产 生损 害 。
设 生 活 中排 放 进 污 水 污 泥 中的 重金 属 ，其 中就 包 括
作者简介 ：杨 伊（１９９６一），女 ，本科在读 ，环境工程专业。
自然 界 中 ，重 金 属 多 为伴 生性 或综 合 性 ，如 Ｃｄ 自然沉 降 或伴 随雨 水 进 入 其 它 地 区 土壤 ，造 成 污 染
由于 与 Ｐｂ、ｚｎ伴 生 ，常见 于 铅 锌 矿 中。锌 矿 中常伴 扩散 。
生着 ０．１％ ～０．５％ 的 Ｃｄ，因此在 锌 矿 的采 、选 、冶 与
然 镉污染 。特别 是 磷 酸 盐 肥 料 中 ，一 般 含 有 较 高 的 镉 。统 计结果 表 明 ，最 常用 的磷 肥 已经 给全 球 的农 业 土壤 引入 了约 ６６０ ｔ的镉 。另 外 ，据统 计 ，每 千 克 城市 污泥 中含镉 高达 上千 毫 克 。因此 城 市 污水 灌 溉
起 土壤 的复 合污染 。一般 而言 ，环境 中对土壤 及其 生 及污 泥施肥 等 技 术 在 改 良土 质 的 同 时 ，也 明显 地 增
土壤 重 金属 污染 具 有 累积 性 、潜 伏 性 、长期 性 等 特 点 。镉 不 是 生 物 生 长 发 育 所 必 需 的元 素 ，但 可 通 过大 气 、地表 地 下水 、食 物链 等 多种 渠 道 诱 导生 物体 致 畸 、致 癌 、致 突 变 ，引起 周边 生 态 环 境 的严 重 恶 化 ， 对 污 染土 壤及 其 周边 的生 态 环境 安 全 和 人体 健 康 产 生 严 重威 胁 。人 体 内极 少 量 的镉 就 会 对 人 体 骨 胳 、 脑 、肾 、肺 、肝 等器 官产 生损 害 。
镉污染土壤植物修复技术研究进展
缘乞科枚Journal of Green Science and Technology2020年］2月第24期镉污染土壤植物修复技术研究进展熊梓弊，廉晶晶⑺，皮文1,张宗磊1,何征飞1,冯隹冉1（1.长江大学资源与环境学院，湖北武汉430100；2.湿地生态与农业利用教育部工程研究中心，湖北荆州434000）摘要：指出了镉是一种辻移性强、毒性大、难降解的重金属。
基于我国当前重金属镉的污染情况，对植物修复技术的研究现状进行了讨论与总结。
提出了未来的植物修复技术研究重点包括：新超富集植物的发现与筛选、植物修复效率的提高和植物富集重金属的分子机理的深入研究等。
关键词：重金属；镉污染；植物修复；超富集植物中图分类号：X833文献标识码：A文章编号：1674-9944（2020）24-0093-031引言土壤中污染物来源主要包括自然成因和人类活动巾。
目前我国土壤污染主要可分为土壤病原微生物污染、土壤有机物污染、土壤重金属污染和土壤放射性污染四类旳。
2014年公布的首次全国土壤污染状况调查情况中，重金属污染的总超标率达到了16.1%⑵，多分布在工业区、重污染企业用地、采矿区等。
据估计，我国约有1/5的耕地土壤受到重金属污染，近2000万hn?。
土壤重金属污染主要来自农药与化肥的使用、城市生活垃圾的排放、“三废”（工业生产中废气、废渣、废水的排放）、矿山的开采冶炼等⑷。
对于土壤而言，重金属污染具有停滞性、积蓄性、隐蔽性和不可逆性，且能够通过食物链富集,危害人体健康，因此世界各国均高度重视土壤污染问题并积极展开防治3〕。
土壤重金属污染的主要元素包括Hg、Cd、As、Co、Cr、Zn、Cu、Mn、Ni、Pb等，通常情况下为几种重金属的复合污染。
其中，镉污染最为严重1.1土壤中镉污染现状首次全国土壤污染状况调查表明，全国土壤环境总体情况不佳,镉的点位超标率最高，超过11个省、25个区的土壤都存在镉富集的问题,40%以上的重金属复合污染的土壤被镉污染，且北方地区镉浓度低于南方地区％幻。
电动力修复铅镉复合污染土壤
柠檬酸，Pb、Cd的平均去除率为20.0%和33.8%；延长修复时间至10 d能显著提高HR中Pb、Cd的去除率，电解液
为柠檬酸时Cd平均去除率达91.1%，电解液为EDTA时Pb平均去除率达63.2%，修复后土壤中Cd和Pb含量均低于
建筑用地土壤污染风险筛选值。综合考虑能耗及修复效果，EDTA是高效且经济的修复电解液。
［摘要］ 采用电动力修复技术处理Pb、Cd复合污染土壤，考察了柠檬酸和乙二胺四乙酸二钠（EDTA）作为电解液
对棕壤（ZR）和红壤（HR）两种我国典型壤质中Pb、Cd去除效果的影响。实验结果表明：在电压梯度为2 V/cm，
修复时间为4 d的条件下，ZR的最佳电解液为EDTA，Pb、Cd平均去除率为13.2%和17.8%，HR的最佳电解液为
Abstract：Electrokinetic remediation technology was adopted to treat Pb and Cd combined contaminated soil. The effects of electrolytes citric acid and ethylenediaminetetraacetic acid disodium （EDTA） on removal of Cd and Pb from brown soil （ZR） and red soil （HR） were investigated. The experimental results show that：Under the conditions of voltage gradient 2 V/cm and repair time 4 d，for ZR，the best electrolyte is EDTA and the removal rate of Pb and Cd is 13.2% and 17.8%，respectively，while for HR，the best electrolyte is citric acid and the removal rate of Pb and Cd is 20.0% and 33.8%，respectively；The removal rate of Pb and Cd in HR can be significantly increased by prolong the remediation time to 10 d，the average removal rate of Cd is 91.1% when the electrolyte is citric acid，while，the average removal rate of Pb is 63.2% when the electrolyte is EDTA，and the concentration of Pb and Cd in the soil is lower than the risk screening value for soil contamination of development land. Considering power consumption and remediation effect，EDTA is an effective and economical electrolyte. Key words：electrokinetic；combined pollution；heavy metal；soil remediation；p动力；复合污染；重金属；土壤修复；电能耗
土壤铅镉污染修复中植物修复技术的研究进展
土壤铅镉污染修复中植物修复技术的研究进展张彩丽;陈磊;江懿;张成明【摘要】近年来,由于工业“三废”治理不彻底、化肥农药的过量使用以及剩余污泥回用农田等原因,导致我国土壤重金属污染日趋严重.重金属无法被降解,易在土壤中累积,并通过生物富集和生物放大效应对环境和人类健康造成危害.土壤重金属污染修复与治理成为研究热点.重金属污染治理包括客土法、石灰改良法、化学淋洗法、植物修复等,这些方法各具特点,均有其适用范围,得到国内外学者的普遍关注.文章针对土壤铅镉污染的植物修复技术展开综述,并对可能影响植物修复的一些因素进行了介绍,最后对本领域的研究方向进行了展望,以期为同行业的从业者提供一定的借鉴.【期刊名称】《中国沼气》【年(卷),期】2019(037)002【总页数】5页(P40-44)【关键词】植物修复;土壤污染;铅镉;植物提取;植物稳定【作者】张彩丽;陈磊;江懿;张成明【作者单位】安徽省农业科学院农业经济与信息研究所,合肥230031;安徽省农业科学院农业经济与信息研究所,合肥230031;安徽省农业科学院农业经济与信息研究所,合肥230031;徐州生物工程职业技术学院,江苏徐州221006;徐州市生物制药与废弃物综合利用工程技术研究中心,江苏徐州221006;清华大学核能与新能源技术研究院,北京100084【正文语种】中文【中图分类】S216.4;X53金属冶炼过程及废水的超标排放、农田污水灌溉、化肥和农药过量施用、大量化石能源使用等不合理的人类活动，导致了环境中重金属污染日益严重，进而造成生态破坏和环境质量恶化的现象。
环境中的金属又可以通过生物吸附和富集作用，并通过生物链的放大效应最终对人类健康产生危害。
目前研究的重金属包括铅、镉、铬、铜、汞等45种金属。
此外，将对人畜生物和农作物有显著毒性的8种元素也归为重金属的研究范畴，主要有砷、铝、锂、硒等[1-3]。
据统计，我国受重金属污染的土地面积占污染总面积的64.8%。
污染农田水苋菜等野生植物镉富集能力和修复潜力调查
杨金山，罗小三，张欣悦，等.污染农田水苋菜等野生植物镉富集能力和修复潜力调查[J].农业环境科学学报,2023,42（8）：1739-1747.YANG J S,LUO X S,ZHANG X Y,et al.Investigation of Cd enrichment capacity and remediation potential of wild plants including Ammannia baccifera L.in Cd-contaminated farmland soil[J].Journal of Agro-Environment Science ,2023,42（8）：1739-1747.污染农田水苋菜等野生植物镉富集能力和修复潜力调查杨金山1，罗小三1*，张欣悦1，陈志怀1，童欣1，李平1，刘欣1，姜海波2，邱丹2（1.南京信息工程大学农业资源与环境系，南京210044；2.江苏省耕地质量与农业环境保护站，南京210036）Investigation of Cd enrichment capacity and remediation potential of wild plants including Ammannia baccifera L.in Cd-contaminated farmland soilYANG Jinshan 1,LUO Xiaosan 1*,ZHANG Xinyue 1,CHEN Zhihuai 1,TONG Xin 1,LI Ping 1,LIU Xin 1,JIANG Haibo 2,QIU Dan 2（1.Department of Agricultural Resources and Environment,Nanjing University of Information Science &Technology,Nanjing 210044,China;2.Jiangsu Farmland Quality and Agricultural Environmental Protection Station,Nanjing 210036,China ）Abstract ：To find plant resources to highly accumulate heavy metals from the natural environment,this study investigated the distribution of wild plants in cadmium （Cd ）-contaminated farmland soil of Jiangsu Province,analyzed Cd concentrations in the rhizospheric soil andaboveground biomass of 19plants via paired sampling and compared Cd accumulations in five plant organs （roots,stems,leaves,flowers,and fruits ）.Results showed that the Cd concentrations ranged from 1.72mg·kg −1to 16.5mg·kg −1in the soil and from 1.20mg·kg −1to 43.2mg·kg −1in the aboveground biomass.The bioconcentration factor of Cd （BCF Cd ）,a characteristic parameter stably indicating the ability of plants to accumulate heavy metals from soil,exceeded unity for eleven plants,while the root-to-aboveground transport factor of Cd （TF Cd ）exceeded unity for eight plants.Both BCF Cd and TF Cd exceeded unity for six plants,showing the characteristics of the heavy metal收稿日期：2022-11-08录用日期：2023-01-16作者简介：杨金山（1997—），男，云南临沧人，硕士研究生，主要从事土壤污染修复研究。
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对重金属的富集特性，将环境中的重金属转运至植物体内，对富集重金属后的植物进行适当 处理（如灰化回收）后可将重金属移出土体，达到治理污染与恢复生态的目的[8]。1989 年 Baker 等对超富集植物进行了延伸，重新定义超积累植物为：植物能富集超过 1000mg/kg 的 Cu、Co、Ni、Pb，或是 10000 mg/kg 的 Mn 或 Zn，且地上部分重金属含量大于地下部分的
123412341 2 3 4 1 2 3 4
123421433 4 1 2 4 3 2 1
1.3 样品处理及测定方法 重金属处理两周后，将植株幼苗从水培盆中取出，用去离子水洗净，再用吸水纸吸干后，
用直尺测定超富集植物的株高和根长，然后将样品分为根、茎和叶 3 个部分，用万分之一天 平称量根茎叶鲜重，并将植株不同器官于 105℃下杀青 0.5h，75℃烘干至恒重。取 500mg 粉碎烘干样品加入 HNO3—HClO4，采用微波消解仪（上海新仪，MDS-6 型）进行消解，采 用火焰原子吸收分光光度计（北京瑞利，WFX-130A 型）分别测定镉、锌、铅含量，再换算 成植物根、茎和叶单位干重的镉、锌、铅含量，并计算 TF 和 AF。每处理重复 3 次，每次 重复 3 株，共 9 株幼苗，求平均值。
2 结果与分析
2.1 复合污染对龙葵和印度芥菜生物量影响 观察表明，龙葵的生物量较小、生长周期较长而印度芥菜的生物量较大、生长周期较短，
在正交实验 Pb、Cd、Zn 处理下，龙葵和印度芥菜均能正常生长。 对龙葵和印度芥菜生物量影响方差分析见图 1 和表 4。对龙葵而言，Pb 对其株高影响最
大，其次为 Cd、Zn，但土壤中 Cd 和 Zn 均没有显著影响其株高(p>0.05)；土壤中对 Pb 龙葵 根部干重影响最大，其次为土壤中 Zn， Cd 对龙葵根部干重影响最小；Pb 对龙葵地上部干 重影响最大，其次为 Zn、Cd。对印度芥菜而言，Pb 对其株高影响最大，其次为 Zn、Cd； 在印度芥菜根部干重影响中 Cd 影响最大，其次为 Pb、Zn，均没有显著影响印度芥菜根部 干重；Cd 对印度芥菜地上部干重影响最大，其次为 Pb、Zn，Cd 对印度芥菜地上部干重产 生极显著影响(p<0.01)。
本地植物。同其他一般植物相比而言，超富集植物地上部分重金属含量应超过普通植物地上 部分重金属含量的 100 倍以上[9]。重金属的超富集植物是一种能大量吸收转运重金属，但其 生长未受严重抑制的植物物种，其特性引起了世界各国学者的广泛研究。聂发辉 2005 年在 扩大了传统超富集植物的定义，并提出了新的评价系数———生物富集量系数，即给定生长
每个处理设 3 个重复，每盆 3 株植物。Pb、Cd、Zn 添加浓度水平见表 2。
表 2 正交试验设计
Table 2 Orthogonal test design
水平
试验因素 Factors/（mg·kg-1）
Hale Waihona Puke LevesPbZn
Cd
1
0
0
0
2
300
300
10
3 4
试验号 因素 Pb 因素 Zn 因素 Cd
土壤重金属污染来源包括工业企业“三废”的排放、矿山的开采溶淋、化肥和农药的施用、 城市生活垃圾的排放、污水灌溉和污泥农用等。而导致土壤污染的重金属主要包括 As、Cd、 Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb、Zn 等，通常为几种重金属的复合污染[1]。重金属污染土 地的治理大致有客土法、石灰改良法、化学淋洗法等[2]。这些方法在污染土壤的改良和治理 方面虽然具有一定的理论意义，但在实际应用上往往都存在某些局限。如加入土壤改良剂的 沉淀法虽然在一定时期内可以降低土壤溶液中重金属离子的溶解度，但同时却会导致某些土 壤营养元素的沉淀[3]；淋洗法会同时造成营养元素的淋失[4]；客土法虽效果较好，但费用昂
复提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料 供试植物为超富集植物龙葵和印度芥菜。 供试土壤采自矿区周边某农田 0～20 cm 耕作层，土壤风干后过 2 mm 筛，充分混匀，土
壤 pH 为 5.39，重金属含量见表 1。
表 1 供试土壤重金属含量
Table 1 The concentration of heavy metal in the tested soil mg/kg
期内单位面积地上部分植物吸收的重金属总量与土壤含量之比，远远的扩大了超富集植物的 种类及其分布[10]。魏树和等人发现了龙葵(Solanum nigrum L .)这一超积累植物，其研究表明 龙葵对 Cd 单一或者 Cd、Pb、Cu、Zn 复合污染耐性均较强, 对 Cd 有较高的富集系数[ 11]。 研究发现印度芥菜(Brassica juncea L.)对多种重金属均有富集功能，尤其对 Zn、Cd 的富集 最为明显，同时印度芥菜对重金属的吸收都面临一个问题, 即富集的重金属大部分滞留在根
部, 只有很少一部分运输到地上部分[12-13]，但是由于印度芥菜生物量大、生长迅速，因此选
择印度芥菜作用于污染土壤的植物修复具有广阔的应用前景[14]。
重金属污染的植物修复技术是利用重金属超富集植物吸收土壤中的重金属，通过收割植
物带走重金属，从而缓解土地污染。据此，本研究针对某矿区周边重金属污染问题，选用适 合本地生长的超富集植物龙葵和印度芥菜，并且采用正交试验法对龙葵及印度芥菜进行镉、 锌、铅复合污染的试验，研究其对复合污染土壤的修复潜力，以期为矿区周边重金属植物修
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镉锌铅复合污染土壤的超富集植物修复能力研究*
林诗悦 1 冯义彪 2 (1 福州第三中学，福州，350003 2 福建省环境科学研究院，福州，350013) 摘要：本研究在分析某金属矿区周边及试验基地土壤基本特征的基础上，采用正交试验法对超富集植物龙 葵及印度芥菜进行镉、锌、铅复合污染的盆栽试验，同时对龙葵及印度芥菜根、茎、叶样品中镉、锌、铅 含量进行测定和方差分析。主要研究结果如下：()龙葵和印度芥菜对重金属 Cd、Zn 具有很强的吸纳与耐受 能力，且其吸收量随土壤中重金属浓度的增加而增加，但是对重金属 Pb 的吸纳能力并不强。2)在三种重金 属同时存在的情况下，龙葵和印度芥菜地下部对重金属 Pb 的吸收富集能力分别约为地上部的 2～4 倍和 2～ 12 倍；龙葵和印度芥菜地下部对重金属 Cd 的吸收富集能力略小于地上部；而龙葵和印度芥菜地下部对 Zn 的吸收富集能力则小于地上部。3)在镉、锌、铅复合污染条件下，龙葵和印度芥菜对 3 种重金属吸收富集 能力的大小依次为 Zn >Cd >Pb。龙葵对重金属 Cd 和 Pb 的转运系数大于印度芥菜，而印度芥菜对 Zn 的转 运系数则大于龙葵。 关键词：超富集植物 复合污染土壤 植物修复 龙葵 印度芥菜
600
600
50
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表 3 错误！未找到引用源。(43)正交表 Table 3 错误！未找到引用源。(43) orthogonal table
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13 T14 T15 T16
111122223 3 3 3 4 4 4 4
Cd
Pb
Zn
Cu
As
Hg
0.22
31.8
117.1
46.8
4.3
0.07
1.2 试验方法
以分析纯 CdCl2·2.5H2O、ZnSO4·7H2O、Pb(NO3)2 作为镉、锌、铅源，采用分析纯 NH4Cl、 KH2PO4、KCl 作基肥，按正交表 L16(43)（表 3）实验方案将镉、锌、铅盐、基肥与土充分 混匀装盆。共 3 因素(Pb、Cd、Zn)、4 水平（对照、低污染、中污染和高污染）16 个处理，
* 福建省环保厅科技计划项目(KZLT1307)，福建省场地土壤环境风险评价筛选值研究子课题。
贵，难以大面积工程推广[5]。近年来发展起来的植物修复技术以其安全、廉价的特点正成为 研究和开发的热点[6]。
1977 年，Brooks 等首先提出了超富集植物（Hyperaccumulator）的概念，并认为若植物 组织干重中 Ni 含量超过 1000mg/kg，则该种植物就是 Ni 的超富集植物[7]。此后，Chaney 等 在 1983 年提出了利用超富集植物修复重金属污染土壤的思想，通过利用重金属超富集植物
Study on phytoremediation of hyperaccumulators for cadmium，zinc and lead in the multiple contaminated soils
Abstract: This paper is on the basis that the basic characteristics of soil was well investigated in mine districts and testing grounds. Pot experiments of solanum nigrum（L.）and Brassica juncea（L.） for cadmium, zinc and lead in the multiple contaminated soils had been done with a orthogonal test method. The contents of cadmium, zinc and lead in the roots, stems and leaves of solanum nigrum（L.）and Brassica juncea（L.） were analyzed and the variance analysis was also used. The research contents and results were listed as follows: (1) Solanum nigrum（L.）and Brassica juncea（L.） have profound ability of absorption and resistance to heavy metals of cadmium and lead, the absorption was increased with the increasing concentration of the heavy metals， but Solanum nigrum（L.）and Brassica juncea（L.）don’t have profound ability of absorption to heavy metals of zinc . (2) The accumulating ability of lead in the underground part of Solanum nigrum（L.）and Brassica juncea（L.） were 2～4 times and 2～12 times than the aboveground part. The accumulating ability of in the underground part of two hyperaccumulators has similar efficacy to the aboveground part, while the accumulating ability of zinc in the underground part of two hyperaccumulators was less than the aboveground part. (3) The accumulating ability of cadmium, zinc and lead in two hyperaccumulators was arranged in order: zinc > cadmium> lead. The transfer coefficient of cadmium and lead in Solanum nigrum（L.）was greater than Brassica juncea（L.）, however, the zinc was just the opposite. Key words hyperaccumulators； multiple contaminated soil； phytoremediation； solanum nigrum (L.）； Brassica juncea（L.）
123412341 2 3 4 1 2 3 4
123421433 4 1 2 4 3 2 1
1.3 样品处理及测定方法 重金属处理两周后，将植株幼苗从水培盆中取出，用去离子水洗净，再用吸水纸吸干后，
用直尺测定超富集植物的株高和根长，然后将样品分为根、茎和叶 3 个部分，用万分之一天 平称量根茎叶鲜重，并将植株不同器官于 105℃下杀青 0.5h，75℃烘干至恒重。取 500mg 粉碎烘干样品加入 HNO3—HClO4，采用微波消解仪（上海新仪，MDS-6 型）进行消解，采 用火焰原子吸收分光光度计（北京瑞利，WFX-130A 型）分别测定镉、锌、铅含量，再换算 成植物根、茎和叶单位干重的镉、锌、铅含量，并计算 TF 和 AF。每处理重复 3 次，每次 重复 3 株，共 9 株幼苗，求平均值。
2 结果与分析
2.1 复合污染对龙葵和印度芥菜生物量影响 观察表明，龙葵的生物量较小、生长周期较长而印度芥菜的生物量较大、生长周期较短，
在正交实验 Pb、Cd、Zn 处理下，龙葵和印度芥菜均能正常生长。 对龙葵和印度芥菜生物量影响方差分析见图 1 和表 4。对龙葵而言，Pb 对其株高影响最
大，其次为 Cd、Zn，但土壤中 Cd 和 Zn 均没有显著影响其株高(p>0.05)；土壤中对 Pb 龙葵 根部干重影响最大，其次为土壤中 Zn， Cd 对龙葵根部干重影响最小；Pb 对龙葵地上部干 重影响最大，其次为 Zn、Cd。对印度芥菜而言，Pb 对其株高影响最大，其次为 Zn、Cd； 在印度芥菜根部干重影响中 Cd 影响最大，其次为 Pb、Zn，均没有显著影响印度芥菜根部 干重；Cd 对印度芥菜地上部干重影响最大，其次为 Pb、Zn，Cd 对印度芥菜地上部干重产 生极显著影响(p<0.01)。
本地植物。同其他一般植物相比而言，超富集植物地上部分重金属含量应超过普通植物地上 部分重金属含量的 100 倍以上[9]。重金属的超富集植物是一种能大量吸收转运重金属，但其 生长未受严重抑制的植物物种，其特性引起了世界各国学者的广泛研究。聂发辉 2005 年在 扩大了传统超富集植物的定义，并提出了新的评价系数———生物富集量系数，即给定生长
每个处理设 3 个重复，每盆 3 株植物。Pb、Cd、Zn 添加浓度水平见表 2。
表 2 正交试验设计
Table 2 Orthogonal test design
水平
试验因素 Factors/（mg·kg-1）
Hale Waihona Puke LevesPbZn
Cd
1
0
0
0
2
300
300
10
3 4
试验号 因素 Pb 因素 Zn 因素 Cd
土壤重金属污染来源包括工业企业“三废”的排放、矿山的开采溶淋、化肥和农药的施用、 城市生活垃圾的排放、污水灌溉和污泥农用等。而导致土壤污染的重金属主要包括 As、Cd、 Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb、Zn 等，通常为几种重金属的复合污染[1]。重金属污染土 地的治理大致有客土法、石灰改良法、化学淋洗法等[2]。这些方法在污染土壤的改良和治理 方面虽然具有一定的理论意义，但在实际应用上往往都存在某些局限。如加入土壤改良剂的 沉淀法虽然在一定时期内可以降低土壤溶液中重金属离子的溶解度，但同时却会导致某些土 壤营养元素的沉淀[3]；淋洗法会同时造成营养元素的淋失[4]；客土法虽效果较好，但费用昂
复提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料 供试植物为超富集植物龙葵和印度芥菜。 供试土壤采自矿区周边某农田 0～20 cm 耕作层，土壤风干后过 2 mm 筛，充分混匀，土
壤 pH 为 5.39，重金属含量见表 1。
表 1 供试土壤重金属含量
Table 1 The concentration of heavy metal in the tested soil mg/kg
期内单位面积地上部分植物吸收的重金属总量与土壤含量之比，远远的扩大了超富集植物的 种类及其分布[10]。魏树和等人发现了龙葵(Solanum nigrum L .)这一超积累植物，其研究表明 龙葵对 Cd 单一或者 Cd、Pb、Cu、Zn 复合污染耐性均较强, 对 Cd 有较高的富集系数[ 11]。 研究发现印度芥菜(Brassica juncea L.)对多种重金属均有富集功能，尤其对 Zn、Cd 的富集 最为明显，同时印度芥菜对重金属的吸收都面临一个问题, 即富集的重金属大部分滞留在根
部, 只有很少一部分运输到地上部分[12-13]，但是由于印度芥菜生物量大、生长迅速，因此选
择印度芥菜作用于污染土壤的植物修复具有广阔的应用前景[14]。
重金属污染的植物修复技术是利用重金属超富集植物吸收土壤中的重金属，通过收割植
物带走重金属，从而缓解土地污染。据此，本研究针对某矿区周边重金属污染问题，选用适 合本地生长的超富集植物龙葵和印度芥菜，并且采用正交试验法对龙葵及印度芥菜进行镉、 锌、铅复合污染的试验，研究其对复合污染土壤的修复潜力，以期为矿区周边重金属植物修
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镉锌铅复合污染土壤的超富集植物修复能力研究*
林诗悦 1 冯义彪 2 (1 福州第三中学，福州，350003 2 福建省环境科学研究院，福州，350013) 摘要：本研究在分析某金属矿区周边及试验基地土壤基本特征的基础上，采用正交试验法对超富集植物龙 葵及印度芥菜进行镉、锌、铅复合污染的盆栽试验，同时对龙葵及印度芥菜根、茎、叶样品中镉、锌、铅 含量进行测定和方差分析。主要研究结果如下：()龙葵和印度芥菜对重金属 Cd、Zn 具有很强的吸纳与耐受 能力，且其吸收量随土壤中重金属浓度的增加而增加，但是对重金属 Pb 的吸纳能力并不强。2)在三种重金 属同时存在的情况下，龙葵和印度芥菜地下部对重金属 Pb 的吸收富集能力分别约为地上部的 2～4 倍和 2～ 12 倍；龙葵和印度芥菜地下部对重金属 Cd 的吸收富集能力略小于地上部；而龙葵和印度芥菜地下部对 Zn 的吸收富集能力则小于地上部。3)在镉、锌、铅复合污染条件下，龙葵和印度芥菜对 3 种重金属吸收富集 能力的大小依次为 Zn >Cd >Pb。龙葵对重金属 Cd 和 Pb 的转运系数大于印度芥菜，而印度芥菜对 Zn 的转 运系数则大于龙葵。 关键词：超富集植物 复合污染土壤 植物修复 龙葵 印度芥菜
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表 3 错误！未找到引用源。(43)正交表 Table 3 错误！未找到引用源。(43) orthogonal table
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1.2 试验方法
以分析纯 CdCl2·2.5H2O、ZnSO4·7H2O、Pb(NO3)2 作为镉、锌、铅源，采用分析纯 NH4Cl、 KH2PO4、KCl 作基肥，按正交表 L16(43)（表 3）实验方案将镉、锌、铅盐、基肥与土充分 混匀装盆。共 3 因素(Pb、Cd、Zn)、4 水平（对照、低污染、中污染和高污染）16 个处理，
* 福建省环保厅科技计划项目(KZLT1307)，福建省场地土壤环境风险评价筛选值研究子课题。
贵，难以大面积工程推广[5]。近年来发展起来的植物修复技术以其安全、廉价的特点正成为 研究和开发的热点[6]。
1977 年，Brooks 等首先提出了超富集植物（Hyperaccumulator）的概念，并认为若植物 组织干重中 Ni 含量超过 1000mg/kg，则该种植物就是 Ni 的超富集植物[7]。此后，Chaney 等 在 1983 年提出了利用超富集植物修复重金属污染土壤的思想，通过利用重金属超富集植物
Study on phytoremediation of hyperaccumulators for cadmium，zinc and lead in the multiple contaminated soils
Abstract: This paper is on the basis that the basic characteristics of soil was well investigated in mine districts and testing grounds. Pot experiments of solanum nigrum（L.）and Brassica juncea（L.） for cadmium, zinc and lead in the multiple contaminated soils had been done with a orthogonal test method. The contents of cadmium, zinc and lead in the roots, stems and leaves of solanum nigrum（L.）and Brassica juncea（L.） were analyzed and the variance analysis was also used. The research contents and results were listed as follows: (1) Solanum nigrum（L.）and Brassica juncea（L.） have profound ability of absorption and resistance to heavy metals of cadmium and lead, the absorption was increased with the increasing concentration of the heavy metals， but Solanum nigrum（L.）and Brassica juncea（L.）don’t have profound ability of absorption to heavy metals of zinc . (2) The accumulating ability of lead in the underground part of Solanum nigrum（L.）and Brassica juncea（L.） were 2～4 times and 2～12 times than the aboveground part. The accumulating ability of in the underground part of two hyperaccumulators has similar efficacy to the aboveground part, while the accumulating ability of zinc in the underground part of two hyperaccumulators was less than the aboveground part. (3) The accumulating ability of cadmium, zinc and lead in two hyperaccumulators was arranged in order: zinc > cadmium> lead. The transfer coefficient of cadmium and lead in Solanum nigrum（L.）was greater than Brassica juncea（L.）, however, the zinc was just the opposite. Key words hyperaccumulators； multiple contaminated soil； phytoremediation； solanum nigrum (L.）； Brassica juncea（L.）