植物修复技术植物提取

土壤重金属污染的植物处理技术土壤是人类赖以生存的最基本的物质基础。

然而，随着人口的不断增长，由于工业三废和农用化学品以及矿区的污染, 有相当数量农田的土壤质量日趋下降。

其中，受重金属污染的土壤面积有逐年增加之势。

土壤重金属污染可经水、大气、植物等介质最终危害人体健康。

更为严重的是这种污染具有长期性、隐蔽性和不可逆性的特点。

因此，寻求缓解或解决此类污染的办法成了全球关注的棘手问题。

治理土壤重金属污染的途径主要有两种:一是改变重金属在土壤中的存在形态,使其由活化态转变为稳定态;二是从土壤中去除重金属,以使其存留浓度接近或达到背景值。

当前，修复重金属污染土壤的方法主要有物理法、化学法和生物法。

物理法和化学法往往需要改变土壤的原有结构，破坏土壤生态，花费大量的人力和财力，并且有可能会造成“二次污染”。

而作为生物法典范的植物修复技术具有不可替代的优势，治理过程对原来的土壤扰动较少，能够逐渐减少甚至清除其中的重金属，且成本低廉，是真正“绿色安全”且能够标本兼治的方法土壤受重金属污染的状况在世界上越发成为重要的环境议题。

尤其在我国，自2009年以来，中国连续发生了30多起重特大重金属污染事件。

据报道，中国受污染的耕地面积达2000万公顷，约占耕地总面积的五分之一，造成直接经济损失达100多亿元。

传统重金属污染土壤的修复技术包括化学吸脱附、客土法(从外地运载乾净土壤加入受污染土壤达到降低污染物的浓度)、现地淋洗土壤法以及现地电熔法等也存在著许多难以克服的缺陷，包括资金耗费与化学药剂的问题等。

近年来，一种运用植物来去除有毒重金属的新型态植物修复技术给这一问题提供了另外的一套思考路径。

该技术在国外也被认为是一种低成本而有效的"绿色"技术。

植物修复技术分为四类：1植物提取，即利用重金属超积累植物从土壤中吸取金属污染物，随后收割地上部并进行集中处理，连续种植该植物，达到降低或去除土壤重金属污染的目的。

植物修复科技名词定义中文名称：植物修复英文名称：phytoremediation定义1：植物与土壤微生物共同作用，将污染物转变为无害的或可利用形态的过程。

所属学科：地理学（一级学科）；环境地理学（二级学科）定义2：以植物能够忍耐和超量积累某种或某些化学元素的理论为基础，通过植物及其共存微生物体系清除环境中污染物的一种环境污染治理技术。

所属学科：生态学（一级学科）；污染生态学（二级学科）百科名片植物修复(Phytoremediation)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。

简介植物修复的定义是，直接利用植物把受污染土地或地下水中的污染物（重金属、有机物……等）移除、分解或围堵。

目前普遍认为利用植物修复的方法，来清除受重金属污染的土地，是一种较便宜且方便的作法，甚至有科学家指出，可利用植物的这种特性开采土壤中的金属矿物。

美国纽泽西州即成功地利用植物修复的方法，把一处因制造电池而导致铅污染的土地复育成功。

透过了解植物在重金属环境下的生存策略，有助于人类利用生物科技制造出可以大量吸收重金属的植物。

基本上可以有效清除重金属污染的植物，最好须有下列特征：生长快速、根系能深植土壤、容易收割、能够容忍并累积多样化重金属。

由于阿拉伯芥与水稻两种模式植物的基因密码已完成定序，加上目前已开发出的生物芯片，未来将有助于研究人员寻找植物中受重金属诱导而表现的基因。

此外藉由大规模搜寻阿拉伯芥突变株中被破坏的每一个别基因，也可使研究人员真正了解究竟那些基因与植物在重金属逆境下的生长有关。

当然从其它模式生物如细菌及酵母菌，甚至高等哺乳动物系统所获得的信息也是很有帮助的。

藉由这些分子生物学的方法所得到的结果，除了有助于人们了解植物在重金属逆境下的生存策略外，未来也可应用于生物科技产业，帮助人们开发可大量累积重金属的植物新品种，供作植物修复用。

植物修复技术及其在污水处理中的应用发布时间：2021-07-16T06:12:56.555Z 来源：《防护工程》2021年8期作者：朱娜娜[导读] 经济的迅猛发展使得工业化程度越来越高，经济水平也得以提升，但与此同时也由于种种原因，给环境带来了严重打击，特别是污水排放问题，已经严重破坏了生态环境。

但伴随着绿水青山就是金山银山等理念的贯彻，人们意识到环境的作用及重要性，也开始采用各种手段及方法处理污水问题，比如植物修复技术，就是近几年间人们在处理污水工作中较常用到的新兴技术，该技术的工作原理是通过植物的特性吸收，对环境中的污染物进行降解或转化，以此研究其在污水处理工作中的应用，以期推动污水绿色处理技术的发展。

朱娜娜身份证号码：32032419860506xxxx摘要：经济的迅猛发展使得工业化程度越来越高，经济水平也得以提升，但与此同时也由于种种原因，给环境带来了严重打击，特别是污水排放问题，已经严重破坏了生态环境。

但伴随着绿水青山就是金山银山等理念的贯彻，人们意识到环境的作用及重要性，也开始采用各种手段及方法处理污水问题，比如植物修复技术，就是近几年间人们在处理污水工作中较常用到的新兴技术，该技术的工作原理是通过植物的特性吸收，对环境中的污染物进行降解或转化，以此研究其在污水处理工作中的应用，以期推动污水绿色处理技术的发展。

关键词：植物修复技术；污水处理；引言环保植物修复技术的问世时间比较短，但其有着显著优势，与传统的物理或化学污水处理法相比其主要的差异在于该方法充分利用了植物自身及根部微生物的生理活动形成代谢行为，从而吸收或转化甚至降解存在于水源当中的有害物、放射物质或污染物，使水源的污染物浓度得以降低，起到净化污水，令其达到排放标准的目的。

这一技术的优势在于具备环保特性，不会太容易出现二次污染，且无需花费过高成本，又能保证良好的去污效果，还可以循环利用，适合在大规模或大面积的污水处理项目中使用。

植物修复技术的理解植物修复技术(Phytoremediation)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绿色生态技术。

重金属超富集植物(hyperaccumulator)及植物修复技术是当前学术界研究的热点领域,目前虽已有Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn等超富集植物发现的报道,但尚无一例报道来自于中国。

中国具有广袤的国土面积、丰富的植物类型和多种(处)古老的矿山开采与冶炼场所,在中国开展超富集植物的寻找、研究与开发工作,将会有重要突破,并具有重要的理论与实践意义。

在工业废水、汽车尾气、农药和化肥施用的过程中都会排出大量重金属。

金属矿山中的尾矿库也是环境体系中重金属污染的重要来源。

随着土壤重金属污染的加重,农用耕地面积锐减,相当数量农田的土壤质量也日趋下降。

尤为严重的是,有毒重金属在土壤系统中所产生的污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点。

进入土壤的重金属元素在一定时限内不表现出对环境和作物的危害,但当其积累量超过土承受能力或土壤容量时,就会对作物和人体产生危害,从而导致严重的生态问题。

传统的土壤污染治理方法主要有基于机械物理或物理化学原理的工程措施,包括客土换土法、隔离法、清洗法、热处理法、电化学法等;基于污染物土壤地球化学行为的改良措施,如添加改良剂、抑制剂降低土壤污染物的水溶性、扩散性和生物有效性,以减轻污染物对生态环境的危害。

土壤污染治理的工程学方法往往需要将污染土壤挖运后处理,不仅耗资大,而且破坏土壤微生物和土壤结构。

因此,传统的治理方法并不能有效地解决重金属污染。

近年,生物修复技术已经成为热点。

其机制是植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力。

具体包括:植物提取作用(Phytoextrac2tion),即植物对重金属的吸收;植物挥发作用(Phytovolatiliza2tion),即利用植物将土壤中的某些重金属转化成气态而挥发出来;植物滤除作用(Pdaizotriltmtion),即利用植物根孔通过水流移出土壤中重金属;植物稳定化作用(Phytostabilization),即利用植物将土壤重金属转变成无毒或毒性较低的形态(生物无效态),但并未从土壤中真正去除重金属。

土壤重金属污染植物修复技术一：土壤的基本概念：土壤是指陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层。

土壤不但为植物生长发育提供有力的机械支撑，而且为植物生长发育提供水、肥、气、热等肥力要素。

随着人口快速增长、工业生产规模不断扩大、城镇化的快速发展、农业生产大量施用化肥农药以及污水灌溉等，许多有害物质进入土壤系统，土壤重金属污染已成为全球面临的一个严重环境问题。

土壤重金属污染会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或分解产物在土壤中逐渐积累，通过“土壤一植物一人体”或“土壤一水一人体”间接被人体吸收，危害人体健康。

[1]二、重金属的概念重金属是在工业生产和生物学效应方面均具有重要意义的一大类元素，在化学概念上，还没有明确的的定义，但是目前还是有了广为接受的概念,那就是元素的密度大于6g/cm3，具有金属性质(延展性、导电性、稳定性、配位特性等，且原子数目大于20的元素)。

其中常见的重金属有镉、铬、汞、铅、铜、锌、银、锡等。

重金属离子(如Cu2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Ni2+和Co2+等)是植物代谢必需的微量元素，但如果它们过量则具有相当毒性。

环境污染方面所涉及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。

土壤一旦受到外界污染就相当难治理，通常具有以下几个特点:累积性；隐蔽性和滞后性；不可逆转性。

[2]三、我国重金属污染现状当前我国区域农业环境恶化与农产品重金属污染现象十分严重,特别是在一些经济发达地区。

据统计,1980年我国工业三废污染耕地面积267万hm2,1988年增加到667万hm2,1992年增加到1000万hm2[3]。

目前全国遭受不同程度污染的耕地面积已接近2000万hm2,约占耕地面积的1/5,每年因重金属污染导致的粮食经济损失至少200亿元。

据农业部环境监测系统调查表明,我国24个省(市)城郊、污水灌溉区、工矿等经济发展较快地区的320个重点污染区中,污染超标的大田农作物种植面积为61万hm2,占调查总面积的20%,其中重金属含量超标的农作物种植面积约占污染物超标农作物种植积的80%以上,尤其是铅、镉、汞、铜及其复合污染最为突出[4]。

重金属植物修复技术概述本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March土壤重金属污染植物修复技术摘要：重金属是全球环境最重要的污染物之一，具有毒性强，不能为生物所分解，大多数也不能通过焚烧的方法从土壤中去除；能通过活性氧等的中介作用，导致植物氧化伤害，乃至死亡，而且能通过食物链在生物体内富集，进而危及人类身体健康等。

本文概括了土壤重金属的来源和危害，并论述了植物修复技术的研究方向和优缺点以及未来的发展趋势。

关键词：土壤重金属污染植物修复土壤是自然界赋予人类的宝贵资源，是人类赖以生存的物质基础，也是人类环境的重要组成部分，具有维持系统生态平衡的自动调节功能（1）。

但是随着工业的发展和农业生产现代化，土壤重金属污染问题已成为全球各国共同面临的棘手问题。

从1973年Wagner KH，Siddiqi 首次发表关于土壤重金属污染问题的文献以来，到现在经过了三十多年的研究历程。

近十年来有关重金属在土壤、作物中的迁移、富集及对重金属污染土壤的治理和植物修复等问题引起了全世界学者的高度重视和深入研究（2~3）。

土壤重金属污染不会被微生物降解、迁移性小、很难被清除、易在土壤中富集，一直备受人们的关注。

土壤中重金属含量超过其环境容量时，一则对土壤中的微生物起抑制毒害作用。

使土壤生产力降低；二则其直接作用于植物，使植物的生长、发育、繁殖受到影响。

产量降低，产品质量下降；再则可先通过吸收富集于植物体内，然后通过食物链迁移至动物和人的体内，严重威胁动物、人类的生存健康。

重金属不仅以单一元素污染土壤，当多种重金属在土壤中共存时，它们之间还存在协同、拮抗作用，而且随着污水灌溉以及农药、化肥、污泥的大量施用，进一步加剧了土壤的复合污染（4）。

因此，研究土壤重金属污染的来源、形态、赋存形态及转化迁移规律，积极探索更有效、经济的污染测定技术和修复技术具有重要意义。

1植物修复1．1 植物修复的定义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。

1．2 植物修复技术的类型及其机理根据机理的不同，土壤重金属污染的植物修复技术有３种类型：植物固定、植物挥发和植物提取。

1．2．1 植物固定植物固定是指利用植物活动来降低重金属的活动性，使其不能为生物所利用，如植物枝叶分解物、根系分泌物对重金属的固定作用，腐殖质对金属离子的螯合作用等过程。

如植物对环境中土壤Pb的固定作用，发现一些植物可降低Ｐｂ的生物可利用性，缓解Ｐｂ对环境中生物的毒害作用。

还有研究表明，六价铬可被还原为毒性较低的三价铬。

然而植物固定并没有将环境中的重金属离子去除，只是暂时的固定。

如果环境条件发生改变，金属的生物可利用性可能又会发生改变。

因此植物固定不是一个很理想的去除环境中重金属的方法。

1．2．2 植物挥发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。

过去，人们发现微生物能促使土壤中的Se挥发，最近研究表明，植物对Se的挥发有着同样的功能。

如能使土壤中的Se以甲基硒的形式挥发去除。

还有研究表明，烟草能使毒性大的二价汞转化为气态的零价汞。

植物挥发只适用于挥发性的污染物（如Ｓｅ，Ａｓ和Ｈｇ等），应用范围很小，并且将污染物转移到大气中对人类和生物仍有一定的风险，因此它的应用仍受到限制。

1．2．3 植物提取植物提取是目前研究最多且最有发展前景的植物修复方式。

通过种植一些特殊植物，利用其根系吸收污染土壤中的有毒有害物质并运移至植物的地上部分，收割地上部分的物质后即可带走土壤中的污染物。

植物提取技术需要选择既能耐受重金属污染又能大量积累重金属的植物种类，因此研究不同植物对金属离子的吸收特性，筛选出重金属超积累植物是研究和开发的关键。

重金属超积累植物应具有以下特征：①植物体内某一金属元素的浓度应达到一定的临界值。

但是，由于各种金属元素在土壤和植物中的背景值差异较大，因此对不同重金属超积累植物的临界值没有统一的标准。

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。

植物修复技术的研究摘要：重金属污染已经成为当今世界环境污染中重要的一部分。

植物修复是利用植物的物理、化学作用去除环境污染物的方式。

本文主要对植物修复技术的概念和内容、技术的分类、作用机理、影响因子以及这种技术的优缺点进行了阐述，并在该技术研究与应用的现状上做出了一定展望。

关键词：植物修复、土壤污染、重金属、超积累植物目录植物修复技术的研究 (1)1. 引言 (2)2.植物修复技术的内涵 (2)2.1植物修复技术的概念 (2)2.2植物修复技术的分类 (2)2.3植物修复技术的作用机理 (3)2.3.1超积累植物 (3)2.3.2重金属 (5)2.3.3超积累植物吸收重金属的过程 (6)2.3.4植物对重金属的吸收、排泄和积累与植物修复的关系 (7)2.3.5土壤重金属植物修复机理 (8)2.3.6影响植物修复的因素 (11)2.4植物修复技术的强化措施 (12)2.4.1植物修复的性能强化 (12)2.4.2植物修复的技术强化 (14)3.植物修复技术的评价 (20)4.结语 (20)1.引言随着人们生活水平的提高，环境压力的加重，越来越多的人开始反思、并寻求改善环境的道路。

当各种污染物悄无声息进入我们的生活的时候，土壤成为了它们主要的“宿主”。

日本1953-1956年的水俣病（Hg污染）、1955-1972的骨痛病(Cd污染)以及1961四日市哮喘病（SO2和重金属粉尘复合污染）等重大事件的发生，让人们开始关注重金属污染。

目前，对于重金属污染的研究已经成为热点为题，而植物修复技术则是其中备受关注的。

1983年，美国科学家Chaney首次提出了利用某些能够富集重金属的植物来清除土壤重金属污染的设想——植物修复技术。

与传统的环境修复技术（排土填埋法、稀释法、淋洗法、物理分离法、稳定化及电化学法等）相比，植物修复技术具有治理成本低廉性，环境美学的兼容性，治理过程的原位性等优点，吸引了国内外的关注。

虽然该技术拥有足以让人们激动不已的特性，它依旧有很多阻碍与缺点。

土壤重金属与植物提取技术植物提取技术的土壤重金属与植物提取技术植物提取技术(Phytoex traction) 又称植物萃取技术，是近年来兴起的一门新技术，也是目前研究最多且最有发展前景的植物修复技术。

植物提取技术是指采用超积累植物将土壤中过量的重金属元素大量地富集并搬运转移到植物根部可收割部位和地上茎叶部位(特别是地上部)，从而修复土壤的技术。

适用植物提取技术的污染物包括：各种金属，如银、镉、钴、铬、铜、汞、锰、钼、镍、铅、锌；类金属，如砷、硒；放射性核素，如90Sr、137Cs、239Pu、238U、234U等；非金属，如硼等；各种有机物质。

“植物提取技术”通常也被称为“植物修复技术”。

其本质是通过植物的光合作用，将分散在土壤中的污染物泵吸出来，转移到植物地上茎叶部位，最后通过收获植物地上器官并处理这些器官达到环境治理、变废为宝目的。

收获植物中的重金属元素还可以回收利用。

植物提取技术利用的是一些对重金属具有较强富集能力的特殊超积累植物。

目前已经发现的500多种超富集植物广泛分布于45个科，其中Ni的超富集植物最多，主要是十字花科的庭荠属。

据报道，红根苋可富集cs，对切尔诺贝利核电站1986年泄露后大面积土壤的核污染进行植物修复有较大潜力。

美国Viridian环境公司用植物修复技术净化镍污染土壤，每年甚至可以从金属镍的回收中获取2500美元/hm2的收益。

重金属只有溶解在土壤溶液中，才有可能被植物所吸收利用，因此，根际土壤中重金属活性与生物有效性的研究非常重要。

根际土壤中重金属的活性与生物有效性与根际环境中pH值、Eh、根际分泌物、微生物以及土壤本身的理化性质等有关。

酸度是影响土壤中重金属元素生物有效性的主要因子。

但在超积累植物吸收研究中，众多研究者都发现在种植超积累植物与非超积累植物之间、以及种植超积累植物前后根区pH并没有显著的变化，根际与非根际土在整个生长过程中pH也没有差别。

重金属在根际土壤与非根际土壤中的形态转化，也影响其活性和生物有效性。

植物修复分类
植物修复分类如下：
1.植物提取或植物萃取：植物吸收积累污染物，植物收获后再进行热处理、微生物处理和化学处理。

是目前研究最多，而且最有发展前途的植物修复方法。

2.植物挥发：植物将污染物吸收到体内后并将其转化为气态物质释放到大气中。

3.植物稳定化：植物与土壤共同作用，将污染物固定，以减少其对生物和环境的危害。

4.植物降解：植物及其相关的微生物区系将污染物转化为无毒的物质。

主要用于有机污染物的治理。

5.根际过滤：指将特定的植物超积累植物。

种植在重金属污染的水体中，利用植物巨大的根系和表面积过滤、吸收、富集水体中的重金属元素，将植物收获后，进行妥善的处理。