几种典型Cd超累积植物分析

超累积植物超累积植物，也叫超富集植物，是指能够超量吸收重⾦属并将其运移到地上部的植物。

⽬前．世界范围内已经发现的超富集植物有400多种。

我国开展这⽅⾯的⼯作较晚．到⽇前为⽌，中国的科技⼯作者陆续发现了As的超富集植物蜈蚣草和⼤叶井⼝边草、Cd的超富集植物宝⼭堇菜、Mn的超富集植物商陆、Zn的超富集植物东南景天以及Cu的超富集植物海州⾹薷和鸭跖草。

例如，⽺齿类铁⾓蕨、野⽣苋和⼗字花科植物天蓝褐蓝菜对镉的富集能⼒强；紫叶花苕能富集铅和锌；蒿属和芥菜对铅的富集作⽤明显；在镍污染的⼟壤中可种植⼗字花科和庭芥属植物；在铜污染⼟壤中可种植酸模草，其植株含铜可达1.850mg/g。

此外，研究发现，植物对重⾦属的吸收与电渗滤有关。

因此，向植物根系通直流电能加强植物对重⾦属的吸收，向污染⼟壤施硫酸盐和磷酸盐能提⾼植物枝⼲部分对铬、镉、镍、锌和铜的富集系数。

⼀、超富集植物特点1、对⾼浓度的⾦属有较强的忍耐性；2、可累积相当⾼浓度的重⾦属；3、⽣长速度较快；4、较⾼的⽜物量；5、发达的根系。

⼆、植物修复技术我国由于矿⼭开采、⾦属冶炼、化肥使⽤等原因，遭受重⾦属污染的⼟地⾯积⼗分惊⼈，中国科学院⼀项研究显⽰，⽬前中国受镉、砷、铬、铅等重⾦属污染的耕地⾯积近两千万公顷，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⼀千多万吨，也造成了部分农产品重⾦属超标，影响⾷品安全。

环境被破坏或污染之后，传统的修复⽅法⼀般是⼯程、物理和化学法，往往成本较⾼，对环境⼲扰⼤。

近20多年来，⼈们开始研究利⽤⽣物修复⽅法，也就是利⽤⽣物的降解和转化作⽤来清除环境中的污染物。

这其中应⽤⽐较多有植物修复和微⽣物修复技术。

植物修复技术是⼀种以植物忍耐、分解或超量积累某些化学物质的⽣理功能为基础，利⽤植物及其共存微⽣物体系来吸收、降解、挥发和富集环境中污染物的治理技术。

与传统修复⽅法相⽐，该技术成本低、过程简单，且环境友好，适⽤于空⽓、⼟壤和⽔体污染，特别是在重⾦属污染治理⽅⾯。

超累积植物简介与普通植物相比，学术界认为，超富集植物一般应具备4个基本特征：首先，临界含量特征，即植物地上部如茎或叶重金属含量应达到一定的临界含量标准，如锌、锰为10 000毫克/千克；铅、铜、镍、钴、砷均为1 000毫克/千克；镉为100毫克/千克；金为 1毫克/千克。

其次，转移特征，即植物地上部重金属含量大于根部重金属含量。

第三，耐性特征，即植物对重金属具有较强的耐性。

其中对于人为控制试验条件下的植物来说，是指试验中与对照相比，植物茎、叶、籽、实等地上部分的干重没有下降。

对于在自然污染状态下生长的植物来说，是指植物的生长从长相来看没有表现出明显的毒害症状。

第四，富集系数特征，即植物地上部富集系数（定义：指某种元素或化合物在生物体内的浓度与其在的环境中的浓度的比值）大于1。

一般来讲，植物体内重金属含量随土壤中含量的增加而提高重金属超量积累植物,是指能够超量吸收和积累重金属的植物，超积累植物体内的重金属含量要达到一般植物的100倍以上，不同元素有不同的临界值，一般业内公认的标准是，镉1000ppm，铜、镍、铅等为1000ppm，锰、锌为10000ppm.我国目前发现的超积累植物有：砷--蜈蚣草；锌--东南景天；锰--商陆；镉--龙葵等蜈蚣草蜈蚣草，蕨类一种，凤尾蕨科凤尾蕨属多年生草本。

叶簇生，一回羽状。

孢子囊群生于羽片侧脉顶部的联结脉上，线形。

广布于长江以南，生于路旁、石缝或石灰岩山地，是钙质土或石灰岩的标示植物。

蜈蚣草对砷超强喜好，它能通过根系大量吸收泥土中的砷，然后存进自己的叶片中。

生于海拔2000-3100m的空旷钙质土或石灰岩石上。

蜈蚣草是世界上第一种被发现的砷的超富集植物，对重金属具有超常规吸收与富集能力。

将蜈蚣草植于污染土壤，吸收重金属加以回收，可达到“清污与回收”双重目的。

蜈蚣草对土壤中铅、铜、锌与砷均有不同程度的抗性和修复能力。

在自然条件下，蜈蚣草可生长在砷含量40～50mg/Kg土壤中，甚至能在砷含量高达23400mg/Kg的矿渣中正常生长；在野外其叶片砷含量超过1000mg/Kg，室内栽培的叶片砷含量高达5070mg/Kg。

超累积植物与高生物量植物提取镉效率的比较杨勇;王巍;江荣风;李花粉【摘要】利用植物修复污染的土壤已受到广泛的关注.采用土壤盆栽试验,比较了超累积植物遏蓝菜与3种高生物量植物印度芥菜、烟草和向日葵对长期施用含镉有机、无机肥料污染的土壤(总Cd,2.87mg·kg-1)的提取效率.研究结果表明,遏蓝菜富集镉的能力明显高于其他3种植物,其地上部镉含量可达43.7mg·kg-1,分别是烟草、印度芥菜和向日葵(叶)的10、27和56倍;而地上部生物量最高的植物烟草,其生物量干重为24.8g· pot-1,分别是遏蓝菜、印度芥菜、向日葵的35倍、3倍、2倍.4种植物提取镉最多的是烟草,每盆可以提取117μg,遏蓝菜和印度芥菜提取镉量分别为35μg·pot-1和30μg·pot-1,向日葵提取量最少,每盆仅为10μg左右.植物对土壤中镉的提取效率分别为:烟草 1%,遏蓝菜0.6%,印度芥菜 0.5%,向日葵0.08%.4种植物种植后,土壤总镉和有效态镉含量没有显著的变化.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2009(029)005【总页数】6页(P2732-2737)【关键词】植物修复;重金属;烟草;超累积植物【作者】杨勇;王巍;江荣风;李花粉【作者单位】中国农业大学资源与环境学院,教育部植物-土壤相互作用重点实验室,农业部植物营养与养分循环重点实验室,北京,100193;中国农业大学资源与环境学院,教育部植物-土壤相互作用重点实验室,农业部植物营养与养分循环重点实验室,北京,100193;中国农业大学资源与环境学院,教育部植物-土壤相互作用重点实验室,农业部植物营养与养分循环重点实验室,北京,100193;中国农业大学资源与环境学院,教育部植物-土壤相互作用重点实验室,农业部植物营养与养分循环重点实验室,北京,100193【正文语种】中文【中图分类】Q143;Q948;X171随着我国经济的飞速发展和工业废水、废气和废渣的大量排放，土壤和农作物重金属污染问题日趋严重。

植物对重金属〔Cd，Cu，Pb，Zn〕富集的研究进展摘要：我国矿产资源丰富，矿区重金属污染十分严重，Pb、Zn、Cu、Cd 四种重金属的污染在我国极其严重。

利用超富集植物修复矿区重金属污染土壤，较传统方法而言是一种可靠经济平安的技术。

综述了Pb、Zn、Cu、Cd 四种重金属超富集植物，分析了可用于的我国重金属富集植物的分布情况和生活环境，为土壤重金属污染的生态恢复提供参考。

关键词：矿区；重金属污染；超富集植物Abstract：Heavy metal pollution especially Pb，Zn，Cu and Cd is very serious in mine area. Technical use ofhyperaccumulators to restore the contaminated mine soil is feasible and reliable pared with traditional methods. Four kindsof heavy metal hyperaccumulators were reviewed，with analysis of their distributions and habitat，which will offer referencefor remediation of heavy metal polluted soil.Key words：mine area；heavy metal pollution；hyperaccumulators1 重金属超富集植物涵义土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点，并通过接触、食物链等途径直接或间接危害人类安康。

据估算，中国每年因重金属污染的粮食达1200 万吨，造成的直接经济损失超过200 亿元。

据环保总局不完全调查，目前中国受污染的耕地约1×107hm2，污水灌溉污染耕地216.7×104hm2，固体废弃物堆存占地和毁田13.3×104hm2，合计约占耕地总面积的1/10 以上。

三种观赏植物对重金属镉的耐性与积累特性燕傲蕾;吴亭亭;王友保;张旭情【摘要】通过盆栽实验,对镉(Cd)胁迫下3种观赏植物含羞草、白雪姬和树马齿苋的生长、生理和重金属累积与分布情况进行了研究.结果表明:含羞草、白雪姬和树马齿苋的平均耐性指数分别为105.57、81.35和79.88;在100mg·kg-1Cd 浓度下三者叶绿素a、b的含量分别为对照的83.74%、69.83%;60.64%、51.26%和60.64%、51.26%;类胡萝卜素的含量和叶绿素a/b值无明显变化;三者在Cd胁迫下均表现出O2-离子生成速度上升,MDA含量增加,电导率升高的趋势,其中含羞草的变化幅度最低,白雪姬次之,树马齿苋最高.三者对Cd的耐性表现为含羞草>白雪姬>树马齿苋.3种观赏植物对Cd均具有较强累积能力,在土壤Cd含量为100mg·kg-1时,三者根和地上部分的Cd累积浓度均高于100mg·ks-1.且对Cd积累能力为树马齿苋>含羞草>白雪姬.含羞草、白雪姬和树马齿苋在土壤Cd污染的治理中有一定的应用价值.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2010(030)009【总页数】8页(P2491-2498)【关键词】Cd;观赏植物;耐性;积累特性【作者】燕傲蕾;吴亭亭;王友保;张旭情【作者单位】安徽师范大学生命科学学院,芜湖,241000;安徽师范大学生命科学学院,芜湖,241000;安徽师范大学生命科学学院,芜湖,241000;安徽师范大学生物环境与生态安全安徽省高校省级重点实验室,芜湖,241000;安徽师范大学生命科学学院,芜湖,241000【正文语种】中文Cd是一种对环境危害大且生物非必需的元素，在环境中具有化学活性强、移动性大、生物毒性强且持久的特性，易被植物吸收，能在植物体内残留对植物产生毒害，并通过食物链的富集危及人类健康[1- 2]。

随着工业化的迅速发展，人类活动加速了Cd的地球化学循环进程，导致Cd向环境中释放的速度加快，使人类生活环境中Cd的总量提高，土壤Cd污染日益严重，土壤镉污染的治理已相当紧迫[3- 5]。

农业环境科学学报２０ｃｒ７，２６（４）：１３８缸１３明Ｊ０啪ａＩｏｆＡ驴Ｅｌｌｌ，ｉＩ删匝即ｌｓｃｉｅｎ∞超富集植物叶用红慕菜及其对Ｃｄ的富集特征（晚尬钐Ｍ枷函秒矾ｃＺｅｋＬ．）李玉双，孙丽娜，孙铁珩，王洪（沈阳大学沈阳环境工程重点实验室，辽宁沈阳１１００４４）摘要：超富集植物是重金属污染土壤植物提取修复的基础．超富集植物的筛选一直都是污染土壤植物修复研究的热点及前沿。

采用盆栽实验对７种农作物积累Ｃｄ的特征进行研究，结果表明，叶用红恭菜对Ｃｄ具有较高的富集系数和转移系数。

在此基础上，采用盆栽浓度梯度试验对叶用红恭菜对Ｃｄ的富集潜力及富集特征进行了系统研究。

结果表明，在Ｃｄ污染水平为２０ｚｎｇ·ｋｇ。

１条件下，叶用红恭菜地上部ｃｄ含量超过了１００ｍｇ·ｋ一这一国际公认的Ｃｄ超积累植物应达到的临界含量标准；且其对Ｃｄ的富集系数和转移系数均大于ｌ；同时，与对照相比，植物的生长未受到抑制，这表明叶用红恭菜是一种Ｃｄ超积累植物，为Ｃｄ污染土壤的植物修复提供了一种新的种质资源。

关键词：叶用红恭菜；植物提取修复；镉；超富集植物中图分类号：ｘ１７２，Ｘ５３文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－２０４３（２（忉）０４－１３８６－０４Ｃａｄ眦眦Ｉｂ睥瑚ｃ咖ｍａｔ盯助砌ｌ，Ｈ咖廊＇憾＾ｃ幻缸Ｌ．舳ｄｌｔｓＡｃ伽岫ｔｉｌ嗜ａ嘲嗡ｃｔ时ｉ娟娼ＵＹｕ喝ｈｕ锄ｇ，ＳＵＮⅡ－ｎａ＇ＳＵＮＴｉｅ－ｈｅＩｌｇ，ＷＡＮＧＨｏｎｇ（ｓｈｅｎｙ蚰ｇｌ（ｅｙｂｂ哪ｔｏｒ）ｒｏｆＥｎｖｉＭ册ｅｎｔａｌＥｎｇｉＩｌｅ硝ｎｇ，ＳｈｅｎｙａＩｌｇＵｌｌｉｖｅ瑙ｉｔｙ，ｓｈｅｎｙ蚰ｇ１１００４Ｊ４，Ｃ垴豫）Ａｈｔｍｃｔ：ＨｙｐｅｍｃｃｕｍＩｌｌａｔｏ玛ａ他ｍｅｂ鹊ｅ０ｆｐｈｙｔｏｅｘｍ帕ｔｉｏｎ．ｎｉｓｄ逾ｉｃｕＩｔｔｏｓｃ他邮蛐ｔｉｄｅａｌｈｙｐ啊∞ｃ岫ｌｌｌａｔｏ玛ｔｈ砒ｃ蛐ｍｍｅｄｉａｔｅｓｏｉｌｃ伽ｔａＩＩＩｉｎｇｔｅｄｗｉｍｈｅａｖｙｍｅｔａｌ８ｅ雎ｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｐｏｔｅｘｐｅｒｉｍ即ｔｗ∞ｃ∞ｄｕｃｔｅｄｔ０ｉｎｖｅ８ｔｉｇ砒ｅｔｌｌｅｃｈ啪ｃｔｅｒｉ８ｔｉｃｓｏｆ∞ｃ岫蝴ｎｇＣｄｂｙｃｒ叩８．，Ｉｋｒｅｓｕｌ协８ｈ０Ｗｅｄ山ａｔＣｄｉｎ８ｈ∞ｔｏｆ＆缸口Ｈ冶硎ｓ伽ｒ．ｃ记缸Ｌｗ舶ｔｌｌｅｌＩｉ咖ｅｓｔ枷∞ｇａｌｌｐｈＩｌ协，舳ｄＣｄｃｏｎｃｅｎ嘣ｉ帆ｉｎｓｈｏｏｔｏｆ＆船分“细嘛口矾ｃ记如Ｌｗ鹊ｈｉｇＩｌｅｒｔｌｌ明ｔｌｌａｌｉＩｌ瑚ｔ．ＡｎｏｔｌＩｅｒｐｏｔｅｘｐｅＩｉｍ髓ｔｗ羽锄ｎｇｅｄｗｉｍｖａｒｉｏｕ８Ｃｄｃ∞ｃｅｎｔｌ丽ｏｎ８ｔｏＢｔＩｌｄｙＣｄ∽ｃｕｎｍｈ＿ｔｉ册，ｔｏｌｅ砌ｃｅｏｆ＆船口以ｇ喇ｓ口矾ｃ如缸Ｌ蚰ｄｉｔ８ｐｏｔｅＩｌｔｉａｌｆｏｒｐｈｙｔ０怫ｍｅｄｉ鲥ｏｎ．弧ｅａＶｅ豫ｇｅｃｏｎｃｅｎ咖ｏｎｏｆＣｄｉｎｓｈｏｏ协０ｆ＆组口ｕ２奢咖口矾ｃ幻如Ｌ．缸ｅａｔｅｄ访ｔｌｌ２０ｍｇ·ｋｇ－１（Ｃｄ）ｗ鹊ｍｏｒｅｔｌｌ肌ｔｌｌｅ∞ｃｅｐｔｅｄｃ觚ｃａｌｃｏｎｃｅｎ打ａｔｉ彻ｏｆ１００ｎｌｇ·ｋｇ一．７ｎ屺Ｃｄｅ嘶ｃｌｌｍｅｎｔｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ圆ｃ）肌ｄ饥ｍ８ｌｏｃａｔｉ鲫ｆａｃｔｏｒ（ＴＤｏｆ＆缸口“４卿ｓ口矾ｃ如如Ｌｗｅ陀ｈｉｇｈｅｒｔｌＩ锄１．Ｍｏｒ∞ｖｅｒ，ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｌｌｍｅｃｏｎｎＤＩ，ｔｈｅ伊州ｍｏｆ点醣地口“扛ｇＨ凡伽ｎｃ幻陆Ｌ．ｉｎｔｌｌｅｈ℃咖ｅｍｏｆ２０ｍｇ．ｋｇ一１（Ｃｄ）ｗ鹊ｎｏｔｉｎｈｉｂｉｔｅｄ，∞，点ｋ纽口叫ｇ捌ｊ口仉ｃ记缸Ｌｗ鹊ａ∞ｄ扣血吼ｈｙｐ哪ｃｃｌ】ｍｕｈｔｏｒ肌ｄｃｏｕｌｄｂｅ印ｐｌｉｅｄｔｏｐｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｅ（温一ｃｏｎｔａｌ！Ｉｌｉｎａｔｅｄ舳ｉｌｓ．豳羽ｒｏｒｄｓ：＆缸ｔ，“弛疏ｔＩ戤ｃｆｃ缸Ｌ；ｐｈ皿慨唿ｃ硒ｎ；明ｄｎ衄ｍ；ｈｙ岬ｃ∞珊ｌｌ姗土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一．也是人类生态环境的重要组成部分。

超累积植物
目前，已发现400多种植物能够超积累各种重金属。

如半卡马菊、多花鼠鞭草、布氏香芥、塞贝山榄(俗称蓝汁)、杨树、苎麻、月季、油菜、印度芥菜、遏蓝菜、酸模、海州香薷、鸭跖草、密毛蕨、蜈蚣草、大叶井口边草、粉叶蕨、牡蒿、剑叶凤尾蕨、羽叶鬼针草、紫花苜蓿、银合欢、空心莲子草、东南景天、北美车前、北美鬼针草、北美独行菜、一年蓬、裸柱菊、细叶芹、芥子草白麻、普通豚草、颠茄等。

这些植物大多在当地土生土长，可富集镍、镉、铜、钴、锰、铅、硒、砷、锌等元素，净化被这些金属污染的土壤。

苎麻基地遏蓝菜
苋科植物
蜈蚣草
一些超累积植物能同时积累多种重金属，如羊蕨属植物和具有富集重金属特性的苋科植物对土壤中重金属的吸收率达到100%。

在以硫酸盐和磷酸盐为肥
料的情况下，遏蓝菜属的一些栽培变种的茎杆对重金属具有较强的富集能力，苎麻以及一些藻类藻类对重金属具有较强的吸收能力。

因此，利用超累积植物处理重金属污染区是一种比较理想的方法。

已发现的超富集植物
部分重金属的超累积植物mg/kg。

镉（Cd）作为一种高度有毒且生物累积性强的重金属污染物，对植物生态系统构成了严重威胁。

在土壤-植物连续体中，镉因其显著的毒性和流动性，引起了土壤科学家和植物营养学家的广泛关注。

为了深入探究镉对植物生长发育及生理机能的影响，本研究以年轻嫩叶蔬菜品种Eruca sativa（芝麻菜）为对象，通过设计盆栽试验，模拟了不同浓度Cd（0、1.5、6和30 μmol/L）对幼苗的施用情境，对其形态、生理及生化适应性进行了详尽的研究。

研究结果显示，在高镉胁迫下，E. sativa幼苗叶片中镉积累显著增加，这种积累可能会对植物细胞结构和生理功能造成严重干扰。

进一步的分析表明，镉胁迫使光合作用受到了显著抑制，表现为光合速率明显下降，同时，叶绿素a、b以及其他色素含量也出现了不同程度的降低。

这暗示镉可能通过损害光合器官结构、抑制光合色素合成以及破坏光合电子传递链，从而削弱了植物的光合能力。

此外，镉胁迫对植物抗氧化防御系统产生了重大影响。

抗氧化酶活性检测结果显示，抗坏血酸过氧化物酶（APX）、愈创木酚过氧化物酶（GPX）、过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）等抗氧化酶活性在镉处理后均呈现出显著降低的趋势。

这些酶在正常情况下起着清除活性氧、维持细胞内氧化还原平衡的关键作用，其活性的降低表明镉胁迫使植物抗氧化防御系统遭受了严重破坏。

与此形成对比的是，植物体内总抗坏血酸（TAS）的浓度在所有Cd施用水平上均有上升，这可能是植物在响应镉胁迫时的一种自然保护机制，试图通过提高抗坏血酸的含量来抵御镉引起的氧化应激。

然而，抗坏血酸（ASA）和脱氢抗坏血酸（DHA）的变化趋势较为复杂，在1.5μmol/L镉处理时不显著增加，而在6和30 μmol/L处理时表现出显著上升，但在最高浓度30 μmol/L镉处理下并未观察到显著下降。

综上所述，面对镉胁迫，E. sativa幼苗被迫将大量能量从生长转移至抗氧化代谢物和渗透调节物质的合成中，以期对抗镉的毒性效应。

第35卷第8期2015年4月生态学报ACTA ECOLOGICA SINICAVol．35，No．8Apr．，2015基金项目：国家自然科学基金项目（31300581）；国家“十二五”科技支撑项目（2012BAD22B0503）；浙江省重大科技专项重点项目（2012C12909-5）收稿日期：2013-06-10；网络出版日期：2014-05-16*通讯作者Corresponding author．E-mail ：w _yixiang@126．comDOI ：10．5846/stxb201306101560顾翠花，王懿祥，白尚斌，吴建强，杨一．四种园林植物对土壤镉污染的耐受性．生态学报，2015，35（8）：2536-2544．Gu C H ，Wang Y X ，Bai S B ，Wu J Q ，Yang Y．Tolerance and accumulation of four ornamental species seedlings to soil cadmium contamination．Acta Ecologica Sinica ，2015，35（8）：2536-2544．四种园林植物对土壤镉污染的耐受性顾翠花1，王懿祥2，*，白尚斌2，吴建强2，杨一21浙江农林大学风景园林与建筑学院，临安3113002浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室，临安311300摘要：采用模拟Cd 污染土壤培养法，测定了Cd 胁迫下山矾、桑树、绣线菊、山茶4种园林植物幼苗的生长、生物量变化，根茎叶的Cd 含量，光合色素含量与MDA 含量，对耐性指数（Ti ）、转移系数（TF ）、生物富集系数（BCF ）进行了评价。

结果表明：（1）山矾、桑树、绣线菊和山茶的平均耐性指数分别为93．99、82．33、82．10和87．25；（2）4个树种幼苗根茎叶的Cd 含量都随着Cd 处理浓度的增加而增加，转移系数值（TF ）都小于1，转移能力为山矾＞山茶＞绣线菊＞桑树。