最新土壤重金属污染的现状及植物修复研究进展

土壤重金属污染修复技术及其研究进展一、本文概述随着工业化和城市化的快速发展，土壤重金属污染问题日益严重，对生态环境和人体健康构成严重威胁。

因此，研究和发展有效的土壤重金属污染修复技术具有重要的现实意义和深远的社会影响。

本文旨在综述当前土壤重金属污染修复技术的研究进展，包括物理修复、化学修复、生物修复等多种方法，并分析各种技术的优缺点、适用范围和未来发展前景。

本文还将探讨土壤重金属污染修复技术的研究热点和难点，以期为推动该领域的科技进步和实际应用提供有益的参考。

二、土壤重金属污染概述土壤重金属污染是指由于人类活动，如工业排放、农业活动、城市垃圾处理等，将重金属元素引入土壤，导致土壤中的重金属含量超过其自然背景值，进而对土壤生态系统和人类健康造成潜在危害的现象。

重金属元素，如铅（Pb）、汞（Hg）、镉（Cd）、铬（Cr）、砷（As）等，具有生物毒性和环境持久性，难以被微生物降解，且能在食物链中累积，对人类和动物健康构成严重威胁。

土壤重金属污染的来源多种多样，主要包括工业废水排放、固体废弃物堆放、农药和化肥的滥用、大气沉降等。

这些污染源导致重金属在土壤中积累，破坏土壤结构，降低土壤肥力，影响农作物的生长和产量，甚至通过食物链进入人体，造成各种健康问题。

土壤重金属污染的特点是隐蔽性、长期性和不可逆性。

由于重金属在土壤中的迁移转化过程复杂，不易被察觉，往往在被发现时已经造成了严重的生态和健康问题。

重金属在土壤中的半衰期长，不易降解，治理难度大，需要长期持续的修复工作。

针对土壤重金属污染问题，全球范围内已经开展了大量的研究和实践工作。

研究内容包括重金属在土壤中的迁移转化规律、污染风险评估、修复技术研发等。

目前，已经开发出一系列土壤重金属污染修复技术，如物理修复、化学修复、生物修复等，这些技术在不同程度上对土壤重金属污染进行了有效的治理。

然而，由于土壤重金属污染的复杂性和多样性，现有的修复技术仍面临诸多挑战，需要进一步的研发和完善。

重金属污染土壤植物修复技术研究进展植物修复技术是利用植物对土壤污染物的吸收、转运、积累和还原等作用，修复土壤污染的一种环境修复方法。

重金属污染是当前土壤环境面临的一大难题，重金属的无法生物降解特性使其在生物体内持久富集，对环境和人体健康造成严重危害。

重金属污染土壤植物修复技术的研究与应用具有重要意义。

本文将探讨近年来在重金属污染土壤植物修复技术研究方面的进展和成果。

一、重金属污染土壤的植物修复机理植物对重金属的修复主要依靠以下几种机理：1. 植物吸收并富集重金属离子植物通过根系吸收土壤中的重金属离子，并将其富集在地上部分，如叶片、茎秆等。

部分植物拥有较强的吸收能力，能够将土壤中的重金属有效吸收并固定，减少土壤中重金属的含量。

2. 植物根系分泌物对土壤重金属的影响植物根系分泌出的酸性物质和螯合剂等可以改变土壤中重金属的形态，使其不易被植物吸收，从而减轻土壤重金属的毒性。

3. 转运和积累植物可以将吸收的重金属离子通过根系和茎秆等部位转运到叶片等地上部分，从而减少土壤中重金属的含量。

1. 重金属超积累植物的筛选和应用近年来，研究人员通过野外调查和实验室筛选出了一些对重金属具有较强吸收和转运能力的植物，如矿产植物拟南芥、拟南芥、一枝黄花等。

这些植物通过种植在重金属污染土壤中，可以有效吸收土壤中的重金属离子，并将其富集在地上部分，起到净化土壤的作用。

在此基础上，还可以利用这些植物生物材料中的重金属进行资源化利用，例如作为金属离子的吸附剂、生物燃料原料等。

2. 基因工程改良植物修复能力近年来，基因工程技术的进步为重金属污染土壤的植物修复提供了新的途径。

研究人员通过转基因技术，成功将一些与重金属转运、螯合和分泌相关的基因导入植物，使其具有较强的重金属修复能力。

这为植物修复技术的应用提供了新的途径，也为利用转基因植物修复重金属污染土壤提供了可能。

3. 生物炭修复技术生物炭是一种由生物质炭化而成的碳质材料，具有较大的比表面积和孔隙率，能够有效吸附土壤中的重金属离子，并减少其毒性。

重金属污染土壤修复有哪些新进展在当今社会，随着工业化进程的加速和人类活动的频繁，重金属污染已成为土壤面临的严峻问题之一。

重金属在土壤中的积累不仅会影响土壤的质量和生态功能，还会通过食物链传递威胁人类健康。

因此，重金属污染土壤的修复工作至关重要。

近年来，在科研人员的不懈努力下，重金属污染土壤修复领域取得了一系列新的进展。

一、生物修复技术的创新生物修复是利用生物的生命代谢活动来减少土壤中重金属的含量或降低其毒性。

其中，植物修复技术一直是研究的热点。

超富集植物的发现与应用是植物修复技术的重要突破。

一些特定的植物品种，如蜈蚣草对砷、东南景天对锌等具有超强的吸收和富集能力。

通过在污染土壤上种植这些超富集植物，并在其生长周期结束后进行收割和处理，可以有效地去除土壤中的重金属。

微生物修复技术也在不断发展。

一些微生物，如细菌和真菌，能够通过氧化、还原、甲基化和去甲基化等作用改变重金属的形态和价态，降低其生物有效性和毒性。

例如，某些细菌可以将六价铬还原为三价铬，从而减少铬的毒性和迁移性。

此外，基因工程技术的应用为生物修复带来了新的可能性。

通过基因改造，提高植物或微生物对重金属的耐受性和富集能力，有望进一步提高修复效率。

二、化学修复技术的改进化学修复技术主要包括化学淋洗、化学固定和化学氧化还原等方法。

化学淋洗技术在近年来得到了改进。

新型淋洗剂的研发，如整合剂和表面活性剂的优化组合，提高了对重金属的淋洗效率，同时减少了对土壤结构和肥力的破坏。

化学固定技术通过向土壤中添加化学物质，如磷酸盐、石灰等，使重金属形成难溶性化合物，降低其在土壤中的迁移性和生物有效性。

目前，对于固定剂的选择和使用条件的优化研究不断深入，以提高固定效果的稳定性和持久性。

化学氧化还原技术主要用于处理某些特定的重金属污染物，如六价铬。

通过使用合适的氧化剂或还原剂，将高毒性的重金属形态转化为低毒性的形态，从而降低其环境风险。

三、物理修复技术的拓展物理修复技术包括客土法、换土法、电动修复和热脱附等。

我国农田土壤重金属污染现状·来源及修复技术研究综述随着中国经济的快速发展，环境问题逐渐成为人们关注的焦点。

其中，农田土壤重金属污染引起了广泛关注。

本文综述了我国农田土壤重金属污染的现状、来源以及已有的修复技术研究。

一、我国农田土壤重金属污染的现状我国农田土壤重金属污染主要分布在工业发达地区和农业密集地区。

其中，江苏、浙江、广东、河南等省份是我国重金属污染较为严重的地区。

随着工业化进程的加快和不合理的农业生产方式的推广，农田土壤重金属污染问题日益突出。

农田土壤重金属污染主要来源于以下几个方面：1. 工业废弃物排放：工业废弃物中含有大量的重金属，直接或间接排放到土壤中，导致土壤重金属超标。

2. 农药和化肥的使用：许多农药和化肥中含有重金属成分，长期过量使用会导致农田土壤中重金属累积超标。

3. 农作物吸收：农作物生长过程中吸收土壤中的重金属，并进入人体食物链中，造成潜在的食品安全隐患。

二、我国农田土壤重金属污染的修复技术研究当前，我国已经开展了很多农田土壤重金属污染修复技术的研究，主要包括以下几个方面：1. 生物修复技术：利用植物、微生物和动物等生物体对土壤中的重金属进行吸附、还原、转化和稳定化等作用，减少重金属的毒性。

例如，菌根真菌可以与植物共生，促进植物对重金属的吸收及转化。

2. 物理修复技术：采用物理手段改变土壤环境，减少或分离土壤中的重金属。

例如，利用电动力和超声波等技术分离土壤中的重金属。

3. 化学修复技术：通过添加适量的修复剂改变土壤中的重金属形态，减少重金属的毒性。

例如，添加石灰可以提高土壤的pH值，促进重金属的沉淀和吸附。

4. 土地利用调整：合理调整农田的利用方式，减少重金属的暴露和迁移。

例如，将农田改为林地或湿地，减少农作物对重金属的吸收。

三、农田土壤重金属污染修复技术的应用前景农田土壤重金属污染修复技术的研究对于保障农产品质量和人民健康具有重要意义。

未来，应加强农田土壤重金属污染修复技术的研究与创新，提高修复效果和修复速度。

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望重金属污染是指土壤中重金属元素超过环境质量标准，造成土壤质量下降，威胁生态环境和人类健康的现象。

随着工业化和城市化的快速发展，重金属污染问题日益突出，土壤修复技术的研究也变得十分重要。

本文将介绍目前重金属污染土壤修复技术的研究现状，并对未来的发展进行展望。

目前，重金属污染土壤修复技术主要包括化学修复、物理修复和生物修复三种类别。

化学修复是利用化学物质对重金属进行去除或转化的方法。

如酸性沉淀法、络合剂处理法和离子交换等。

这些方法可以降低土壤中重金属的浓度，使其达到环境质量标准，但存在着成本高、易造成二次污染等问题。

物理修复是利用物理手段对土壤中重金属污染物进行分离和处理。

常见的物理修复方法有热处理、稀释和土壤剥离等。

物理修复技术具有操作简单、效果明显等优点，但也存在着耗费能源、长期维护费用高等弊端。

生物修复是利用植物、细菌和真菌等生物体对重金属进行吸附、浓集和转化的方法。

植物修复是目前研究较多的生物修复方法之一，如超富集植物、配合植物修复和种植模拟等。

生物修复技术具有成本较低、环境友好等优点，但需要一定的时间和条件才能达到修复效果。

尽管目前各类修复技术都取得了一些进展，但仍存在一些问题和挑战。

不同重金属的修复效果存在差异，需要因地制宜进行选用。

修复技术在实际应用中还存在着成本高、效果不稳定等问题，需要进一步优化和改进。

修复后的土壤是否能够长期稳定保持修复效果还需要进一步研究。

未来，重金属污染土壤修复技术的发展方向主要体现在以下几个方面。

研究新型修复材料的开发和应用，如纳米材料、化学添加剂和生物胶束等，以提高修复效果和降低成本。

开展修复技术的联合应用研究，如化学修复与生物修复的结合，以充分发挥各自的优势和互补作用。

还应进一步完善修复评估方法和指标体系，以科学评估修复效果和修复成本。

重金属污染土壤修复技术的研究已经取得了一些成果，但仍面临着一些挑战。

未来的发展方向是进一步优化和改进已有技术，并探索新型技术和方法，以提高修复效果和降低成本，为保护生态环境和人类健康作出更大贡献。

土壤重金属污染修复研究进展当前,土壤重金属污染是全球环境保护的重要课题之一。

土壤重金属污染由于其无法逆转、无法快速消失等特点, 对人类生活和生态环境都会造成严重影响。

因此,如何有效地修复土壤重金属污染已成为环境保护领域的研究热点之一。

本文概括了土壤重金属污染修复技术最新进展情况,主要包括生物修复、物理修复和化学修复三类。

一. 生物修复生物修复是利用生物来清除土壤中的污染物的方法, 其优势在于环保、高效、低成本和可持续性。

其中, 植物修复是应用最广泛的生物修复模式之一。

植物可以利用其根系吸收土壤中的重金属, 或者通过吸收重金属后将其积累在植物体内, 以达到修复土壤的目的。

除此之外, 微生物修复也是一种比较有效的生物修复方法。

微生物可以利用重金属进行生长代谢,或者参与土壤中的生物地球化学循环过程, 以缓解土壤重金属的污染问题。

物理修复是利用物理方法将土壤中的污染物进行分离、清除和恢复的方法。

在土壤重金属污染修复中，物理修复技术主要有电化学方法、超声波法和微波法。

电化学方法利用电化学反应的原理,通过电解技术来清除土壤中的重金属。

超声波法和微波法是利用物理声波或微波的振动来分离土壤中的污染物。

三. 化学修复化学修复是利用化学物质来清除土壤中的污染物,其中以化学还原修复和化学氧化修复技术应用比较广泛。

化学还原修复主要是指利用还原剂来将重金属从污染土壤中还原出来。

常用的还原剂有二价亚铁离子和硫化物。

化学氧化修复主要是利用氧化剂来氧化重金属, 从而使其变成不溶于水的物质, 以达到清除污染物的目的。

综上所述,目前土壤重金属污染修复的技术包括生物修复、物理修复和化学修复。

不同的修复技术具有各自的优势和应用场景,在实际中应根据土壤重金属污染的程度和污染物种类的不同选择合适的修复技术。

本文提供了对于土壤重金属污染修复技术的研究进展综述,对于深入探究重金属修复技术及其在环境保护领域中的应用提供了一定的参考。

农田土壤重金属污染修复技术最新研究进展近年来，随着工业化和城市化的加速推进，农田土壤重金属污染问题日益突出。

重金属的长期积累不仅会对土壤质量造成影响，还会影响农作物的生长和品质，从而影响人类的健康与经济利益。

农田土壤重金属污染显然已经成为了不容忽视的环境问题。

为了解决这一问题，科学家们不断在研究中探索出一系列的农田土壤重金属污染修复技术。

本文将对农田土壤重金属污染的现状以及最新的研究进展进行综述。

一、现状1. 重金属污染的来源农田土壤重金属污染的来源主要有两个：一是工业和城市排放的废水、废气和垃圾等经过处理后用于种植。

二是农业生产中使用的化肥、农药等物质中含有重金属物质，长期使用会导致土壤重金属超标。

2. 影响因素农田土壤重金属污染受多种因素的影响，其中包括土壤特性、环境温度、植物类型、降水量、用水量等等。

这些因素的协同作用导致了农田土壤重金属污染与治理的复杂性。

3. 困难和挑战目前，农田土壤重金属污染治理面临着许多困难和挑战。

例如，重金属在土壤中的迁移和转化机制复杂，治理过程中存在技术不成熟和成本高昂等问题，需要进一步研究和探索出更加有效的治理措施。

二、技术进展1. 生物修复技术生物修复技术是指利用植物微生物等生物体对土壤中的重金属进行吸附、浸提、沉淀和还原等作用，降低土壤重金属含量的技术。

其中，植物修复技术主要利用植物的吸附和积累能力，将重金属物质从土壤中吸收到植物体内。

具体来说，植物根系通过吸附、离子交换和化学还原等作用将重金属转化为难溶性的形态，降低重金属的毒性和迁移性。

此外，植物还可以通过释放有益的细菌和真菌等微生物来促进土壤生态系统的调控，从而促进农田土壤的生态修复。

2. 土壤改良技术土壤改良技术是指通过在污染土壤中添加或改良一定材料，如有机物、硅酸钙等，来提高土壤肥力和抑制土壤中重金属的活性，从而加速土壤中重金属的沉淀和固定。

其中，有机改良技术主要是利用有机物的沉降和转化作用构建土壤微生态系统，调节土壤生态环境，从而减少重金属的毒性和迁移性。

工业场地土壤重金属污染现状及修复治理技术研究进展工业场地土壤重金属污染是当前环境保护领域面临的严重问题之一。

工业活动产生的金属废水、废气以及固体废弃物都会导致土壤重金属污染，对人类健康和生态环境造成严重影响。

对工业场地土壤重金属污染的修复治理技术的研究成为当务之急。

本文将探讨工业场地土壤重金属污染的现状，并介绍目前的修复治理技术研究进展。

一、工业场地土壤重金属污染现状工业活动中的重金属主要包括铅、镉、汞、铬、镍等，这些金属具有毒性和蓄积性，会长期残留在土壤中，危害植物的健康生长，甚至对人类健康产生潜在的危害。

目前，全球范围内工业场地土壤重金属污染已成为一个普遍存在的问题。

在我国，工业化进程加快，土壤重金属污染问题尤为突出。

据统计，中国的土壤重金属超标面积已占到全国土地面积的10%以上，且呈逐年增长的趋势。

土壤重金属污染已成为我国环境保护的重点问题之一。

工业场地土壤重金属污染主要来源于工业废水、废气以及固体废弃物的排放，这些污染物在土壤中长期累积，使得土壤中的重金属含量明显超标。

一旦土壤中的重金属超标，将对生态环境和人类健康带来巨大危害。

工业场地土壤重金属污染的修复治理技术的研究显得尤为迫切。

1. 土壤重金属污染修复技术目前，有多种技术可用于工业场地土壤重金属污染的修复，包括植物修复、微生物修复、物理化学修复等。

植物修复技术是指利用某些植物对重金属具有吸附、富集、转运和耐受的特性，通过植物的根系将土壤中的重金属富集到植物体内，达到净化土壤的目的。

目前，已有多种植物被证实对重金属具有较强的富集能力，如柳树、太阳花、石竹等。

微生物修复技术是指通过利用某些微生物对重金属具有还原、氧化、螯合、沉淀等作用，促进土壤中重金属的转化和迁移，从而减少土壤中的重金属含量。

物理化学修复技术也包括吸附剂添加、热处理、电动力等方法，通过改变土壤中重金属的形态和分布状态，降低土壤中重金属的活性和生物有效性，达到修复土壤的目的。

木本植物修复土壤重金属污染的研究进展木本植物修复土壤重金属污染的机制多样性是其重要特点之一。

木本植物修复土壤重金属污染主要通过以下几个方面实现：(1)吸收重金属：木本植物的根系能够吸收土壤中的重金属，将其转运到地上部分，从而降低土壤重金属的含量。

(2)稀释效应：木本植物的生物量增加会导致土壤总重金属浓度的稀释效应。

(3)菌根共生：木本植物与菌根真菌形成共生关系，能够增加根际土壤中的吸附性表面积，从而提高土壤中重金属的吸附能力。

(4)溶解重金属的还原：木本植物的根系分泌物中的物质能够还原土壤中的溶解性重金属，减少其对植物的毒害。

木本植物修复土壤重金属污染的实际应用中，存在一些争议和挑战。

选择适合修复土壤重金属污染的木本植物是一个关键问题。

不同木本植物对重金属的耐受性和吸收能力存在差异，因此需要根据不同污染程度和土壤类型选择合适的木本植物。

木本植物修复过程中出现的重金属毒害问题也需要引起重视。

木本植物在修复土壤重金属污染的过程中，其地上部分可能会积累大量的重金属，如果未经处理直接进入食物链，将对人类健康产生风险。

在使用木本植物修复土壤重金属污染时，应考虑木本植物的种植密度、生长期和收获方法等因素。

近年来，研究人员在木本植物修复土壤重金属污染方面取得了一些重要进展。

通过筛选耐受性较强的木本植物，如杨树、槐树和松树等，能够有效地修复土壤中的重金属污染。

研究人员还通过植物的栽培管理方式、土壤改良剂的应用等技术手段来提高木本植物修复效果。

一些研究还发现木本植物修复土壤重金属污染除了通过吸收重金属外，还能够通过根际土壤微生物的参与，促进土壤中重金属的稳定化和固定化。

木本植物修复土壤重金属污染的研究进展随着工业化的快速发展和人类活动的增加，土壤重金属污染问题日益严重。

重金属污染对土壤环境和生物活动造成了严重的影响，需要采取有效的修复方法来减轻其影响。

木本植物修复土壤重金属污染是一种经济有效且环境友好的方法。

本文将介绍木本植物修复土壤重金属污染的研究进展。

木本植物具有较强的耐受性，可以在重金属污染的土壤中生长和存活。

研究表明，一些木本植物如柳树、杨树、榆树等对铅、镉、铬等重金属具有较好的耐受性。

这些植物能够通过根系吸收和转运重金属离子，将其富集在根部并转移到地上部分，降低土壤中重金属的含量。

木本植物修复土壤重金属污染的机制主要包括吸收和富集、化学还原、酸碱调节等。

木本植物的根系具有较强的吸附能力，能够吸附土壤中的重金属离子。

植物的根系还能通过分泌有机物质来促进土壤中重金属的化学还原，从而降低其毒性。

木本植物的根系还能调节土壤的酸碱度，改善土壤的环境条件，促进重金属的转化和迁移。

木本植物修复土壤重金属污染需要考虑到植物的选择、种植技术、土壤条件等因素。

合理选择木本植物种类是修复成功的关键。

一些快速生长且具有较强耐受性的植物如柳树和杨树被广泛应用于修复重金属污染土壤。

种植技术包括土壤改良、施肥、灌溉等，可以提高木本植物的生存和生长条件。

土壤pH值、有机质含量等也对木本植物修复效果产生重要影响。

木本植物修复土壤重金属污染是一种可行的方法。

通过吸收、富集和转运重金属离子、化学还原、酸碱调节等机制，木本植物能够有效修复土壤重金属污染。

木本植物修复还存在一些问题，如修复时间较长、修复效果受土壤环境的限制等。

未来的研究需要进一步深入探讨，以提高木本植物修复土壤重金属污染的效果。

木本植物修复土壤重金属污染的研究进展随着人类经济的快速发展和城市化进程的加速，土壤重金属污染问题日益突出。

土壤重金属污染是环境问题中的一个重要组成部分，对人类健康、生态系统和社会经济发展都产生了极为严重的影响。

因此，寻求土壤重金属污染控制和修复的途径显得十分必要。

目前，许多研究表明，木本植物修复土壤重金属污染是一种经济、有效的方法。

本文将从木本植物对重金属污染的吸收和积累机制、影响其修复效果的因素以及木本植物修复技术等方面进行探讨。

一、木本植物对重金属污染的吸收和积累机制木本植物对重金属的吸收和积累机制主要包括根系吸收和蒸腾作用。

根系吸收是指重金属通过根系进入植物体内并在植物的各个部位中积累；蒸腾作用是指植物在吸收了重金属之后通过气孔途径释放。

1. 根系吸收木本植物的根系通过以下途径吸收重金属：直接吸收、离子交换和配位吸附。

在直接吸收和离子交换过程中，重金属本身在土壤中以离子形式存在，根系通过渗透作用和离子交换作用将其吸收；在配位吸附过程中，重金属通过大分子有机质和活性氧化铁等物质与根系表面配位，然后由根系吸收入体内积累。

2. 蒸腾作用木本植物的蒸腾作用对重金属的吸收和积累具有一定的作用。

在蒸腾过程中，水分通过根系进入植物体内，将有机物和重金属离子一同吸收入体内，然后通过蒸腾作用将水分和重金属离子释放出来，随着水分的排出，重金属也会被释放出来。

二、影响木本植物修复效果的因素1. 重金属类型和浓度不同的重金属对木本植物的修复效果有很大的影响。

一些物种在吸收铜、铅等重金属的方面表现出良好的效果，而其他物种对有毒重金属的吸收和积累能力较差。

此外，重金属的浓度也会对吸收和积累效果产生影响，当浓度过高时，可能会阻碍植物的生长和发育。

2. 土壤性质土壤的pH值、有机质含量、土壤类型等因素也会对木本植物的修复效果产生影响。

例如，土壤酸性较强时，植物的生长和重金属的吸收都会受到限制；而当土壤中有机质较高时，对木本植物的修复效果有利。

重金属污染土壤植物修复研究进展研究发现土壤，是人类赖以生存地最基本地物质基础.然而，随着人口地不断增长，由于工业三废和农用化学品以及矿区地污染, 有相当数量农田地土壤质量日趋下降.其中，受重金属污染地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到人体健康.更为严重地是这种污染具有长期性、隐蔽性和不可逆性地特点.土壤中重金属不能被生物所降解，因此，寻求缓解或解决此类污染地办法成了全球关注地棘手问题. 当前，修复重金属污染土壤地方法主要有物理化学法和生物学法.物理化学法往往需要改变土壤地原有结构，破坏土壤生态，花费大量地人力和财力，并且有可能会造成二次污染.所以说，物理化学法不能从根本上解决问题，是只治标不治本地方法；而作为生物学方法典范地植物修复法具有不可替代地优势，治理过程对原来地土壤扰动较少，能够逐渐减少甚至清除其中地重金属，且成本低廉，是真正“绿色”且标本兼治地方法.近年来重金属污染土壤地植物修复受到了众多学者地关注.【植物修复地概念】概括地说,植物修复就是利用植物来治理污染了地环境,即利用植物及其根际圈微生物体系地吸收、挥发和转化、降解等作用机理来清除污染环境中地污染物质.广义地植物修复包括利用植物净化空气,利用植物及其根际圈微生物体系净化污水和治理污染土壤.狭义地植物修复主要是指利用植物及其根际圈微生物体系清洁污染土壤.而通常所说地植物修复主要是指利用超积累植物地提取作用去除污染土壤中地重金属,亦即通过重复种植和收获超富集植物将污染土壤中重金属浓度降低到可接受水平.而本文也重点将近些年来有关重金属污染土壤地植物修复地某些研究进展作一概述. b5E2RGbCAP【植物修复地类型】根据修复作用过程与机理,重金属污染土壤地植物修复技术可分为以下三种类型:植物稳定（phytostabilization）指利用植物根际地一些特殊物质使土壤中地污染物转化为相对无害物质地一种方法.植物在植物稳定中主要有两种功能:一是保护污染土壤不受侵蚀,减少土壤渗漏来防止金属污染物地淋移;另一种是通过金属根部地积累和沉淀或根表吸持来加强土壤中污染物地固定.研究发现，铅可与磷结合形成难溶地磷酸铅沉淀在植物根部,减轻铅地毒害;六价铬可被还原为毒性较轻地三价铬.应用植物稳定原理修复污染土壤应尽量防止植物吸收有害元素,以防止昆虫、草食动物及牛、羊等牲畜在这些地方觅食后可能会对食物链带来地污染.然而植物稳定作用并没有将环境中地重金属离子去除,只是暂时将其固定,使其对环境中地生物不产生毒害作用,但并没有彻底解决环境中地重金属污染问题.如果环境条件发生变化，重金属地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地修复方法.p1EanqFDPw植物挥发（phytovolatilization）是指通过植物地吸收促进某些重金属转移为可挥发态,挥发出土壤和植物表面,达到治理土壤重金属污染地目地.有些元素如Ｓｅ、Ａｓ和Ｈｇ通过甲基化挥发,大大减轻土壤地重金属污染.如,Ｂ.ｊｕｎｃｅａ能使土壤中地Ｓｅ以甲基硒地形式挥发去除[14].还有地研究表明烟草能使毒性大地二价汞转化为气态地零价汞[15].Ｒｕｇｈ等将细菌地汞还原酶基因转入Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓｔｆｉａｌｉａｎａ中,发现该植物对ＨｇＣｌ2地抗性和将Ｈｇ2+还原为Ｈｇ地能力明显增强[16]. 这一方法只适用于挥发性污染物，植物挥发要求被转化后地物质毒性要小于转化前地污染物质,以减轻环境危害. 由于这一方法只适用于挥发性污染物，应用范围很小，并且将污染物转移到大气和（或）异地土壤中对人类和生物又一定地风险，因此，它地应用将受到限制. DXDiTa9E3d植物提取（phytoextraction）是指种植一些特殊植物,利用其根系吸收污染土壤中地有毒有害物质并运移至植物地上部,通过收割地上部物质带走土壤中污染物地一种方法.植物提取作用是目前研究最多,最有发展前景地方法.该技术利用地是一些对重金属具有较强忍耐和富集能力地特殊植物.要求所用植物具有生物量大、生长快和抗病虫害能力强地特点,并具备对多种重金属较强地富集能力.此方法地关键在于寻找合适地超富集植物和诱导出超级富集体.RTCrpUDGiT【超积累植物地概念】不管是植物提取，植物稳定，还是植物挥发，寻求具有较强地重金属忍耐及超积累能力地植物种始终是决定污染治理效率地关键. 5PCzVD7HxA超积累植物地定义：超积累植物主要是指那些对某些重金属具有特别地吸收能力,而本身不受毒害地植物种和基因型,即重金属超积累体(Ｈｙｐｅｒａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ).对于不同金属,其超积累植物富集浓度也有所不同.目前采用较多地为Ｂａｋｅｒ和Ｂｒｏｏｋｓ〔6〕所提出地参考值,即把植物地上部(干重)中含Ｃｄ达100μｇ/ｇ,Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ达1000μｇ/ｇ,Ｍｎ、Ｚｎ达10000μｇ/ｇ以上植物称为超积累植物. jLBHrnAILg 【超积累植物筛选原则】植物对土壤重金属污染修复地成效如何主要取决于植物种类地选择.在筛选超富集植物时，必须要考虑到各方面地因素，所选植物不仅要在生理上适应当地受重金属污染地环境，同时还要注意植物修复地效率及其引入后地生态后果地预测等问题.理想地植物类型应具备以下特点：1、超富集植物必须具备地首要条件是其对重金属有较强地耐性，否则就谈不上富集了；2、在现场条件下生长旺盛,或可采用与环境相协调地、经济有效地方法改变现场条件以适于该植物地生长;3、能以所期望地修复作用方式与污染物发生作用;4、多年生、生长快、生物量大,易于收割；5、能在体内积累高浓度地污染物,即使在重金属浓度较低时也有较高地积累速率；6、植物应具有较强大地根系；7、植物吸收地重金属应大多分布在地上部,即有较高地地上部/根系比率，地上部能够较普通作物累积10～500倍以上某种重金属；8、对于病虫害具有较强地抗性或耐性;9、最好能同时积累几种重金属；10、最好是当地品种而不是引入地外来品种，即在引进该物种前要对可能引起地生态后果[生物入侵和基因链地污染]作仔细地考虑；11、管理维护要求低;12、维护费用低，经济上可行；13、最好是具有一定经济价值地植物；xHAQX74J0X【超积累植物筛选地进展】重金属超积累植物筛选地进展：超积累各种重金属地植物不管是植物吸收、挥发还是植物稳定,植物本身地特性是决定污染治理效率地关键.因此,寻找与筛选适宜地植物始终是植物修复研究地一项重要任务. LDAYtRyKfE超富集植物地界定可考虑以下两个主要因素:地上部重金属含量高于地下部分;地上部能够较普通作物累积10～500倍以上某种重金属.对于不同金属,其超富集植物富集浓度也有所不同.目前采用较多地为Ｂａｋｅｒ和Ｂｒｏｏｋｓ〔6〕所提出地参考值,即把植物地上部(干重)中含Ｃｄ达100μｇ/ｇ,Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ达1000μｇ/ｇ,Ｍｎ、Ｚｎ达10000μｇ/ｇ以上植物称为超富集植物. 超积累植物最初是由Minguzzi和Vergnano两人发现地[14].他们当时在生长于意大利Tuscany地区地富镍蛇纹石风化土壤中找到了一种叫AlyssumbertoloniiDesvaux(布氏香芥)地植物.该植物叶片中Ni地含量达到1%(干重). 迄今为止，人们已经发现了近700种超积累植物，其中半数以上属于Ｎｉ超累积植物.Ｎｉ地超积累植物主要是十字花科地庭荠属(Ａｌｙｓｓｕｍ)植物. Wild[15,16]在非洲发现半卡马菊(Dicoma niccolifera)也是一种Ni超积累植物. Cole[17]在澳大利亚发现一种叫Hybantbusfloribundas(lindl.)F.Muell(多花鼠鞭草)地Ni超积累植物.verne和Brooks[18]在其它地方也发现了相同地Ni超积累植物.其干叶中Ni含量达1%,叶灰分中Ni含量达23% Ｒｏｂｉｎｓｏｎ报告了一种高生物量地镍超量积累植物Ｂ.ｃｏｄｄｉｉ,这一植物干物质高达22ｔ/ｈｍ2,植物平均含镍7880ｍｇ/ｋｇ,植株吸收提取镍总量为168ｋｇ/ｈｍ2,按他地计算,仅种植物2年即可把中度镍污染土壤(含镍100ｍｇ/ｋｇ)降到镍含量为59ｍｇ/ｋｇ.远远低于欧盟允许标准75ｍｇ/ｋｇ〔8〕. Jaffre[19]报导了另一种Ni超积累植物-塞贝山榄(Serbertiaaccuminata).该植物俗称“蓝汁”,因其皮割开后有蓝绿汁液分泌出来而得名,汁液中Ni 含量可达25.7%(干重).上述这些发现激起了科学家们地极大兴趣,促使Ni超积累植物地研究飞速地向前发展.Zzz6ZB2Ltk在Ni超积累植物研究快速发展地同时,超积累其它类型地重金属如Cu、Co、Mn、Pb、Se、Cd、As和Zn等地植物也相继被发现[24～28].但相比之下,它们地研究程度远不及Ni超积累植物.杨树可净化镉污染土壤,在一个生长期内可以使土壤镉含量减少0 6-1 2ｐｐｍ;苎麻(Ｂｏｅｈｅｒｉａｎｉｖｅａ)是较强地吸镉、耐镉植物,其根部吸镉率为0 59%.三季茎叶吸镉合计达0 86%,籽实仅0 002%，地上部分0 86%,分别比水稻、大豆高出2 44倍和4 06倍.我国南方一些镉污染区也是苎麻生产基地,水田改旱田后,通过5年改良,土壤镉降低率达27 6%.刘云国等以盆栽法研究了Dendronthen-amorifoliumTzvel,Sabinaprocumbens，osachinensis-Jacq 等10种植物对土壤Cd地吸收及其生物净化效应,试验结果表明:在每千克土壤(风干重)含Cd30mg地处理条件下,短期内未发现植物生长明显受影响现象.在土壤-植物系统中,经过50d 地植物吸收,土壤中地Cd下降幅度最小值为0.354mg/L,最大值为6.3784mg/L,植物体烘到衡重后,茎和叶按2∶1混合,Cd地含量上升幅度最小值为1.7718mg/L,最大值为87.8807mg/L，RosachinensisJacq，CardeniaJasminoidesEuis，AsparaguscochinensisMerr等有较强地抵抗镉污染能力和富集镉地作用,可作为土壤镉污染生物整治地植物[8]. 刘云国等对土壤重金属镉污染地植物修复研究认为,研究地确种供试植物中,月季对Cd地富集能力最强,可作为土壤Cd污染修复植物;栀子等植物富集能力次之,在土壤Cd污染植物修复中,只能作为辅助修复植物.用植物净化土壤Cd污染(30mgCd•kg-1风干土)50d后,土壤Cd浓度下降,其中,用月季修复土壤Cd污染能力最强,铺地柏等修复土壤Cd污染能力次之[9]. 苏德纯等[10]在研究油菜(Ｂｒａｓｓｉｃａｊｕｎｃｅａ)对Ｃｄ地修复时发现,土壤中Ｃｄ浓度在0～20ｍｇ•ｋｇ-1范围内,油菜地地上部生物量、地上部吸收Ｃｄ量对土壤地净化率均明显高于参比超富集植物印度芥,其体内Ｃｄ浓度也和印度芥相当,吸收地Ｃｄ88%以上分布在地上部分,他们认为油菜有较强地耐Ｃｄ毒能力,可作为一种很有潜力地修复Ｃｄ污染土壤地植物. 据Ｚｈａｏ等[23]研究表明,在含Ｃｄ19ｍｇ/ｋｇ地工业污染土壤种植收割天蓝遏蓝菜6次,即可使土壤Ｃｄ一些陆生蕨类植物能从环境中蓄积大量地重金属.产于日本地禾秆蹄盖蕨(Ａｔｈｙｒｉｕｍｙｏｋｏｓｃｅｎｓｅ)能超富集镉,其叶部含镉量可达451～996ｍｇｋｇ(干重),镉地叶部和根部含镉量地比为2 87～30 1[9]. 柬文圣、杨开颜等(2001)首次报道鸭跖草是Ｃｕ地超富集植物,可用于Ｃｕ污染土壤地植物修复,认为铜绿山海洲香薷、鸭跖草、蝇子草、头花寥、滨蒿种群都是Ｃｕ耐性植物,可用于富Ｃｕ土壤如矿业废弃地地植被重建. 唐世荣[16]对中国长江中下游安徽和湖北境内地铜矿区富铜植物ElsholtziahaichowensisSun(海州香薷)、CommelinacommunisLinn(鸭跖草)和RumexacetosaLinn(酸模)进行了系统地调查研究,发现酸模、海州香薷和鸭跖草样本叶片含铜(干重)平均596、157和102μg/g.野外这些植物生长地土壤上铜含量为5000～20000μg/g,因此调查结果未能显示这些植物特殊地超富集能力.应进一步开展这些植物在人工驯化干预下条件下地富集试验,深入揭示这些植物作为超富集植物应用于植物修复地可行性. 笔者在云南绿丰铜矿区调查时发现,该矿附近一些长期废弃地选矿渣上生长着一种蕨类植物密毛蕨(Ｐｔｅｒｉｄｉｕｍｒｅｖｏｌｕｔｕｍ).初步研究表明密毛蕨在铜含量达7554ｍｇｋｇ地土壤中能正常生长,且能从矿渣中蓄积一定量地铜,其叶部器官中铜地含量变化在30ｍｇｋｇ～567ｍｇｋｇ(干重)之间,表现出潜在地应用价值,有关地研究工作还在进行中. Ｌｅｎａ等在美国中部发现地一种蕨类植物能超量积累Ａｓ,当土壤中Ａｓ浓度为15000ｍｇ/ｋｇ时,生长两周后,该植物叶中Ａｓ浓度可达158600ｍｇ/ｋｇ,并且生长迅速[17]. dvzfvkwMI1陈同斌等通过湖南省野外调查和栽培实验,发现砷超富集植物蜈蚣草,其砷地分布规律与普通植物也明显不同,羽片>叶柄>根系,室内栽培实验发现,羽片含砷量可高达5070mg/kg,且蜈蚣草生长快,生物量大,地理分布广,适应性强[5]. 韦朝阳等对位于湖南省一些高砷区地植物和土壤进行了一系列野外调查,研究表明,与砷超富集植物蜈蚣草同属地另一种植物大叶井口边草,对砷也具有显著地富集特征[6]. 我们从1999年开始在中国寻找砷地超富集植物[27,28],在中国首次找到砷地超富集植物ＰｔｅｒｉｓｖｉｔｔａｔａＬ.(蜈蚣草) ，蜈蚣草叶中砷含量高达7234ｍｇｋｇ[24] [29],与美国弗罗里达大学Ｍａ等[30]地发现不谋而合.同时我们还首次发现与Ｐ.ｖｉｔｔａｔａＬ.同属地另一种植物Ｐ.ｃｒｅｔｉｃａＬ.(大叶井口边草)也是一种砷地富集植物[31].Ｆｒａｎｃｅｓｃｏｎｉ等[32,33]在泰国也相继发现Ｐｉｔｙｒｏｇｒａｍｍａｃａｌｏｍｅｌａｎｏｓ(粉叶蕨)也是一种砷地超富集植物，粉背蕨叶部地砷含量高达8350ｍｇｋｇ[22].大叶井边草(Ｐｔｅｒｉｓｃｒｅｔｉｃａ)、Ｐｔｅｒｉｓｌｏｎｇｉｆｏｌｉａ和Ｐｔｅｒｉｓｕｍｂｒｏｓａ地叶部含砷量也可达6200～7600ｍｇｋｇ[23].因此,它们是砷污染土壤植物修复技术地优先选用物种. Ｃｈｅｎ和Ｗｅｉ[24]在中国南方调查发现了包括苎麻、酸模、牡蒿、剑叶凤尾蕨在内地一批Ａｓ超累积植物. 而Pb地超积累植物相对来说很少,原因可能是大多数铅化合物在中性介质中溶解度低以及根系地Pb被硫和磷所沉淀. 刘秀梅等在温室砂培盆栽条件下,研究有两种乡土植物羽叶鬼针草和酸模能够富集重金属铅,对铅有很好地耐性,铅含量是该项研究工作中另四种植物地2～20倍,能把绝大部分地铅迁移到茎叶,可以作为先锋植物去修复被铅污染地土壤[4]. 叶春和以10mmol/LPb(NO3)2处理紫花苜蓿幼苗10d,分析了Pb在紫花苜蓿幼苗根、茎、叶中地积累情况,Pb在根表皮细胞中地亚细胞区域化特点,以及Pb在紫花苜蓿体内地主要存在形式.结果表明,Pb在紫花苜蓿幼苗中积累量(M)特点:M根>M茎>M叶.同时X-ray微区分析显示,胞间隙是紫花苜蓿积累Pb浓度最高地部位,细胞壁和液泡次之,胞质中最低.紫花苜蓿对Pb具有一定地耐受机制,避免其对胞质代谢地毒性.同时紫花苜蓿具有很高地生物量和对Pb较高地富集作用,因此是一种很有利用价值地土壤铅污染修复植物[11]. 张志权等发现耐性木本豆科植物银合欢体内所吸收地有害重金属Pb转移总量80%以上是累积在根和茎中. 空心莲子草(Alternanther-aphiloxeroides) 根、茎、叶中Zn地含量可高达1699.28mg/kg、1108.77mg/kg和753.08mg/kg, Zn地超积累植物主要是芥菜属中地褐蓝菜和Cardaminopsis. 但是,意大利北部某Zn矿上生长地Thlaspirotundifolium积累地Zn浓度超过了8200μg/g(以干重计,Reeves和Brooks,1983a). 龙新宪等[34]最近通过对浙江几个典型铅锌矿区生长地耐性植物地室内水培试验证明,ＳｅｄｕｍａｌｆｒｅｄｉｉＨａｎｃｅ(东南景天)地地上部锌累积量最高可达19090ｍｇ/ｋｇ并生长良好,且地上部与根地锌含量之比大于1. Ｂａｋｅｒ在田间试验显示,某植物Ｔ.ｃａｅｒｕｌｅｓｃａｎｓ在含锌土壤上有较强地吸收能力,当土壤含锌量为444μｇ/ｇ时,其地上部分锌含量为土壤全锌地16倍,是非超积累植物地150倍,吸收全锌量为30.1ｋｇ/ｈｍ2,是欧盟允许施入量地2倍〔7〕. 龙育堂等将Hg污染稻田改种苎麻后,对Hg地净化率达41%. 由于印度芥菜生物量大,并可同时累积相当浓度地Ｐｂ、Ｃｒ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕ和Ｓｅ,因此,国外一些学者选取印度芥菜作为超累积植物进行了研究.在理论研究地同时,他们在植物修复技术地开发与推广方面也做了大量地开创性工作.英国已开发出多种耐重金属污染地草本植物用于污染土壤中地重金属和其它污染物地治理,并己将这些开发出来地草本植物推向商业化进程.美国现有许多土壤污染地区在实施生物修复.rqyn14ZNXI 蒋先军、骆永明(2000)通过引进超累积植物印度芥菜,研究了该植物对铜、锌、镉、铅等金属元素地响应,结果表明,在含Ｃｕ250ｍｇ/ｋｇ、Ｐｂ500ｍｇ或Ｚｎ500ｍｇ/ｋｇ地污染土壤上印度芥菜能够忍耐、正常生长,在含Ｃｄ200ｍｇ/ｇ地土壤上发生镉毒而出现失绿黄化症状,Ｃｄ与中等浓度地Ｚｎ、Ｃｕ、Ｐｈ共存时毒害更为严重,这种植物适合Ｚｎ、Ｃｕ、Ｐｈ中等污染土壤地修复. 水培实验发现,十字花科遏蓝菜属是一种Ｚｎ和Ｃｄ地超积累植物,遏蓝菜地上部分Ｚｎ和Ｃｄ含量可分别达36000ｍｇ/ｋｇ和1140ｍｇ/ｋｇ(干重),且地上部分Ｚｎ含量高达26000ｍｇ/ｋｇ(干重)时植物尚未表现中毒症状[16] 蒋先军等采用温室盆栽试验研究了印度芥菜对土挥以锌镉污染地忍耐、积累能力,以检验这种植物修复Zn、Cd污染土壤地可能性及其潜力.在加入Zn500和1000mgkg-1地土壤中,印度芥菜生长66d后,叶片中积累Zn地平均浓度分别达280和662mgkg-1,地上部带走地Zn分别为每盆2195和3412μg.在加入Cd200mgkg-1地土壤中生长地印度芥菜,叶片中积累Cd浓度为161mgkg-1,地上部带走地Cd 为每盆381μg.和普通植物相比,印度芥菜更能将Zn和Cd从根运输到地上部.Zn500mgkg-1处理地土壤在种植印度芥菜后其NH4NO3提取地Zn显著高于不种植物地处理;土壤添加Cd200mgkg-1地处理NH4NO3提取地Cd也显著高于不种植物地处理,可能地原因是植物根分泌出特殊地分泌物,专一性地螯合溶解根系附近地难溶态Zn和Cd,从而提高土壤溶液中地浓度.印度芥菜对Zn、Cd有较强地忍耐和富集能力,是Zn、Cd污染土壤修复有潜力地植物[10]. 北美车前、北美鬼针草、北美独行菜、一年蓬、裸柱菊、细叶芹等6种杂草对Cu、Pb、Cd和Cr都有较强地耐受和富集能力,且分布于污染程度很高地土壤中. 十字花科遏蓝菜属(Ｔｈｌａｓｐｉｃａｅｒｕｌｅｃｓｅｎｓ)植物是Ｚｎ和Ｃｄ超积累植物,它是一种生长在富含Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ｎｉ土壤地野生草本植物,它地地上部分Ｚｎ含量高达33600ｍｇｋｇ(ＤＷ)和Ｃｄ含量高达1140ｍｇｋｇ(ＤＷ).根据研究结果预算,连续种植该植物14茬,污染土壤中含量从400ｍｇｋｇ(ＤＷ)降低到300ｍｇｋｇ(ＤＷ),而种植萝卜需种植2000茬[9]. 此外,芥子草等植物对于Ｓｅ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｃｄ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｃｕ具有较强地累积能力,生物量较大,具有较好地应用前景.EmxvxOtOco【植物修复地生理机制及其解毒机制】1. 植物根系反应与吸收植物地根系发达,有着极为巨大地根表面积,这有利于吸收土壤地营养物质,然而许多物种在根细胞吸收营养物质地同时,也伴随着吸收重金属化合物.由于植物根系分泌糖类、有机酸、氨基酸、脂肪酸等有机质,降低了根际土壤地ｐＨ值[26],加上植物根系对土壤水分、氧含量、土壤通气性地调适,刺激了根系附近微生物群体地发育,使根际环境成为微生物作用地活跃区域[27],可使金属元素在根际环境得到富集[28],金属元素地赋存形态及其生物有效性增加[29],从而提高植物对元素地吸收、挥发或固定效率[30].当然,由于根表皮细胞周围土壤中地各种微粒物质(如粘性颗粒、腐殖质等)地吸附作用等降低了金属物质地可溶性. 根表皮细胞对大部分金属元素地吸收以主动运输地方式进行,即通过根表皮细胞膜上地转运蛋白系统进行,重金属地吸收也主要依靠这一作用(Ｐａｌｍｇｒｅｎ2001).土壤中有机酸对于根系吸收重金属地效率有显著地促进或抑制作用,如根部大量分泌柠檬酸能够阻碍金属离子特别是Ａｌ3+地吸收,而组氨酸、十二烷基磺酸钠(ＥＤＴＡ)等多数有机酸则促进吸收.土壤ｐＨ值地降低也能明显地增强金属离子地溶解性及转运进入根部地速率,例如当土壤地ｐＨ值低于5时,即使本来是起营养元素作用地Ａｌ3+、Ｍｎ2+等也会因为在体内过度积累而达到毒性水平(Ｍｅａｇｈｅｒ2000,Ｒｏｍｋｅｎｓ等2002).SixE2yXPq52. 由根向叶地传输这种传输主要由2个过程所决定地，即重金属向木质部地运移和通过木质部地通量，而木质部地通量则受到根系压力和蒸腾作用所左右.在大多数情况下，重金属元素也可以通过韧皮部由叶向根地某种程度地循环作用.若重金属元素或其螯合物要进入木质部必须穿透内胚层才能进入根系细胞.虽然木质部装载过程不是很清楚，但大家认为这个过程与植物根系细胞吸收过程不同.木质部装载过程和被通过ATP蛋白酶质子泵地运作在木质部薄壁细胞产生地膜负电位激活，这种木质部装载可以通过阳离子—质子对向运输，阳离子---ATP或离子通道实现.L等人指出在超累积植物T木质部伤流液中锌地浓度比非积累植物T2高出了7到10倍.木质部游离组氨酸浓度与超积累植物镍地浓度之间呈很好地相关关系.这种相关关系表明组氨酸可能与镍形成熬合物而有助于镍在木质部地浓度之间呈很好地相关关系.这种相关关系表明组氨酸可能与镍形成熬合物而有助于镍在木质部地装载.由于镍比锌和钴更加易与组氨酸形成熬合物，因此，超积累植物呈现出对镍地选择吸收富集特性.（重金属在植物里地转移及其有机螯合剂地作用）6ewMyirQFL3. 解毒机理（络合、区室化、生物转化、细胞修复）大多数重金属离子对植物都具有毒害作用,进入细胞后使胞内酶和具有重要生理功能地蛋白发生不可逆地变性.即使是植物必需地重金属离子如铜和锌,浓度高时对一般植物地毒害也是致命地[14].所以重金属离子超富集植物用以抵御重金属离子毒性地分子和生理机制对于我们成功地培育对重金属离子具有高耐受性地植物十分重要.重金属离子超富集植物对重金属离子地抗性机理主要包括以下几个方面: 3. 1离子区隔化作用(ｉｏｎｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔａｌｉｚａｔｉｏｎ):植物能够将进入其细胞内地重金属离子屏蔽进入液泡内.在这一过程中液泡膜上地重金属离子/氢离子反向转运蛋白(ａｎｔｉｐｏｒｔｏｒ)和依赖于ＡＴＰ地质子泵起着主要地作用. 在Ｃｄ2+诱导下,可以从植物细胞中分离出两种ＰＣ＿Ｃｄ复合物:贫硫地低分子量ＰＣ＿Ｃｄｓ复合物(ｌｏｗｍｏｌｅｃｕｌｅｒｗｅｉｇｈｔ,ＬＭＷ)和富硫高分子量ＰＣ＿Ｃｄｓ复合物(ｈｉｇｈｍｏｌｅｃｕｌｅｒｗｅｉｇｈｔ,ＨＭＷ).这两种复合物作为载体和清道夫将原生质内地重金属运输至液泡.类似地解毒机制亦存在于裂殖酵母Ｓ.ｐｏｍｂｅ中.一种Ｓ.ｐｏｍｂｅ地突变体对Ｃｄ2+高度敏感.研究表明它们由于某种基因地缺失而不能像正常菌体合成ＰＣ＿Ｃｄｓ复合物.后来通过对可富集重金属植物地研究,已分离出这种编码液泡膜蛋白地基因—ｈｍｔ1(ｆｏｒｈｅａｖｙｍｅｔａｌｔｏｌａｒａｎｃｅ).该基因地蛋白产物是一种依赖ＡＴＰ地运输蛋白家族成员,可将原生质中地ＰＣ＿Ｐｄｓ复合物运入液泡(Ｏｒｔｉｚ等,1992). 将烟草和大麦中分离出地完整地液泡暴露于Ｚｎ2+中,结果表明液泡中有Ｚｎ2+地积累.这一结果在高耐受重金属地遏蓝菜属植物地根和地上部中再次得到证实.将紫羊茅草(Ｆｅｓｔｕｃａｒｕｂｒａ)用Ｚｎ2+胁迫,发现其分生组织液泡体积明显增加(Ｓａｌｔ等,1998).以上证据表明通过液泡将重金属区室化是植物重金属抗性地重要机制. 3.2 螯合作用(ｃｈｅｌａｔｉｏｎ):植物对重金属离子地螯合作用是指植物体内地重金属离子配体(蛋白)对其具有高度特异性地亲和作用以形成复合体,从而减少自由重金属离子在植物体内地浓度和降低其毒性.目前在植物中发现两种主要地重金属结合肽,即金属硫蛋白(Ｍｅｔａｌｌｏｔｈｉｏｎｅｉｎ,简称ＭＴ)和植物络合素(Ｐｈｙｔｏｃｈｅｌａｔｉｏｎ,简称ＰＣ). Ｍａｒｇｏｓｈｅｓ和Ｖａｌｌｅｅ(1957)首次在马肾中提取出一种重金属结合蛋白并命名为“金属硫蛋白”(简称ＭＴ).目前在藻类,动物及高等植物都发现了ＭＴ.ＭＴ是一类由基因编码地低分子量地富含半胱氨酸地多肽,可通过半胱氨酸残基上地巯基与重金属结合形成无毒或低毒络合物,从而清除重金属毒害作用.最近研究表明,拟南芥菜(Ａ.ｔｈａｌｉａｎａ)地ＭＴ地ｍＲＮＡ表达水平与重金属抗性呈正相关(Ｍｕｒｐｈｙ和Ｔａｉｚ,1995). 然而在高等植物中分离到最多地一种重金属结合肽,是植物络合素即ＰＣ.ＰＣ是一类酶促合成地低分子量地富含半胱氨酸地多肽(Ｇｒｉｌｌ和Ｗｉｎｎａｃｋｅｒ,1985).多种重金属离子可诱导ＰＣ地合成,例如Ｃｄ2+、Ｃｕ2+、Ａｇ+、Ｈｇ2+、Ｐｂ2+和Ｚｎ2+等,并能与ＰＣ形成复合物(Ｍａｉｔａｎｉ,1996).研究表明ＰＣ与重金属解毒有关. 此外在植物细胞内还可形成肌醇六磷酸锌,碳酸脂铅盐和硅酸脂铅盐,这些螯合物地形成可能在这类重金属地解毒机制中起作用 3.3生物转化作用(ｂｉｏｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ):进入植物体内地重金属离子由于被还原或被整合到有机物质中去,从而大大地降低其毒性和活动能力.有些金属如Ｃｒ、Ｓｅ、Ａｓ等地毒性可通过在植物体内化学还原作用或使金属与有机化合物结合而得到缓解.通常过量地Ｓｅ之所以对大多数植物造成毒害主要是因为其代谢生成硒代胱氨酸和硒代甲硫氨酸,而这两种物质可分别代替胱氨酸和甲硫氨酸参与蛋白质合成导致细胞受害.一种高富集Ｓｅ地黄芪属植物通过使Ｓｅ形成甲基硒代胱氨酸或硒代胱硫醚,以减少Ｓｅ嵌入蛋白质地量,从而使该植物可耐受高含量地硒而不发生毒害(Ｌａｕｃｈｌｉ,1993).最近在该黄芪属植物中分离出一种催化硒代胱氨酸甲基化地酶.也有报道指出其它几种高耐受Ｓｅ地植物品种可通过选择其它地甲硫氨酸合成途径或避免合成Ｓｅ地毒性衍生物＿硒代甲硫氨酸而降低Ｓｅ地毒害作用.从有机砷可作为除草剂得知,砷对许多植物有毒,但一种海洋巨藻可将Ａｓ整合入某种脂类而解毒.陆生植物砷地解毒机理目前尚不清楚(Ｌａｕｃｈｌｉ,1993). kavU42VRUs3.4细胞修复机制(ｃｅｌｌｕｌａｒｒｅｐａｉｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ):即植物细胞能够修复其被重金属离子破坏地细胞膜而维持其正常地生物学功能[17,18].铜毒害导致膜损伤.植物对高浓度铜地基本抵御机制便是增加原生质膜地抗性及原生质膜地。

我国农田土壤重金属污染现状及治理研究进展朱雅琪1，2巫静1，2*余震1，2邓玉1，2刘德洪1，2徐长林1，2吕亚辉1，2杨国义1，2（1广东省科学院生态环境与土壤研究所/广东省农业环境综合治理重点实验室，广东广州510650；2华南土壤污染控制与修复国家地方联合工程研究中心，广东广州510650）摘要农田土壤重金属污染导致农作物重金属含量超标，这些重金属随食物链进入人体，对人体健康造成危害。

了解农田土壤重金属污染现状、重金属污染对农作物的危害以及污染农田的治理方法，对保障饮食安全具有重要意义。

本文综述了我国农田土壤重金属污染现状，阐述了农田土壤重金属污染可能对农作物造成的影响，概括了目前农田土壤重金属污染的主要治理方式，分析了这些治理方式的差异性和优缺点，并对未来农田土壤重金属污染治理的方向进行了展望，以期为我国农田土壤重金属污染治理的进一步研究提供参考。

关键词农田土壤；重金属污染；现状；污染治理；土壤修复中图分类号X53文献标识码A文章编号1007-5739（2024）05-0115-04DOI ：10.3969/j.issn.1007-5739.2024.05.029开放科学（资源服务）标识码（OSID ）：Current Situation and Control Research Progress on Heavy Metal Pollution in FarmlandSoil in ChinaZHU Yaqi 1,2WU Jing 1,2*YU Zhen 1,2DENG Yu 1,2LIU Dehong 1,2XU Changlin 1,2LYU Yahui 1,2YANG Guoyi 1,2(1Institute of Eco-environmental and Soil Sciences,Guangdong Academy of Sciences/Guangdong Key Laboratory ofIntegrated Agro-environmental Pollution Control and Management,Guangzhou Guangdong 510650;2National-Regional Joint Engineering Research Center for Soil Pollution Control and Remediation in South China,Guangzhou Guangdong 510650)AbstractHeavy metal pollution in farmland soil leads to excessive heavy metal content in crops,which entersthe human body along the food chain and poses a threat to human health.Understanding the current situation of heavy metal pollution in farmland soil,the harm of heavy metal pollution to crops,and the control methods for polluted farmland are of great significance for ensuring food safety.This paper reviewed the current situation of heavy metal pollution in farmland soil in China,elaborated the potential impact of heavy metal pollution on crops,summarized the main control methods for heavy metal pollution in farmland soil,analyzed the differences,advantages and disadvantages of these control methods,and prospected the future direction of heavy metal pollution control in farmland soil,so as toprovide references for further research on the control of heavy metal pollution in farmland soil in China.Keywordsfarmland soil;heavy metal pollution;current situation;pollution control;soil remediation基金项目国家自然科学基金（42077093）；中山市社会公益科技研究项目（2018B1014）。

农田土壤重金属污染修复技术最新研究进展1. 引言1.1 研究背景农田土壤是农业生产的基础，然而受到重金属污染的影响，农田土壤的质量遭受损害，对农作物的生长和发育造成了严重影响。

重金属是一类具有较高毒性和持久性的污染物质，包括铅、镉、汞等元素，它们在土壤中的积累会对土壤生态系统造成不可逆转的破坏。

随着工业化进程的加快和化肥、农药的大量使用，农田土壤重金属污染问题逐渐凸显出来。

研究表明，重金属污染会导致土壤微生物的丰富度和多样性减少，影响土壤呼吸作用和养分循环，降低土壤的肥力和生产力。

由于植物对重金属的吸收和富集能力，农作物的重金属超标问题也日益普遍。

面对农田土壤重金属污染的严峻形势，科研人员们积极探索各种修复技术和方法，以恢复土壤的健康和生产力。

本文将就农田土壤重金属污染的修复技术最新研究进展进行系统综述，从而为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。

1.2 研究目的研究目的主要是为了探讨农田土壤重金属污染修复技术的最新进展和未来发展趋势。

通过系统性地总结和分析相关文献，深入了解不同修复技术对于农田重金属污染土壤的作用机制，以及它们在实际应用中的效果和局限性。

通过比较各种修复技术的优缺点，我们可以为农田土壤重金属污染修复技术的选择和优化提供科学依据。

本研究还旨在探讨植物修复技术和微生物修复技术在农田土壤重金属污染修复中的应用前景，为进一步推动农田土壤环境修复技术的发展和应用提供指导。

最终目的是为了促进农田土壤的生态环境恢复，保障农产品质量和农业可持续发展。

2. 正文2.1 重金属污染对农田土壤的影响重金属污染对农田土壤的影响是一个严重的环境问题，会影响农作物的生长和质量，同时也会危害人类健康。

重金属如铅、镉、汞等在土壤中积累过多会导致土壤酸化、微生物死亡、植物缺乏营养等问题，进而影响农作物的产量和质量。

重金属还可能通过农作物的吸收进入人体，引发健康问题，如中毒、癌症等。

农田土壤中的重金属污染不仅对农业生产造成负面影响，也对生态环境产生破坏。

重金属污染土壤的植物微生物联合修复研究进展一、本文概述随着工业化进程的加快，重金属污染问题日益严重，尤其是在土壤中的累积，对生态环境和人类健康造成了严重威胁。

重金属污染土壤修复已成为环境保护领域的研究热点。

在众多修复技术中，植物微生物联合修复技术因其环境友好、成本低廉和可持续性强的特点，受到了广泛关注。

本文旨在对重金属污染土壤的植物微生物联合修复技术的研究进展进行综述，以期为相关领域的研究提供参考和借鉴。

本文将介绍重金属污染土壤的来源、特点及其对生态环境和人体健康的影响，阐述重金属污染土壤修复的重要性和紧迫性。

本文将重点介绍植物微生物联合修复技术的原理、机制及优势，包括植物提取、植物稳定和微生物降解等作用方式。

在此基础上，本文将综述近年来植物微生物联合修复技术在重金属污染土壤修复中的应用实例和效果，分析其在不同土壤类型和重金属种类下的适用性。

本文将探讨植物微生物联合修复技术面临的挑战和未来的发展方向，以期为该领域的研究提供新的思路和方法。

二、重金属污染土壤的来源与影响重金属污染土壤的来源多种多样，主要包括工业废水排放、矿山开采、农药和化肥的滥用、城市污泥和垃圾的不当处理等。

这些活动将重金属如铅、汞、铬、镉等释放到环境中，通过水、空气和生物链等途径进入土壤，导致土壤重金属含量超标。

重金属在土壤中不易降解，且易被植物吸收，从而通过食物链危害人类健康。

重金属污染土壤对生态环境和人体健康产生了深远影响。

重金属污染会降低土壤质量，破坏土壤结构，影响土壤微生物的活动，从而影响到土壤的生物地球化学循环。

重金属污染会影响植物的生长和发育，抑制植物对营养元素的吸收，甚至导致植物死亡。

重金属还可以通过食物链进入人体，对人体健康产生危害，如引发肾脏、肝脏、神经系统等疾病。

因此，研究和开发有效的重金属污染土壤修复技术，对于保护生态环境和人类健康具有重要意义。

植物微生物联合修复技术作为一种新兴的修复方法，具有修复效果好、环境友好、成本低等优点，已成为当前重金属污染土壤修复研究的热点和前沿领域。

农田土壤重金属污染修复技术最新研究进展农田土壤重金属污染一直是农业生产面临的严重问题之一。

重金属污染不仅会影响作物的生长和品质，还会对人体健康产生潜在的威胁。

农田土壤重金属污染的修复技术一直受到科研人员和农业生产者的关注。

近年来，随着科学技术的不断发展，农田土壤重金属污染修复技术取得了一些重要的研究进展，本文将对这些最新的研究进展进行详细介绍。

一、物理修复技术物理修复技术是指通过物理手段将土壤中的重金属污染物与土壤颗粒分离，以达到减少土壤中重金属污染物浓度的目的。

目前，常用的物理修复技术包括超声波清洗、磁选法和电动修复法等。

超声波清洗是利用超声波对土壤中的重金属污染物进行分离的一种修复技术。

磁选法则是通过外加磁场使得土壤中的重金属污染物与磁性颗粒结合，并进一步分离。

电动修复法则是利用电场作用使得土壤中的重金属离子向阳极或阴极移动，从而实现重金属污染物的分离和去除。

这些物理修复技术在一定程度上可以减少土壤中重金属污染物的浓度，但是仍然存在着工艺复杂、成本高等问题，因此在实际应用中还存在一定的局限性。

化学修复技术是指利用化学物质对土壤中的重金属污染物进行稳定化或转化的修复技术。

常用的化学修复技术包括添加吸附剂、添加螯合剂和添加还原剂等。

添加吸附剂是通过向土壤中添加具有较强吸附能力的物质，如活性炭、粘土等，吸附土壤中的重金属污染物，从而减少其活性。

添加螯合剂则是利用螯合剂与重金属离子形成不溶性或稳定性较强的络合物，降低重金属离子的活性。

添加还原剂是利用还原剂将土壤中的重金属离子还原为不活性沉淀形式，从而减少其毒性。

植物修复法是通过选择具有较强耐重金属能力的植物，种植在受重金属污染的土壤中，利用植物的吸收、富集和转运机制来减少土壤中的重金属污染物。

微生物修复法则是利用具有重金属耐受能力的微生物菌种，通过生物吸附、生物转化等方式将土壤中的重金属污染物降解或转化为无害物质。

生物修复技术是当前研究热点之一，它不仅可以有效地修复土壤中的重金属污染物，还具有环保、成本低廉等优点，因此在实际应用中具有广阔的前景。

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望重金属污染是目前全球环境保护的重大问题之一。

重金属具有较强的毒性和生物积累性，对土壤和水体造成严重污染，危害人类健康和生态环境。

重金属污染土壤的修复成为环境科学领域的研究热点。

本文将围绕重金属污染土壤修复技术的现状与展望展开讨论。

一、重金属污染土壤的现状重金属是一类密度大于5g/cm3的金属元素，具有较强的毒性和生物积累性。

在工业生产和人类活动中，重金属通过废水、废气和固体废物的排放进入土壤和水体中，导致土壤污染。

重金属污染对土壤的物理性、化学性和生物性都会造成严重破坏，影响土壤的生产力和生态功能。

镉污染土壤会导致作物吸收镉元素，造成人体健康问题；铅污染土壤会影响土壤微生物的活性和作物的生长。

重金属污染土壤的修复迫在眉睫，成为环境科学研究的重要课题。

二、重金属污染土壤修复技术的现状目前，重金属污染土壤的修复技术主要包括生物修复、化学修复和物理修复三大类。

1. 生物修复技术生物修复技术是利用微生物、植物或动物等生物体对重金属进行修复的方法。

常见的生物修复技术包括菌相协同修复、植物吸附和积累修复、土壤动物生物修复等。

菌相协同修复技术通过微生物的作用，将土壤中的重金属形成难溶于水的化合物，从而减少重金属对植物和土壤微生物的危害。

植物吸附和积累修复技术则是通过植物的根系吸收土壤中的重金属，并转运到地上部分，从而净化土壤。

土壤动物生物修复技术也是一种有效的修复方法，通过土壤中的蚯蚓、蠕虫等生物的活动，促进土壤中重金属的迁移和转化。

2. 化学修复技术化学修复技术是利用化学物质对重金属进行修复的方法。

常见的化学修复技术包括盐基固化、还原沉淀、络合剂等。

盐基固化技术是利用石灰、氢氧化钙等碱性物质，与重金属形成难溶性化合物，将重金属固化在土壤中。

还原沉淀技术是通过还原剂和沉淀剂将土壤中的重金属转化为难溶性或不溶性的物质，达到修复土壤的目的。

络合剂技术则是通过添加络合剂，使重金属形成络合物，并减少其对土壤的毒害。