重金属的植物修复
摘要
本文综述了重金属植物修复的基本机理、 目前的进展和展望。 目前植物修复重金属主要 包括了植物提取、植物挥发、植物固化和根系过滤等几种技术，通过在植物体吸收转化、与 植物体内物质络合和转化为挥发性物质进入大气等机理减轻重金属的污染程度。 重金属种类 及其形态、温度、 pH
和根系微生物等因素都会影响植物修复的效率。植物修复与传统的修 复技术相比，具有很大的优越性，但同时也有其局限性。
关键词： 重金属污染，植物修复，超积累植物
引言
随着工业的发展， 土壤和水域的重金属污染已成为全球一个严峻的问题。 据统计， 我国 约有3万多hm2土地受汞的污染，有1万多hm2土地受镉的污染，每年仅生产“镉米”就达 5万
t以上，而每年因污染而损失的粮食约 1200万t⑴。重金属污染具有稳定性高、不可逆和后果
严重等特点至今没有找到理想的治理方法， 而传统的工程、 物理和化学等手段因耗资大、 易 产生二次污染等原因限制了其在修复重金属上的应用， 因此需要探索在不破坏生态环境的情 况下治理重金属污染的新途径 1 2。
植物修复 (Phytoremediation )是利用绿色植物来转移、容纳或转化土壤或水体中的污染 物使其对环境无害 3。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。 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 ,也是一门正在崛起并涉及
土壤学、植物学、分子生物学、基因工程学、环境工程等多门学科的新兴边缘学科。它具有 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。自 20 世纪 90 年代以来 ,植
物修复成为环境污染治理研究领域的一个前沿性课题 4。
植物固化指的是利用植物根际的一些特殊物质使土壤中污染物转化为相对无害物质的 一种方法，从而减少其对环境和人类健康的风险。在这过程中土壤重金属的含量并不减少， 只是暂时将其固定，其中包括分解、螯合、氧化还原等多种过程。 Salt D. E.等人在1995通过
农田土壤重金属修复方法
农田土壤中的重金属污染是近年来农业面临的一个严重问题。重金属的积累会对农作物的生长发育和人体健康产生不良影响。因此，为了保护农田土壤和农产品的质量安全，重金属修复成为一项迫切需要解决的任务。
重金属修复方法可以从物理、化学和生物三个方面入手。物理修复主要通过土壤改良和土壤修复技术来降低重金属的含量。常见的物理修复方法包括土壤剖面改良、覆盖层添加和土壤深翻等。土壤剖面改良是通过在农田土壤中加入石灰、石粉等物质，以提高土壤的酸碱度，从而降低重金属的活性。覆盖层添加是在农田土壤表面覆盖一层防渗膜或覆土层，以减少重金属的渗透。土壤深翻是将重金属污染的土壤与新的土壤混合，以降低重金属的浓度。
化学修复是通过添加化学物质来改变土壤中重金属的形态和活性。常见的化学修复方法包括添加螯合剂、添加促进剂和添加吸附剂等。螯合剂可以与重金属形成络合物，降低其毒性。促进剂可以改变土壤中重金属的化学形态，使其转变为难溶于水的形式，从而减少其毒性。吸附剂可以吸附土壤中的重金属，使其形成不活性的复合物，减少其迁移和转化。
生物修复是利用植物和微生物来修复重金属污染的土壤。植物修复可以通过植物的吸收、积累和转运等过程来减少土壤中重金属的含量。一些具有超富集能力的植物，如拟南芥、剑麻等，被广泛应用于农田土壤重金属修复。微生物修复则是利用微生物的代谢活性和生物转化能力来降解土壤中的重金属。一些具有重金属耐受性和转化能力的微生物，如硫酸还原菌、浸出菌等，可以有效地减少土壤中重金属的含量。
除了物理、化学和生物修复方法，还可以结合使用多种修复技术来提高修复效果。例如，可以先采用物理修复方法降低重金属的活性，然后再利用化学和生物修复方法彻底降低土壤中重金属的含量。此外，修复过程中的监测和评估也是非常重要的，可以通过采集土壤和植物样品，进行重金属含量的分析和评估，以确保修复效果的可靠性和持久性。
农田土壤重金属修复是一项复杂而重要的任务。通过物理、化学和生物修复方法的综合应用，可以有效地降低农田土壤中重金属的含量，保护农作物的生长和人体的健康。在实际操作中，需要结合具体情况选择适当的修复方法，并进行定期的监测和评估，以确保修复效果的可靠性和持久性。
植物修复土壤重金属污染综述
1前言
1.1 土壤重金属污染的现状与危害
土壤是人类获取食物和其他再生资源的物质基础1，是人类赖以生存的自然环境和农业生产的重要资源。世界面临的粮食、资源和环境问题与土壤密切相关2。然而近年来，由于工农业的发展，土壤环境污染日严重。含重金属污染的农田灌溉，农药和化肥的施用，工业污泥和垃圾农用，大气中的污染物沉降，采矿冶炼，电子、制革和染料等工业产生的三废及汽车尾气排放等等都使土壤中的重金属急剧增加，已远远超过土壤的自净能力。土壤的重金属污染使得土壤肥力退化、作物产量与品质降低、恶化水环境，并能通过重金属在作物的可食部位过量积累后再通过食物链严重地威胁着人类的健康3.1.2污染土壤的植物修复途径
环境的重金属污染是一个全球性的难题4。自然净化过程十分漫长，一般需要成千上万年的时间。在人类不断探索寻求治理环境中重金属污染的进程中，经历了传统的方法包括客土法，淋溶法等物理方法以及生物还原法，络合浸提法等化学方法，然而这些方法不仅成本昂贵，需要特殊的仪器和专业人员，而且对大面积的污染无可奈何，更不能从根本上解决问题;人们不得不寻找新途径，而对环境保护的日益重视又催生着成本低廉，方便可行的新方法的产生，在这种形势下，植物修复应运而生。植物修复是指在不破坏土壤生态环境的情况下，利用自然生长的植物根系从土壤中提取有害物质并大部分转移至地上部。人们发现植物吸收重金属元素具有很强的选择性，有些植物甚至显示超积累功能，即对某些重金属元素的吸收超过一般植物的100倍以上，其中超积累植物积累的Co、Ni、Cr、Cu、Pb的含量一般在0.1%以上，积累的Mn、Zn一般在1%以上。超积累植物像一个太阳能驱动泵将土壤中的过量元素不断地泵到植物体内，使得植物修复重金属污染土壤成为可能。
与传统的物理化学方法治理土壤污染的技术相比，植物修复具有无可比拟的优点:(1)成本低廉，利用自然植物，通过传统的农业种植方法即可。在某些情况下还可以从富含金属的植物残体中回收贵重金属，取得直接的经济效益;(2)对环境扰动少，在不破坏生态环境的基础上进行原位修复;(3)植物本身对环境具有净化和美化作用，更易被社会所接受;(4)植物修复过程也是土壤有机质含量和土壤肥力增加的过程，无须进行二次处理即可种植其他植物。
土壤重金属治理方法
一、土壤重金属治理的紧迫性。
1.1 土壤是万物生长的根基，就像咱们的老祖宗说的“皮之不存，毛将焉附”。可现在啊，土壤被重金属污染这个事儿，那可真是个大麻烦。重金属在土壤里就像一群不速之客，赖着不走，还到处搞破坏。
1.2 这些重金属污染了的土壤，种出来的庄稼可能就不健康，咱们吃了这样的粮食，身体也会出问题。这就像一个恶性循环的怪圈，必须得打破它。
2.1 物理治理法。
2.1.1 换土法。这就好比给土壤做个大手术，把被污染的土挖走，换上干净的土。不过这方法成本高啊，就像买东西一样，好是好，但得花不少钱，不是所有地方都能这么干的。
2.1.2 热脱附法。简单说就是给土壤加热，让那些重金属受热后从土壤里跑出来。这就像把藏在被窝里的小虫子给烤出来一样，但这个方法也有局限性，设备要求高，能耗大。
2.2 化学治理法。
2.2.1 化学淋洗法。用一些化学试剂像洗洁精洗碗一样，把土壤里的重金属洗出来。可是呢，这化学试剂要是选不好，可能又会带来新的污染，就像拆东墙补西墙，得不偿失。
2.2.2 固化稳定化法。把重金属在土壤里固定住，不让它们到处乱跑。这有点像给调皮的孩子上了个枷锁，但这也不是一劳永逸的办法，时间长了可能会失效。
2.3 生物治理法。 2.3.1 植物修复法。这是个很神奇的方法，利用一些特殊的植物，像超富集植物，让它们把土壤里的重金属吸收到自己身体里。这些植物就像土壤的小卫士，默默地为土壤解毒。不过这方法比较慢，就像小火慢炖，得有耐心。
2.3.2 微生物修复法。微生物就像土壤里的小工匠，它们可以通过自身的代谢作用把重金属转化或者固定。但是微生物很脆弱，环境条件一变，可能就不好好工作了，就像人一样，心情一不好就不想干活。
三、综合治理的必要性。
3.1 单一的治理方法往往都有这样那样的缺点，就像一个人只有一只手，做事总是不那么方便。所以啊，把多种方法结合起来用，就像一个团队合作一样，能发挥出更大的力量。
