重金属超富集植物及植物修复技术研究进展

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，本文拟就国内外在这一领域的研究进展作一简要综述。  

重金属污染土壤修复技术研究的现状与展望

目前重金属污染土壤的修复主要采用物理化学技术和植物修复技术，根据其作用和过程和机物，物理化学技术主要包括化学固化，土壤淋洗和动电修复；植物修复技术包括植物稳定，植物挥发和植物提取，本文就各种修复技术的原理，优缺点，实用性及其国际研究与发展动态作一简述。  

植物修复──重金属污染土壤整治有效途径

系统论述了重金属污染土壤植物修复的概念、原理、方法与研究动态，列举了污染土壤植物修复的一些实例。探讨了土壤重金属超富集植物的类型、特点、应用潜力以及基因工程等现代生物技术的应用、效果与最新展望，为土壤污染的综合整治及生态修复提出了新的思路。  

富营养化水体的水生植物净化试验研究

利用水生植物净化和底泥遮蔽的方法对养鱼池的富营养化水体进行控制研究．结果表明，金鱼藻等6种水生植物对水中总氮、总磷和硝态氮有较好的去除效果，而以狐尾藻和微齿眼子菜两种效果最好，1个月后对总氮的去除率分别为83．84％和77．54％，对硝态氮的去除率分别为95．85％和90．65％，磷的去除率都达到了91．7％．但对氨氮的去除效果稍差，1个月时去除效果只有14％～70％．底泥进行塑料遮蔽处理后在前期(15～20d)能控制底泥中营养盐的释放，但不能保持长久；并在后期表现出“补偿效应”．试验结果还表明。水生植物能有效提高水体透明度和水体观感，但对改善COD和DO的效果不明显．  

重金属污染土壤植物修复基本原理及强化措施探讨

阐述了植物修复的基本概念及主要作用方式 ,并从土壤中重金属存在形态 ,植物对重金属吸收、排泄和积累以及植物生物学特性与植物修复的关系等方面讨论了重金属污染土壤植物修复的基本原理及局限性和限制性因素 ,从超富集植物性能强化和技术强化两方面探讨了植物修复的强化措施 ,并指出与现代化农业技术相结合是植物修复重金属污染土壤大规模商业应用的一条捷径  

植物对重金属的吸收和分布

植物修复是利用植物来清除污染土壤中重金属的一项技术。该技术成功与否取决于植物从土壤中吸取金属以及向地上部运输金属的能力。植物对金属的吸收主要取决于自由态离子活度。许多螯合剂能诱导植物对重金属的吸收。金属离子在液泡中的区域化分布是植物耐重金属的主要原因。同时，细胞内的金属硫蛋白、植物螯合脓等蛋白质以及有机酸、氨基酸等在金属贮存和解毒方面也起重要作用。本文还论述了重金属在植物体内运输的生理及分子方面的研究进展。  

香根草和百喜草对铅锌尾矿重金属的抗性与吸收差异研究

铅锌尾矿是一类重金属含量极高,对植物生长产生毒害的生境.盆栽实验的结果显示,香根草和百喜草在纯尾矿或由尾矿和垃圾组成的混合基质上都能生长,但植物的长势随基质中重金属含量的增加而减弱,其中香根草的生物量所受的影响比百喜草的更大,即百喜草有比香根草更强的重金属抗性.2种植物体内的重金属含量高低均为Zn＞Pb＞Cu,但二者对它们的富集能力大小分别是,香根草为Zn＞Cu＞Pb,百喜草则为Cu＞Zn＞Pb.香根草和百喜草的根系对3种重金属都有较强的滞留效应,滞留率均在50%以上;其中香根草对重金属的滞留率又明显高于百喜草;而且,同一植物对不同的重金属的滞留率也明显不同,香根草对Pb的滞留率最高,而百喜草对Cu的滞留率显著高过对Zn和Pb.由于香根草的生物量明显大于百喜草,结果香根草对Pb、Zn的吸收量比百喜草高.当用25%的垃圾改良金属尾矿时,百喜草对重金属的吸收量即达最大;而香根草则在尾矿和垃圾各占50%的基质中吸收最多的重金属;因此,添加一定量的垃圾(25%～50%左右)用于尾矿改良时,不仅能使尾矿得到更快的植被恢复与更高的植物修复效果,而且能使垃圾资源得到充分合理的利用.总之,当开展对金属尾矿的植被恢复时,可选择种植抗性强、覆盖快的百喜草,但如果要对尾矿中的重金属进行生物净化,则应选择种植生物量大的香根草,种植香根草还可较好地防止重金属的二次污染或生物富集.  

根际圈在污染土壤修复中的作用与机理分析

根际圈以植物根系为中心聚集了大量的生命物质及其分泌物，构成了极为独特的“生态修复单元”。本文叙述了根在根际圈污染土壤修复中的生理生态作用，富集、固定重金属，吸收、降解有机污染物等功能；菌根真菌对根际圈内重金属的吸收、屏障及螯合作用，对有机污染物的降解作用；根际圈内细菌对重金属的吸附与固定，对有机污染物的降解作用以及根际圈真菌和细菌的联合修复作用等，同时对可能存在的机理进行了分析，认为根际圈对污染土壤的修复作用是植物修复的重要组成部分和主要理论基础之一，并指出利用重金属超富集植物修复重金属污染土壤具有广阔的应用前景；筛选对水溶性有机污染物高吸收富集及其根 发泌能力强的特异植物，同时接种利于有机污染物降解的专性或非专性真菌和细菌可能会成为有机污染土壤植物修复研究的重要方向之一。  

蚯蚓对土壤中铜、镉生物有效性的影响

以第四纪红黏土红壤和长江冲积物形成的高砂土为供试土壤、分别加入3个浓度的Cu^2 (100、200、400mg／kg)或Cd^2-(5.10、20mg/kg)模拟土壤污染．设置接种蚯蚓(Pheretima sp.)处理与不加蚯蚓对照．并种植黑麦草(Lolium multiflorum)、研究蚯蚓活动对土壤中Cu、Cd生物有效性的影响．以揭示蚯蚓在植物修复重金属污染土壤中的作用。结果表明：蚯蚓活动显著增加红黏中DTPA提取态Cu的含量、只有在浓度低于200mg／kgCu的处理中．才能增加CaCl2提取态Cu的含量．对H2O提取态Cu影响甚微；而对高砂土上Cu、Cd的各种形态影响均不显著；除红黏中浓度高于100mg／kgCu和10mg／kgCd处理外．蚯蚓活动显著提高了两种土壤上黑麦草地上部的生物量；接种蚯蚓后各种重金属处理中黑麦草对Cu的吸收量也显著增加，而Cd的吸收量变化不大。蚯蚓可能通过提高重金属的生物有效性而间接影响植物对重金属的修复效率。  

高等植物重金属耐性与超积累特性及其分子机理研究

 由于重金属污染日益严重，重金属在土壤-植物系统中的行为引起了人们的高度重视。高等植物对重金属的耐性与积累性，已经成为污染生态学研究的热点。近年来，由于分子生态学等学科的发展，有关植物对重金属的解毒和耐性机理、重金属离子富集机制的研究取得了较大进展。高等植物对重金属的耐性和积累在种间和基因型之间存在很大差异。根系是重金属等土壤污染物进入植物的门户。根系分泌物改变重金属的生物有效性和毒性，并在植物吸收重金属的过程中发挥重要作用。土壤中的大部分重金属离子都是通过金属转运蛋白进入根细胞，并在植物体内进一步转运至液泡贮存。在重金属胁迫条件下植物螯合肽（PC）的合成是植物对胁迫的一种适应性反应。耐性基因型合成较多的PC，谷胱甘肽（GSH）是合成PC的前体，重金属与PC螯合并转移至液泡中贮存，从而达到解毒效果。金属硫蛋白（MTs）与PC一样，可以与重金属离子螯合，从而降低重金属离子的毒性。该文从分子水平上论述了根系分泌物、金属转运蛋白、MTs、PC、GSH在重金属耐性及超积累性中的作用，评述了近10年来这方面的研究进展，并在此基础上提出存在的问题和今后研究的重点。