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    導(dǎo)語(yǔ)：今年6月5日是第48個(gè)世界環(huán)境日，2019年環(huán)境日世界主題為“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，我是行動(dòng)者”（Beat　Air　Pollution）。為慶?！傲の濉笔澜绛h(huán)境日，環(huán)境修復(fù)論壇特別策劃了植物土壤修復(fù)技術(shù)專題報(bào)道，以土壤環(huán)境保護(hù)為抓手，推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)和維護(hù)生態(tài)安全，做藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的行動(dòng)者。

    來源：生態(tài)學(xué)報(bào)第21卷第7期　作者：韋朝陽(yáng)，　陳同斌

    據(jù)估測(cè)，　目前中國(guó)受污染的耕地面積近2000萬hm　2，　約占耕地總面積的五分之一[1　]　，　其中工業(yè)“三廢”污染1000萬hm2　[2　]，農(nóng)田污灌面積已達(dá)130　多萬hm2[3　]。每年因土壤污染而減少的糧食產(chǎn)量高達(dá)1000萬t，　直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)100多億元[4　]。土壤重金屬污染源包括“三廢”的排放，　礦山的開采和冶煉，　化肥和農(nóng)藥的施用，　城市生活垃圾的排放，　污水灌溉和污泥農(nóng)用等。導(dǎo)致土壤污染的重金屬主要包括A　s、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、M　n、N　i、Pb、Zn　等，　一般為幾種重金屬的復(fù)合污染[5　]。

    重金屬污染土地的治理大致有客土法、石灰改良法、化學(xué)淋洗法等[6　]。這些方法在污染土壤的改良和治理方面雖然具有一定的理論意義，　但在實(shí)際應(yīng)用上往往都存在某些局限。如加入土壤改良劑的沉淀法雖然在一定時(shí)期內(nèi)可以降低土壤溶液中重金屬離子的溶解度，　但同時(shí)卻會(huì)導(dǎo)致某些土壤營(yíng)養(yǎng)元素的沉淀；　淋洗法會(huì)同時(shí)造成營(yíng)養(yǎng)元素的淋失；　客土法雖效果較好，　但費(fèi)用昂貴，　難以大面積工程推廣。近年來發(fā)展起來的植物修復(fù)技術(shù)以其安全、廉價(jià)的特點(diǎn)正成為研究和開發(fā)的熱點(diǎn)，　以美國(guó)環(huán)保局公布的Phyto　remediat　ionbibiliography　為例，　1977年有關(guān)文獻(xiàn)僅7篇，　到1997年已增長(zhǎng)到每年214　篇。美國(guó)、英國(guó)都設(shè)立了植物修復(fù)公司，　如美國(guó)的Edenspace　公司，　專門從事土壤、水體重金屬和放射性元素的植物修復(fù)商業(yè)化工作，　而國(guó)內(nèi)尚未系統(tǒng)開展這方面的工作。

    1　植物修復(fù)技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展

    1583年意大利植物學(xué)家Cesalp　ino　首次發(fā)現(xiàn)在意大利托斯卡納“黑色的巖石”上生長(zhǎng)的特殊植物，　這是有關(guān)超富集植物（Hyperaccumuto　r）　　的最早報(bào)道。1814　年Desvaux　將其命名為A　ly　ssum　bertolonii?。ㄍニj屬）　，　1848　年M　inguzzi　和V　ergnano　首次測(cè)定該植物葉片中（干重）　富含Ni達(dá)7900Lg?　g?。?179％　）　[7　]。以后的研究證明這些植物是一些地方性的物種，　其區(qū)域分布與土壤中某些重金屬含量呈明顯的相關(guān)性[8，　9　]。這些植物作為指示植物在礦藏勘探中發(fā)揮了一定的作用[10　]。在中國(guó)，　利用指示植物找礦的工作也開展較早，如在長(zhǎng)江中下游安徽、湖北的一些銅礦區(qū)域分布的E　lsholtz　ia　harchow　ensis　Sun?。êＶ菹戕?，　俗稱銅草）　在銅礦勘探中發(fā)揮了重要作用[11　]。重金屬污染土壤上大量地方性植物物種的發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了耐金屬植物的研究，　同時(shí)某些能夠富集重金屬的植物也相繼被發(fā)現(xiàn)。1977　年，　B　rook　s　提出了超富集植物的概念[12　]；　1983　年ey　提出了利用超富集植物清除土壤重金屬污染的思想[13　]。隨后有關(guān)耐重金屬植物與超富集植物的研究逐漸增多，　植物修復(fù)作為一種治理污染土壤的技術(shù)被提出，　工程性的試驗(yàn)研究以及實(shí)地應(yīng)用效果顯示了植物修復(fù)技術(shù)商業(yè)化的巨大前景。

    2　超富集植物的特點(diǎn)及其地理分布

    超富集植物是能超量吸收重金屬并將其運(yùn)移到地上部的植物。通常，　超富集植物的界定可考慮以下兩個(gè)主要因素:　植物地上部富集的重金屬應(yīng)達(dá)到一定的量；　②植物地上部的重金屬含量應(yīng)高于根部。由于各種重金屬在地殼中的豐度及在土壤和植物中的背景值存在較大差異，　因此，　對(duì)不同重金屬，　其超富集植物富集濃度界限也有所不同。目前采用較多的是Baker　和B　rook　s　1983[14　]年提出的參考值，　即把植物葉片或地上部（干重）　中含Cd　達(dá)到100Lg?　g，　含Co，　　i，　Pb　達(dá)到1　000Lg?　g，M　n，　Zn　達(dá)到10000Lg?　g　以上的植物稱為超富集植物。同時(shí)這些植物還應(yīng)滿足S　?　R　＞　1　的條件（S　和R　分別指植物地上部和根部重金屬的含量）。

    目前，　世界上共發(fā)現(xiàn)有400　多種超富集植物。其中N　i　的超富集植物277　種[15　]。他們分布在世界少數(shù)幾個(gè)地區(qū)（表1～　3）。

    重金屬超富集植物及植物修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展

    2019－06－03　18:13

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    導(dǎo)語(yǔ)：今年6月5日是第48個(gè)世界環(huán)境日，2019年環(huán)境日世界主題為“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，我是行動(dòng)者”（Beat　Air　Pollution）。為慶?！傲の濉笔澜绛h(huán)境日，環(huán)境修復(fù)論壇特別策劃了植物土壤修復(fù)技術(shù)專題報(bào)道，以土壤環(huán)境保護(hù)為抓手，推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)和維護(hù)生態(tài)安全，做藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的行動(dòng)者。

    來源：生態(tài)學(xué)報(bào)第21卷第7期　作者：韋朝陽(yáng)，　陳同斌

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    導(dǎo)語(yǔ)：今年6月5日是第48個(gè)世界環(huán)境日，2019年環(huán)境日世界主題為“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，我是行動(dòng)者”（Beat　Air　Pollution）。為慶?！傲の濉笔澜绛h(huán)境日，環(huán)境修復(fù)論壇特別策劃了植物土壤修復(fù)技術(shù)專題報(bào)道，以土壤環(huán)境保護(hù)為抓手，推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)和維護(hù)生態(tài)安全，做藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的行動(dòng)者。

    來源：生態(tài)學(xué)報(bào)第21卷第7期　作者：韋朝陽(yáng)，　陳同斌

    據(jù)估測(cè)，　目前中國(guó)受污染的耕地面積近2000萬hm　2，　約占耕地總面積的五分之一[1　]　，　其中工業(yè)“三廢”污染1000萬hm2　[2　]，農(nóng)田污灌面積已達(dá)130　多萬hm2[3　]。每年因土壤污染而減少的糧食產(chǎn)量高達(dá)1000萬t，　直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)100多億元[4　]。土壤重金屬污染源包括“三廢”的排放，　礦山的開采和冶煉，　化肥和農(nóng)藥的施用，　城市生活垃圾的排放，　污水灌溉和污泥農(nóng)用等。導(dǎo)致土壤污染的重金屬主要包括A　s、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、M　n、N　i、Pb、Zn　等，　一般為幾種重金屬的復(fù)合污染[5　]。

    重金屬污染土地的治理大致有客土法、石灰改良法、化學(xué)淋洗法等[6　]。這些方法在污染土壤的改良和治理方面雖然具有一定的理論意義，　但在實(shí)際應(yīng)用上往往都存在某些局限。如加入土壤改良劑的沉淀法雖然在一定時(shí)期內(nèi)可以降低土壤溶液中重金屬離子的溶解度，　但同時(shí)卻會(huì)導(dǎo)致某些土壤營(yíng)養(yǎng)元素的沉淀；　淋洗法會(huì)同時(shí)造成營(yíng)養(yǎng)元素的淋失；　客土法雖效果較好，　但費(fèi)用昂貴，　難以大面積工程推廣。近年來發(fā)展起來的植物修復(fù)技術(shù)以其安全、廉價(jià)的特點(diǎn)正成為研究和開發(fā)的熱點(diǎn)，　以美國(guó)環(huán)保局公布的Phyto　remediat　ionbibiliography　為例，　1977年有關(guān)文獻(xiàn)僅7篇，　到1997年已增長(zhǎng)到每年214　篇。美國(guó)、英國(guó)都設(shè)立了植物修復(fù)公司，　如美國(guó)的Edenspace　公司，　專門從事土壤、水體重金屬和放射性元素的植物修復(fù)商業(yè)化工作，　而國(guó)內(nèi)尚未系統(tǒng)開展這方面的工作。

    1　植物修復(fù)技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展

    1583年意大利植物學(xué)家Cesalp　ino　首次發(fā)現(xiàn)在意大利托斯卡納“黑色的巖石”上生長(zhǎng)的特殊植物，　這是有關(guān)超富集植物（Hyperaccumuto　r）　　的最早報(bào)道。1814　年Desvaux　將其命名為A　ly　ssum　bertolonii?。ㄍニj屬）　，　1848　年M　inguzzi　和V　ergnano　首次測(cè)定該植物葉片中（干重）　富含Ni達(dá)7900Lg?　g　（0179％?。7　]。以后的研究證明這些植物是一些地方性的物種，　其區(qū)域分布與土壤中某些重金屬含量呈明顯的相關(guān)性[8，　9　]。這些植物作為指示植物在礦藏勘探中發(fā)揮了一定的作用[10　]。在中國(guó)，　利用指示植物找礦的工作也開展較早，如在長(zhǎng)江中下游安徽、湖北的一些銅礦區(qū)域分布的E　lsholtz　ia　harchow　ensis　Sun?。êＶ菹戕?，　俗稱銅草）　在銅礦勘探中發(fā)揮了重要作用[11　]。重金屬污染土壤上大量地方性植物物種的發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了耐金屬植物的研究，　同時(shí)某些能夠富集重金屬的植物也相繼被發(fā)現(xiàn)。1977　年，　B　rook　s　提出了超富集植物的概念[12　]；　1983　年ey　提出了利用超富集植物清除土壤重金屬污染的思想[13　]。隨后有關(guān)耐重金屬植物與超富集植物的研究逐漸增多，　植物修復(fù)作為一種治理污染土壤的技術(shù)被提出，　工程性的試驗(yàn)研究以及實(shí)地應(yīng)用效果顯示了植物修復(fù)技術(shù)商業(yè)化的巨大前景。

    2　超富集植物的特點(diǎn)及其地理分布

    超富集植物是能超量吸收重金屬并將其運(yùn)移到地上部的植物。通常，　超富集植物的界定可考慮以下兩個(gè)主要因素:　植物地上部富集的重金屬應(yīng)達(dá)到一定的量；?、谥参锏厣喜康闹亟饘俸繎?yīng)高于根部。由于各種重金屬在地殼中的豐度及在土壤和植物中的背景值存在較大差異，　因此，　對(duì)不同重金屬，　其超富集植物富集濃度界限也有所不同。目前采用較多的是Baker　和B　rook　s　1983[14　]年提出的參考值，　即把植物葉片或地上部（干重）　中含Cd　達(dá)到100Lg?　g，　含Co，　　i，　Pb　達(dá)到1　000Lg?　g，M　n，　Zn　達(dá)到10000Lg?　g　以上的植物稱為超富集植物。同時(shí)這些植物還應(yīng)滿足S　?　R　＞　1　的條件（S　和R　分別指植物地上部和根部重金屬的含量）。

    目前，　世界上共發(fā)現(xiàn)有400　多種超富集植物。其中N　i　的超富集植物277　種[15　]。他們分布在世界少數(shù)幾個(gè)地區(qū)（表1～　3）。

    唐世榮[16　]對(duì)中國(guó)長(zhǎng)江中下游安徽和湖北境內(nèi)的銅礦區(qū)富銅植物E　lsholtz　ia　haichow　ensis　Sun?。êＶ菹戕福?、　elina　　unis　L　inn?。嗸挪荩『蚏　um　exacetosa　L　inn?。ㄋ崮＃∵M(jìn)行了系統(tǒng)的調(diào)查研究，　發(fā)現(xiàn)酸模、海州香薷和鴨跖草樣本葉片含銅（干重）　平均596、157　和102Lg?　g。野外這些植物生長(zhǎng)的土壤上銅含量為5　000～　20　000Lg?　g，　因此調(diào)查結(jié)果未能顯示這些植物特殊的超富集能力。應(yīng)進(jìn)一步開展這些植物在人工馴化干預(yù)下條件下的富集試驗(yàn)，　深入揭示這些植物作為超富集植物應(yīng)用于植物修復(fù)的可行性。自1999　年開始對(duì)中國(guó)中南部一些煉砷區(qū)的植被和土地污染狀況進(jìn)行了考察、采樣和室內(nèi)盆栽試驗(yàn)和化學(xué)分析，　首次發(fā)現(xiàn)了一種A　s　的超富集蕨類植物，　其葉片含A　s　高達(dá)5　000Lg?　g　（干重，　未發(fā)表的數(shù)據(jù)）。同時(shí)，　調(diào)查還發(fā)現(xiàn)在砷污染嚴(yán)重區(qū)域生物種群極其單一，　這種超富集蕨類植物生長(zhǎng)非常繁盛，　呈族群分布，　調(diào)查樣方內(nèi)幾乎沒有其他植物生長(zhǎng)，　每平方米收割的植物地上部鮮種可達(dá)316kg，　顯示其具有很大的植物修復(fù)潛力。

    而離開污染區(qū)，　這種植物則很少能成群分布，　個(gè)體也小的多。這些表明所發(fā)現(xiàn)的超富集蕨類植物具有特殊的耐砷毒能力，　在砷污染區(qū)處于競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。目前正在進(jìn)一步開展深入的研究工作。

    3　超富集植物吸收富集重金屬的機(jī)理

    有關(guān)超富集植物吸收富集重金屬的機(jī)理仍不清楚。在重金屬脅迫下，　植物根系分泌的低分子量有機(jī)酸如檸檬酸、蘋果酸可與重金屬結(jié)合，　降低重金屬對(duì)植物的毒性，　促進(jìn)植物對(duì)重金屬的吸收。Shen[17　]發(fā)現(xiàn)超富集植物T　h　sp　i　caeru　lesences?。ǘ羲{(lán)菜屬）　和非超富集植物T　h　sp　i　och　roleucum　地上部檸檬酸和蘋果酸含量相近，　不同濃度的Zn　處理對(duì)兩種植物的蘋果酸和檸檬酸含量影響也不顯著，　因此并不能認(rèn)為檸檬酸和蘋果酸在超富集植物中扮演特殊的作用。Kramer[18　]發(fā)現(xiàn)超富集植物T.　caeru　lesences　與組氨酸具有特殊的關(guān)系，　營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)顯示當(dāng)植物吸收富集重金屬較高時(shí)，　其木質(zhì)素中的組氨酸含量也高；　而在營(yíng)養(yǎng)液中加入組氨酸也能顯著促進(jìn)植物對(duì)重金屬的吸收富集。有關(guān)超富集植物的耐性與富集機(jī)理則研究較多，　結(jié)論普遍認(rèn)為超富集植物的耐性與超富集由植物本身不同的生理機(jī)制所控制。超富集植物超量吸收富集重金屬與其根部細(xì)胞具有與重金屬較多的結(jié)合位點(diǎn)有關(guān)，　而耐性則是由于重金屬在植物細(xì)胞中分布的區(qū)域化相關(guān)，即重金屬存在與細(xì)胞壁和液泡中，　從而降低其毒性[19　]。

    4　超富集植物吸收富集重金屬的特征

    目前發(fā)現(xiàn)的超富集植物均為在野外礦山開采或冶煉區(qū)發(fā)現(xiàn)的的品種，　一般土壤介質(zhì)中的重金屬含量較高，　盡管植物地上部含量可以達(dá)到一定高的含量，　但其生物富集系數(shù)（植物地上部重金屬含量與土壤重金屬含量的比值）　并不大，　大多數(shù)文獻(xiàn)報(bào)道也都忽略了對(duì)生物富集系數(shù)的探討。實(shí)際上，　通過一些野生植物品種的人工馴化栽培，　配合添加土壤改良劑，　可顯著提高植物對(duì)重金屬的吸收富集能力，　這些人工馴化成功的植物也可以稱為超富集植物。因此，　應(yīng)特別注意對(duì)野外發(fā)現(xiàn)的一些重金屬耐性強(qiáng)、生長(zhǎng)快、生物量大并有一定的重金屬富集能力植物的篩選、引種培育和綜合試驗(yàn)工作，　而不能僅僅把范圍縮小在少數(shù)富集能力特別高，　但往往生物量都很小的一些植物上。

    目前的植物修復(fù)試驗(yàn)基本上還處于試驗(yàn)摸索階段，　大規(guī)模的工程應(yīng)用較少。試驗(yàn)研究主要分為營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)試驗(yàn)和盆栽試驗(yàn)。

    B　row　n　等[20　]以7　組系列Zn/Cd　濃度處理T.　careu　lesences?。╖n　超富集植物）、S　ilene　vu　lg　aris?。ㄏ壸硬荩n指示植物）　和L　y　cop　ersi　ly　cop　ersicum　L.?。ǚ眩》悄蚙n　植物）　，　結(jié)果L.　ly　cop　ersicum　L　1　在3.　16Lmo　l?L　Zn＋　0.　063Lmo　l?L　　Cd　處理時(shí)生長(zhǎng)就受到嚴(yán)重影響，　S.　vu　lg　aris　在1000Lmo　l?L　Zn＋　20Lmo　l?L　Cd處理時(shí)出現(xiàn)枯萎，　而T.　careu　lesences　則分別在10　000Lmo　l?L　Zn　和200Lmo　l?L　Cd　時(shí)也未曾出現(xiàn)生長(zhǎng)停止的現(xiàn)象，　表明T.　careu　lesences　對(duì)Zn　有較強(qiáng)的耐性。Shen　等[17　]發(fā)現(xiàn)溶液培養(yǎng)的T.　careu　lesences　地上部最大可吸收28　000Lg?　g　Zn?。ǜ芍兀。∪芤篫n　處理濃度達(dá)1　000Lmo　l?L　時(shí)未出現(xiàn)明顯的受害癥狀，　而對(duì)照的同屬植物T.　och　roleucum　在500Lmo　l?L　時(shí)即出現(xiàn)明顯損傷。研究還發(fā)現(xiàn)，　超富集植物T.　careu　lesences　的生長(zhǎng)需要富Zn　的土壤環(huán)境，　其生長(zhǎng)的土壤溶液Zn2＋　濃度是非超富集植物的10　000　倍[21　]。

    Mo　rrsion　等[22　]發(fā)現(xiàn)A　ly　ssum　（庭薺屬）　中的11　種植物對(duì)N　i　的吸收富集與泥炭培養(yǎng)基中N　i　濃度相關(guān)性不大，　在30～　10　000Lg?　g　N　i　處理?xiàng)l件下，　6　周后有9　種植物葉片中N　i　都達(dá)到了10　000Lg?　g?。ǜ芍兀?，　顯示植物對(duì)N　i　的主動(dòng)吸收特征。Shen[17　]的研究結(jié)果也表明，　即使是在1Lmo　l?L　處理時(shí)，　T.　caruelesences　地上部富集的Zn　比一般植物仍高達(dá)10　倍，　而一般植物在這種濃度下已出現(xiàn)明顯的缺Zn　癥狀，　表明超富集植物對(duì)重金屬具有特殊的吸收富集能力。T.　caruelesences　的盆栽試驗(yàn)結(jié)果表明在幾個(gè)不同pH　處理?xiàng)l件下，　除pH　5106　處理的農(nóng)田土壤之外，其他情況下污染土壤上T.　caruelesences　吸收的Zn、Cd　均遠(yuǎn)高于輕污染的花園土壤和對(duì)照農(nóng)田清潔土壤，最高分別達(dá)18455　Zn　和1　000Lg?　g　Cd　（葉片干重）　，　植物對(duì)重金屬的濃縮指數(shù)也顯示T.　caruelesences　比S.vu　lg　aris　和L.　ly　cop　ersicum　L.　有更強(qiáng)的將重金屬吸收運(yùn)移到植物地上部的能力[23　]。

    超富集植物對(duì)不同重金屬的吸收富集能力不同。Reeves　和Baker[24　]研究了由蛇紋巖（富Zn）　和石灰?guī)r發(fā)育的土壤（不富Zn）　上生長(zhǎng)的植物T.　caruelesences，　不同土壤上T.　caruelesences　富集重金屬的能力均為Zn＞　CdE　Pb。植物將重金屬?gòu)母窟\(yùn)移到地上部的能力對(duì)不同重金屬也不相同。T.　caruelesences　的S　?　R值對(duì)于　n、N　i、ZnE　1，　對(duì)于A　g、Cd、Mo　為012～　015，　對(duì)于A　l、Cr、Cu、Fe、Pb　則為01009～　0108[25　]　，　顯示T.　caruelesences　對(duì)　n、N　i、Zn　具有較強(qiáng)的吸收富集能力。

    5　影響超富集植物吸收富集重金屬因素

    5.　1　物理化學(xué)因素

    不同土壤類型上的超富集植物吸收N　i　能力不同，　以發(fā)育于砂巖、花崗巖土壤上的植物低，　而以發(fā)育于超基性巖土壤上的植物高[26　]。通常，　植物根系周圍土壤溶液中的重金屬含量是影響重金屬生物有效性的重要因素之一，　而其含量大小受重金屬在土壤中的吸附－　解吸，　沉淀－　溶解和氧化－　還原平衡的控制。土壤pH　變化顯著影響耐重金屬植物對(duì)重金屬的吸收，　在不同pH　處理的受Zn、Cd　污染的花園和山地土壤盆栽試驗(yàn)中，　T.　careu　lesences　吸收的Zn、Cd　量的大小隨土壤pH　下降而增加[23　]。

    5.　2　營(yíng)養(yǎng)元素的影響

    一般植物受重金屬脅迫可導(dǎo)致對(duì)Ca、P　吸收的抑制[24　]　，　野外發(fā)現(xiàn)的重金屬耐性植物或超富集植物具有耐重金屬、耐貧瘠、耐干旱等多種特征。作者發(fā)現(xiàn)的超富集蕨類植物對(duì)A　s　有異常強(qiáng)的吸收富集能力，　這是傳統(tǒng)植物營(yíng)養(yǎng)與植物生理學(xué)所無法解釋的現(xiàn)象，　因此從理論上開展這種植物對(duì)砷的吸收富集機(jī)理研究具有重要意義。A　s　和P　具有相似的化學(xué)特性，　研究表明A　s　干擾植物對(duì)P　的代謝途徑，A　s　脅迫可導(dǎo)致植物對(duì)P　吸收通道的關(guān)閉[27～　30　]。楊居榮發(fā)現(xiàn)耐Cd　的甜菜與胡蘿卜在對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收上呈現(xiàn)兩種不同的特征，　即耐Cd　的甜菜往往對(duì)Ca、M　g、Zn、Fe　元素的吸收量大，　而胡蘿卜則相反[31　]。研究發(fā)現(xiàn)重金屬Cd　能與植物蛋白質(zhì)結(jié)合形成特殊的Cd　蛋白，　據(jù)此提出了基于肽重金屬結(jié)合相的植物吸收運(yùn)移與富集重金屬的假說[32　]　，　但這種假說還有待于實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證；　同時(shí)，　迄今為止尚未發(fā)現(xiàn)其他重金屬元素蛋白，　因此這種假說的普適性也有待于檢驗(yàn)。

    5.　3　重金屬形態(tài)的影響

    重金屬的吸附2解吸、溶解2沉淀和氧化2還原平衡決定著土壤溶液中重金屬的含量變化。在一定條件下，　呈吸附態(tài)和沉淀態(tài)的重金屬可以在土壤水溶液之間相互交換，　一般降低pH，　可使呈吸附態(tài)的重金屬解吸釋放進(jìn)入土壤溶液中，　從而增加植物對(duì)重金屬的吸收[11　]。但Harter[33　]指出，　Pb、N　i、Cu　在土壤中常以專性吸附態(tài)形式存在，　而Zn　則較多以非專性吸附態(tài)存在，　因此，　降低pH　并不能有效地增加植物對(duì)Pb、N　i、Cu的吸收。增加土壤有機(jī)質(zhì)含量也可使部分呈沉淀狀態(tài)的重金屬與檸檬酸和蘋果酸絡(luò)合，　轉(zhuǎn)化為有機(jī)吸附態(tài)被植物吸收利用。類金屬A　s　的情況則完全相反，A　s　在土壤中以陰離子形式存在，　增加pH　將使土壤顆粒表面的負(fù)電荷增多，　從而減弱A　s　在土壤顆粒上的吸附作用，　增大土壤溶液中的A　s　含量，　植物對(duì)A　s　的吸收增加[34，　35　]。對(duì)于不同重金屬，　植物吸收與土壤重金屬總量及可交換態(tài)含量有不同的相關(guān)關(guān)系。較高和較低濃度下，　T.　careu　lesences　吸收Z(yǔ)n　與土壤總量及交換態(tài)Zn　量均不相關(guān)；　吸收Pb　的量與總Pb　量呈正相關(guān)，　與交換態(tài)Pb　量不相關(guān)；　而吸收Cd　的量與總量及可交換態(tài)均呈正相關(guān)[21　]。植物對(duì)Cd　的敏感性可能是由于Cd在土壤中主要以可交換態(tài)及有機(jī)質(zhì)結(jié)合態(tài)形式存在，　其結(jié)合力較弱，　因而Cd　容易釋放到土壤溶液中，　從而增加了土壤中的生物有效態(tài)Cd　的含量[36　]。

    6　植物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用

    廣義上的植物修復(fù)是指利用植物（包括草、灌、喬）　去除污染土壤和廢水中重金屬的技術(shù)，　有時(shí)候又稱生物修復(fù)或綠色修復(fù)。植物修復(fù)包括植物萃取[37　]、根際過濾[38　]、植物揮發(fā)[39　]和植物固定[32　]。其中最有前景的是植物萃取，　亦即通常所指的植物修復(fù)。Baker[15　]等在英國(guó)洛桑試驗(yàn)站首次以田間試驗(yàn)研究了在Zn　污染土壤（440Lg?　g）　栽種不同超富集植物和非超富集植物對(duì)土壤Zn　的吸收清除效果。結(jié)果表明，　超富集植物T.　caeuless　富集Zn　是非超富集植物R　ap　hnus　satinus?。ㄌ}卜）　的150　倍，　富集Cd　相應(yīng)則是10　倍。其每年從土壤中吸收的Zn　量為30kg?　hm2，　是歐盟[40　]允許年輸入量的2　倍，　而非超富集植物蘿卜則僅能清除其1％　的量。Baker　同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，　盡管T.　caeu　less　吸收重金屬能力很強(qiáng)，　但由于其生物量小，　需13～　14a　的連續(xù)栽種才能將試驗(yàn)地的重金屬含量修復(fù)到歐共體規(guī)定的臨界標(biāo)準(zhǔn)（300Lg?　g）。而B　rassica　juncea　（印度芥菜）　對(duì)重金屬的富集能力雖不如T.　caeu　less，　但其生物量至少是它的20　倍，　因而顯示B.　juncea　在植物修復(fù)上具有更大的潛力。Robinson　等[41　]在法國(guó)南部利用盆栽和田間試驗(yàn)結(jié)合進(jìn)一步研究了T.　caeru　less　修復(fù)污染土地的潛力，　通過施肥，　T　h　sp　i　caeru　less　的生物量增加了兩倍，　而其地上部Zn、Cd　含量沒有下降，但修復(fù)＜　500Lg?　g　Zn　污染土地仍需8113a，　因此，　繼續(xù)尋找開發(fā)生物量大、富集重金屬能力強(qiáng)的超富集植物是植物修復(fù)技術(shù)走向工程應(yīng)用的首要任務(wù)。在中國(guó)，　已開展了利用耐重金屬植物進(jìn)行礦山尾礦地植被恢復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究，　確定了一些礦山尾礦地影響植物定居的主要因素，　并建立了植被重建技術(shù)[42，　43　]。對(duì)污染農(nóng)田的生物治理方法也進(jìn)行了深入的研究[44　]。但尚未涉及到超富集植物應(yīng)用與污染土地植物修復(fù)技術(shù)的系統(tǒng)性研究。

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