2008年第43卷第4期____________________________________生物学通报_________________________________________________________________19富积体与植物修复技术宋曰钦（黄山学院生命科学与环境学院安徽黄山245041；北京林业大学森林培育重点实鹼室北京100083）摘要利用富积植物进行金属矿山的修复得到快速发展，富积植物种类不断发现，富积机理的解释不断完.善，在分析利用富积植物进行修复的优点基础上，指出了存在的问題。关键词富积植物枝物修复生理机制中国图书分类号：Q948-116文献标识码：A矿产资源的开发利用给人类社会带来了巨大的经济效益但是产生的环境问题同样不可忽视，尤其是有色金属矿产的开发对矿区及周围生态环境的污染和破坏十分严重。这主要是由于有色金属矿品位高低不一、提取工艺复杂，导致大量尾矿、弃渣的产生。据统计，平均每开采1I矿石将产生0.92t尾矿砂，其中包含的高浓度重金属对绝大多数植物的生长发育都将产生严重抑制和毒害作用，矿区周边地区的生态环境破坏几乎都是直接或间接的由矿山开采所排放的酸性矿井水和尾矿砂中所包含的高浓度重金属造成的，其中尤以土壤重金属污染危害最大，使得金属矿区周边土地复垦与生态恢复问题十分严重。摇统计中国受重金属污染的耕地面积达2xl07hmS约占全国耕地总面积的20%,对我国的土地资源安全构成了严重威胁,而且导致每年减产粮食1x107J有lx】。？t粮食的重金属含量超标。同时土壤被有害金属污染，不但肥力退化，作物产也:和品质降低，而且通过食物链的“生物放大“作用，对人体健康造成威胁。有毒重金属进入土壤后不易分解、转化或富集，所产生的污染过程具有隐蔽性、长期性和不可逆性的待点（骆永明，1999）。因此近年来世界各国都非常重视污染土壤修复技术的研究。冃前，国内外用来降解或消除土壤重金属的基本方法分为物理法、化学法和生物修复法等3大类，但是前2类方法往往投资昂贵，需用复杂的设备，大多数只能暂时缓解重金属危害，而且有可能造成二次污染。近10年来，包括微生物、植物和动物在内的生物修复技术成为清除重金属污染土壤的研究重点，尤其是选择具有富积重金属能力的植物进行修复的技术得到普遍重视。这些植物可以将土壤、水体中的重金属吸收到体内，累积到很高的浓度而不表现出毒害症状，这些植物被人们称为富积体或超富积体。超富积体的定义是在地上部能够累积普通作物10-500倍以上某种重金属的植物。但不同重金属超富积体的分类标准常因重金属类型而不相同，如一般栽培作物茎、叶中Zn.Mn的浓度往往大于Ni,Zn含扯通常为3OO~5OOmg/kg,所以Zn和Mn超富积体茎中的Zn和Mn浓度应大于1%；普通植物茎叶中Cd的浓度通常小于1mg/kg,所以Cd超富积体茎叶中Cd的浓度应大于100mg/kg,实际上有些植物可以超过1%。从世界各地所收集的植物分析结果表明，植物超富积体茎叶中的重金属浓度可达其干重的1%,这些重金属主要是Zn、Ni、Se、Cu、Co和Mn,对Cd则为0.1%以上。1富积体及主要种类目前报道的具有富积作用的植物种类较多，既有乔木、灌木、草本，也包括农作物、水生植物。一般认为超积累植物应同时具备3个特征:1）植物地上部（茎和叶）重金属含量是普通植物在同一生长条件下的100倍，由于不同元素在土壤和植物中的自然浓度不同，其临界含量也不尽相同，如Zn为10000mg/kg;Cd为100mg/kg；Au为1mg/kg；Pb,Cu,Ni,Co均为1000mg/kgo2）植物地上部的重金属含it大于根部同种重金属含量，通常用位移系数（translocationfactor,即植物地上部某种元素含量/植物根部同种元索含fit）来表征某种重金属元素或化合物从植物根部到植物地上部的转移能力，位移系数越大的植物越有利于植物修复。3）植物的生长没有岀现明显的受害症状且地上部富集系数（bioaccumulationfactor,即植物体内某种元素含址/土壤中该种元素浓度）大于1。当然，理想的超积累植物还应具有生长速率快、生长周期短、地上部生物it大、能同时富集2种或2种以上重金属的特点。如果对农艺调控（例如施N,P,K月巴）反应积极，就更具有推广开发的价值（黄运湘等，2005,黑亮等，2007）。据统计世界上已发现的具有富集作用的植物有上万种。由于研究历史较短，我国发现的富...