《污染环境植物修复的原理与方法》

• 序

• 前言

• 第一章 绪论

• 第二章 植物修复技术所涉及的一些基本概念

• 第三章 环境污染物对植物的毒害及其中毒临界值的确定

• 第四章 植物对重金属的超常吸收

• 第五章 植物对重金属超常吸收的机制

• 第六章 植物修复技术的分述

• 第七章 放射性核素污染土壤的植物修复

• 第八章 有机污染物污染土壤的植物修复

• 第九章 影响污染环境植物修复效率的因素

• 第十章 实现植物修复技术瓶颈突破的途径

• 第十一章 同步辐射技术在植物修复与植物过滤领域内的应用

• 第十二章 生物多样性在污染环境植物修复中的意义

• 第十三章 植物系统发育与植物蓄积环境污染物的关系

• 第十四章 植物生态策略理论及其在植物修复技术中的应用

• 第十五章 植物修复系统的设计原理与方法

• 主要参考文献

• 附录1 常用构词前缀

• 附录2 低放射性核素污染环境植物修复技术中常用的单位转换关系

• 附录3 放射性测定单位

• 附录4 植物修复技术常见网站介绍

• 附录5 植物修复技术常用词汇

本书介绍了植物修复及其相关的基本概念、重金属植物与超积累植物、植物修复的基本原理与方法、植物修复的影响因素及瓶颈问题、放射性核素污染环境的动植物修复、核分析手段在植物修复与植物过滤领域内的应用等内容。

本书是在综合国内外最新研究成果和作者多年研究工作的基础上写成的。书中介绍了植物修复及其相关的基本概念、重金属植物与超积累植物、植物修复的基本原理与方法、植物修复的影响因素及瓶颈问题、放射性核素污染环境的植物修复、核分析手段在植物修复与植物过滤领域内的应用等内容，是目前国内比较系统地、全面地介绍植物修复技术的专著。

本书可作为环境生物学、环境生态学、生物地球化学、环境地学等相关专业的教材或课外参考书，也可供环境、农、林等领域的科研人员参考使用。

第一章 绪论

第一节 土壤污染与污染物的来源

第二节 常见的污染土壤修复技术

第三节 植物修复技术的概念、研究内容与方法

第四节 植物修复技术的研究历史、现状及发展趋势

第五节 植物修复技术与其他学科的关系

第二章 植物修复技术所涉及的一些基本概念

第一节 环境、生境、生态位及生态系统的概念

第二节 种群、群落及种间的关系

第三节 植物群落的形成与演替

第四节 嫌性金属植物与兼性金属植物、金属植物与假金属植物的概念

第五节 积累植物与超积累植物、指示植物

第六节 污染土壤与“化学定时炸弹”的概念及特征

第七节 污染物的生物浓缩、生物积累与生物放大

第八节 根际微生物与菌根的概念

第九节 生物地球化学循环

第三章 环境污染物对植物的毒害及其中毒临界值的确定

第一节 铜对植物的毒害及植物铜中毒临界值的确定

第二节 铅对植物的毒害及植物铅中毒临界值的确定

第三节 锌对植物的毒害及植物锌中毒临界值的确定

第四节 镉对植物的毒害及植物镉中毒临界值的确定

第五节 铬对植物的毒害及植物铬中毒临界值的确定

第六节 钴对植物的毒害及植物钴中毒临界值的确定

第七节 锰对植物的毒害及植物锰中毒临界值的确定

第八节 汞对植物的毒害及植物汞中毒临界值的确定

第九节 镍对植物的毒害及植物镍中毒临界值的确定

第十节 硒对植物的毒害及植物硒中毒临界值的确定

第十一节 铀对植物的毒害及植物铀中毒临界值的确定

第十二节 砷对植物的毒害及植物砷中毒临界值的确定

第十三节 有机污染物对植物的毒害及植物有机污染物中毒临界值的确定

第四章 植物对重金属的超常吸收

第一节 植物对铜的超常吸收

第二节 植物对铅、锌的超常吸收

第三节 植物对镍的超常吸收

第四节 植物对锰的超常吸收

第五节 植物对铬的超常吸收

第六节 植物对钴的超常吸收

第七节 植物对镉的超常吸收

第八节 植物对硒的超常吸收

第九节 超积累植物的时空分布及其找寻方法

第十节 植物对重金属超常吸收的研究意义

第五章 植物对重金属超常吸收的机制

第一节 植物根际环境的相互作用与超积累植物的根部吸收

第二节 金属向植物地上部器官的转移

第三节 金属的螯合与区室化作用

第四节 植物超积累重金属的分子机制

第六章 植物修复技术的分述

第一节 植物萃取技术

第二节 植物根际过滤技术

第三节 植物固化技术

第四节 根圈生物修复技术

第五节 植物转化技术

第六节 污染土壤植物修复的年限计算及应用实例

第七章 放射性核素污染土壤的植物修复

第一节 土壤中放射性核素的来源及其危害性

第二节 放射性核素的地球化学性质及其生物地球化学行为

第三节 植物对放射性核素的超常吸收

第四节 土壤理化和土壤微生物因子对植物超常吸收放射性核素的影响

第五节 放射性核素污染土壤植物修复及实例

第八章 有机污染物污染土壤的植物修复

第一节 常见有机污染物的物理化学性质

第二节 植物对有机污染物的吸收

第三节 有机污染物污染土壤植物修复的机制

第四节 有机污染物植物降解过程中微生物的作用

第五节 有机污染物污染土壤植物修复实例

第九章 影响污染环境植物修复效率的因素

第一节 植物的生物学特征

第二节 污染物本身的物理化学性质

第三节 外部环境因素

第十章 实现植物修复技术瓶颈突破的途径

第一节 植物修复技术面临的困境

第二节 基因工程技术在污染环境植物修复技术中的应用前景

第三节 螯合诱导修复技术

第四节 接种菌根强化植物吸收技术

第五节 二氧化碳诱导植物超积累修复技术

第十一章 同步辐射技术在植物修复与植物过滤领域内的应用

第一节 同步辐射技术在污染土壤及固体废弃物研究中的应用

第二节 同步辐射技术在植物过滤领域内的应用

第三节 同步辐射技术在金属积累与超积累机制研究中的应用

第十二章 生物多样性在污染环境植物修复中的意义

第一节 生物多样性在污染环境植物修复中的意义

第二节 污染土壤植物修复与生物多样性的关系

第三节 污染土壤植物修复技术中的生物多样性保护与利用对策

第十三章 植物系统发育与植物蓄积环境污染物的关系

第一节 个体发育与系统发育

第二节 植物系统发育与植物蓄积环境污染物的关系

第三节 研究植物系统发育与植物蓄积环境污染物关系的意义

第四节 研究植物系统发育与植物蓄积环境污染物关系的步骤

第十四章 植物生态策略理论及其在植物修复技术中的应用

第一节 生态策略理论

第二节 植物适应重金属污染环境的生态策略

第三节 植物生态策略理论在植物修复技术中潜在的应用价值

第十五章 植物修复系统的设计原理与方法

第一节 污染场地的勘查及相关信息的收集

第二节 植物筛选与种植密度

第三节 植物修复过程中的农业措施

第四节 可行性分析与成本估算

第五节 植物修复系统设计的其他相关问题

第六节 利用植物修复污染地下水的思维树

第七节 植物修复系统的优化

主要参考文献

附录1 常用构词前缀

附录2 低放射性核素污染环境植物修复技术中常用的单位转换关系

附录3 放射性测定单位

附录4 植物修复技术常见网站介绍

附录5 植物修复技术常用词汇2100433B

植物修复具有成本低、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。

植物修复过程中可以具体分为5种：

phytoextraction植物提取修复

phytovolatilization植物挥发修复

phytostabilisation植物固定修复

phytotransformation植物转化修复

rhizosphere bioremediation根圈的植物修复技术

植物修复植物提取修复

又称植物萃取技术，种植一些特殊植物，利用其根系吸收污染土壤中的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的一种方法。植物提取作用是目前研究最多，最有发展前景的方法。该技术利用的是一些对重金属具有较强忍耐和富集能力的特殊植物。要求所用植物具有生物量大、生长快和抗病虫害能力强的特点，并具备对多种重金属较强的富集能力。此方法的关键在于寻找合适的超富集植物和诱导出超级富集体。

植物修复植物挥发修复

通过植物蒸发作用将挥发性化合物或者新陈代谢产物释放到大气的过程。羟基是光化学循环中形成的一种氧化剂，地下环境中许多难处理的有机化合物进入大气后可很快与羟基氢氧基产生化学反应。然而，将污染物从土壤或地下水转移到大气中并不容易。植物中的硝酸盐还原酶和树胶氧化酶可分解药废弃物如TNT，并将降解后的环形结构物结合到新的植物组织或有机碎片中，成为有机物质的组成部分，从而达到去毒的目的。去毒机制是将母体化合物转化为无植物毒性的新陈代谢产物存在植物器官中。对酶作用途径和产物的深入研究无疑会丰富和发展现有的植物修复理论。

植物修复植物固定修复

原理：利用植物根际的一些特殊物质使土壤中的污染物转化为相对无害物质的一种方法。

植物在植物稳定中主要有两种功能：

1.保护污染土壤不受侵蚀，减少土壤渗漏来防止金属污染物的淋移;

2.通过金属根部的积累和沉淀或根表吸持来加强土壤中污染物的固定。

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的污染。

然而植物稳定作用并没有将环境中的重金属离子去除，只是暂时将其固定，使其对环境中的生物不产生毒害作用，但并没有彻底解决环境中的重金属污染问题。如果环境条件发生变化，重金属的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的修复方法。

植物修复植物转化修复

原理：植物转化也称植物降解(Phytodegradation)，指通过植物体内的新陈代谢作用将吸收的污染物进行分解，或者通过植物分泌出的化合物（比如酶）的作用对植物外部的污染物进行分解。植物转化技术使用于疏水性适中的污染物，如BTEX，TCE，TNT等军用排废.对于疏水性非常强的污染物，由于其会紧密结合在根系表面和土壤中，从而无法发生运移.对于这类污染物，更适合采用之后提到的植物固定和植物辅助生物修复技术来治理。

植物修复根圈的植物修复技术

又称植物刺激技术、植物辅助修复技术，或根圈降解技术。

原理：通过植物的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的目的。有些元素如Se、As和Hg通过甲基化挥发，大大减轻土壤的重金属污染。如B.Juncea能使土壤中的Se以甲基硒的形式挥发去除。

还有的研究表明烟草能使毒性大的二价汞转化为气态的零价汞。Rugh等将细菌的汞还原酶基因转入Arabidopsistfialiana中，发现该植物对HgCl2的抗性和将Hg2 还原为Hg的能力明显增强。这一方法只适用于挥发性污染物，植物挥发要求被转化后的物质毒性要小于转化前的污染物质，以减轻环境害。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的风险，因此，它的应用将受到限制。