水体重金属污染分布解析摘要：植物修复是一项新兴的绿色环保重金属污染物修复技术。本文在概述我国土壤重金属污染物的种类和污染现状的基础上，以湖泊生态系统为例阐述了植物修复类型与机理、植物修复影响因素、植物修复的限制因素，并提出提高修复效率的手段，最后对重金属污染物植物修复进行了展望。关键词：重金属；土壤污染；植物修复；湖泊生态系统前言土壤是人类以及其他动植物赖以生存的物质基础。污染物通过水体和空气间接或直接地进入土壤。土壤的污染物如果积累到一定数值，超过土壤的自净值时，就会使土壤的服务于生态的水平降低，从而降低动物和植物等生物的生活质量。目前，基于经济全球化的时代背景，工业化和城市化的快速发展产生了日益严重的土壤污染。作为土壤最重要的污染物之一的重金属，其很容易从土壤中转移到植物或微生物中，然后被植物或微生物吸收和利用，再通过食物链进入人体，引起人类各项生理功能的变化如畸形等，以及引起慢性中毒、癌症等各种急性和慢性疾病。重金属污染与其他类型的污染物不同之处在于其隐蔽性、重毒性、持久性与不可逆性等特点，因此如何预防和治理土壤重金属污染已成为我国乃至世界其他国家热门话题。物理、化学和生物方法都可以修复重金属污染的土壤。然而，长期以来，植物修复技术是公认的可将水和土壤资源进行净化的绿色环保方法。这是一种生态修复技术，能可以防止土壤受到干扰、绿色、环保。最近，在对植物修复技术的分析研究中取得了良好的效果，特别是在重金属的耐受性、超积累植物及其根际微生物共存系统的分析中、根际分泌物在微生物群落进化选择期的作用，以及分析根际分泌物的理化性质等。由于当前受重金属污染的土壤情况严重以及植物修复技术的重大意义，本文将分三部分对国内受重金属污染的土壤现状、植物修复技术及相关限制条件进行深入研究和分析，希望为今后综合分析该研究课题打下良好的基础。1我国土壤重金属污染物来源及污染现状1.1土壤重金属污染物种类及来源重金属是指密度超过4.0或者密度超过5.0的各种元素，通常可以分为以下几类：(1)包含生物毒性的金属汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、钴(Co)、镍(Ni)、锡(Sn)、钒(V)以及类金属砷(As)、硒(Se)等：贵重金属如(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、钯(Pd)、钌(Ru)等：(3)放射性金属铀(U)、钍(Th)、镭(Ra)、镅(Am)等。在我国，通常由于采矿、治炼、金属加工和其他开发过程中排放的“三废”以及农业中的农药残留等很多因素会产生重金属污染物。我国土壤重金属污染物的来源见表1。表1我国主要土壤重金属污染物及来源Tab.1 Main heavy metal pollutant and its resources主要污染物来源汞Hg采矿业，化工业，电子工业，仪表制造业，治金工业镉Cd治金业，电镀业和颜料、涂料工业铁路工业、耐火材料工业，电镀工业，皮革工业和染料、颜料铬Cr等工业农业砷As采矿业和治金业镍Ni电镀业，采矿、治金、石油化工、纺织、印刷业等银Ag电镀业和照相业铜Cu采矿业及治金业锌Zn采矿业，治金业，造纸业，机械制造业等1.2我国重金属污染现状我国环境保护部和国土资源部于2014年4月17日联合发表了《全国土壤污染状况调查公报》，报告中指出国内耕地的土壤环境质量污染十分严重。具体土壤情况如下：国内土壤环境情况恶劣，少数地区土壤明显污染，耕地土壤质量差，废弃工矿用地的土壤问题更有待解决。中国重金属污染的耕地面积总体呈现不断上升的趋势，逐渐从1980年的266.7万公顷增加到1988年的666.7万公顷和1992年的1000万公顷。土壤的重金属污染问题已经成为顽固的毒害，在土壤中无法长久的根除。由相关分析得出，我国每年因重金属污染的土壤造成的粮食产量损失为1000万吨，等于直接造成超过2000亿元人民币的经济损失。根据中国中央环境监测站的数据表明，镉、汞、血铅以及砷是当前最普遍的重金属污染物。最近，此类污染物造成了很多污染问题。例如，2006年，湖南和株洲的湘江受到镉的污染：2007年，太湖、巢湖、滇池这三个湖泊相继生长出蓝藻：2009年和2010年，许多血铅超标的案例被曝光：2012年初，广西龙江出现镉污染的问题：2014年，广西大新县的重金属污染问题等。根据分析，我国的省（市）城郊、污水灌溉区、工矿有24个，这些是社会经济持续发展的地区，其中有320个重要污染区，60.6万公顷的农作物种植面积受到严重的重金属污染。重金属会进入土壤对食品的安全产生破坏，从而对人类的生命健康产生威胁。因此，如何消除土壤中重金属污染已经成为保证我国农业长期稳定发展的重要指标。2植物修复2.1植物修复产生与发展“植物修复”(Phytoremediation)是指种植一种植物对污染土壤中的污染元素具有独特的吸附功能，在收获该植物并进行灰化和回收等综合处理后，重金属可以转移到挖掘体中，最终使污染受到治理和生态恢复水平。1583年，意大利植物专家Cesalpino是首先了解到意大利托斯卡纳在“黑色岩石”上生长奇特植物的科学家，并初步记录了超富集植物(Hyperaccumulator)。1977年，Brooks定义了超富集植物的概念(hyperaccumulator)。I983年，Chaney首次指出了土壤内重金属污染物可以利用这种植物去除的想法。随后的分析表明，超富集植物是生长于一些区域的物种，它们的生长区域划分和土壤中的一些重金属含量有着显著的联系。2.2植物修复类型与机理2.2.1植物修复污染土壤的途径和调控机制根据超富集植物的作用和原理，重金属污染土壤的植物修复技术一般需要以