重金属对植物生长的影响综述

重金属对植物生长的影响综述

化工院2008级4班

摘要：本文主要阐述植物对重金属的吸收，重金属在植物体内的富集运转情况和国内外学者研究重金属对植物生长的影响的进展与展望。

关键字：重金属植物吸收生长影响

重金属污染已经成为环境生物学关注的焦点，当土壤中重金属离子超过植物对重金属离子的自净作用时，将对植物的生长发育产生不良的影响[1]。重金属主要通过采矿、电镀、油漆等工业而排出，进而间接或直接地对植物造成危害。目前，随着国内外多起重金属污染事件的不断涌现，重金属的污染越来越受到国内外专家学者的重视，并且许多专家就此展开研究。

1.引言

植物生长在有重金属污染的环境中，因受重金属的胁迫，植物与重金属接触界面首先受到影响，并且这种影响随着胁迫时间的延长和重金属浓度的升高，植物的损害也会逐渐增加[2]。植物受重金属的伤害程度、伤害症状与重金属的种类关系密切。

重金属金属被植物吸收后并不是全部向上部运输，其中大部分重金属离子任然留在根内，主要与根内的蛋白质结合，形成稳定的螯合物并滞留在根部，一部分重金属向地上部位运输，根系表面吸收的重金属离子先横穿根的中柱，到达导管中，然后通过蒸腾作用输送到地上部位[3]。

重金属作为植物生长的非必须元素，当其在植物体内积累达到一定量时，植物会出现毒害的情况，通常情况下，会出现植物的根、茎生长缓慢，叶片泛黄、卷曲、出现斑点、生长缓慢、植株矮小、产量和质量大幅度下降等生长发育不良的症状。

重金属离子首先通过植物根茎的吸收进入植物体内，当达到一定量时，就会抑制植物根尖细胞的伸长并使细胞的木质化速度加快，导致根部变短变粗[4]。

重金属在植物叶片中的影响主要是通过抑制植物的光合作用，重金属在叶片中积累到一定程度时会导致叶绿体及色素解体、增加化学猝灭并降低光合效率，重金属还会强烈抑制气孔开放。

重金属通过植物根系进入植物体内后会其他离子的吸收运转会造成一定的影响，导致植物体内的新陈代谢发生紊乱，对植物的生长造成影响[5]。不过在植体内有一些化合物，如金属硫蛋白、植物络合素、有机酸等，通过与重金属的结合形成络合物，从而降低植物体内的重金属的含量，植物通过这类物质保持体内的各种离子的平衡。

2.重金属测定方法

2.1 原子吸收光谱法

原子吸收光谱法是重金属分析最早、最普遍的方法之一，主要有火焰和石墨原子吸收光谱法两种。火焰原子吸收光谱法具有灵敏度高、应用成熟、经济等优点，而石墨炉法对样品的消解技术要求较高，要求样品不含杂质，背景干扰小。

在环境生物样品盒水样中，其背景值较低也相对简单，火焰法一直是应用的主要方法之一。有研究发现用硝酸-高氯酸消解，金属离子含量与吸收广度呈现出良好的线性关系，测定的结果标准偏差为1.3%-3.5%，加标回收率93%-107%。另外蒸发浓缩-火焰原子吸收光谱法在连续测定水中的铁、锰、铜、铅、锌、镉几种元素时，RSD均在5%以下，不同样品加标回收率为92.3%-103.7%[6],此法准确度高、精密度好、操作简便、分析速度快，并能充分满足低含量重金属地表水以及其他水样的测定，同时也实现了几种重金属的连续测定，大大拓宽了火焰原子吸收光谱法的应用范围。

2.2氢化物发生-原子荧光光谱法

氢化物发生-原子荧光光谱法是在样品消解后加入能产生游离态氢的还原剂，然后将试样溶液中的待测元素还原为挥化性的共价氢化物，有氩气带入石英原子化器中进行原子荧光测定[7]。

2.3 分光光度法

分光光度法也是重金属分析应用较早的方法之一[8]，它利用显色剂与重金属离子形成稳定显色络合物，具有简便快捷、仪器简单、灵敏度高、成本低廉等优点。但是分光光度法需要寻找一种合适的络合剂，提高体系吸光度，这也是分光光度法的核心问题[9]。

3.重金属污染修复技术

3.1植物修复技术

植物修复技术就是利用植物吸收、富集、降解或固定土壤中重金属离子或其他污染物, 以消除或降低污染程度、修复环境的综合环境生物技术,有植物提取、植物挥发、植物稳定和植物促进等修复技术[10]。植物促进是根据重金属的螯合原理,向土壤中施加螯合剂如EDTA(乙二胺四乙酸)、柠檬酸等活化土壤中重金属, 增加重金属的生物有效性,提高富集植物对重金属的积累, 促进植物的吸收, 这是植物修复发展的一个新方向。

植物修复主要是通过收割地上部分而实现的, 而施加螯合剂可以提高某些植物对重金属的吸收, 促进了重金属向地上部分的转移。研究发现, 向铅污染土壤中加入1. 0g/kgEDTA24h后, Pb从根向枝干部分的净转移提高了120倍[11]。利用超积累植物修复重金属污染的土壤是一项绿色的治理方法,具有很大的开发前景。

3.2 客土法

由于有些重金属只污染了表层土壤, 所以有条件的地方可采用客土改良方法。具体做法是在被污染的土壤上覆盖一层好土,或将被污染的土壤部分或全部换掉, 覆土或换土的厚度应大于污染层土壤的厚度[12]。但是, 该法费工、费力,而且需要较大的资金投入。

4.重金属对植物生长影响研究展望

目前，重金属对植物生长发育的影响研究主要涉及重金属汞、镉、铅、铬、锌、铜、钴、镍和类金属砷等生物毒性重金属对植物生长发育的影响；对于植物而言，主要研究重金属对植物的出芽率、生长速率、产量等生长参数影响的浓度和时间效应，植物对重金属的吸收和重金属在植物体内的分布以及对植物超微结构的毒害等方面。

随着原子吸收光谱法、火焰原子吸收光谱法、石墨炉原子吸收光谱法、氢化物发生--原子荧光光谱法、分光光度法等技术的开发与进步，使得对植物中重金属含量、分布规律、变化形式等方面的研究更为深入、广泛和精确[13]。通过对重金属的各种污染事件的处理中可以看出国内外学者、专家对重金属在植物生长中的影响这方面的研究相当成熟。

参考文献

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重金属传播特性分析

重金属污染来源、分布、治理方法 点击次数：2540 发布时间：2011-2-16 摘要：文章阐明了重金属污染物来源与分布，同时对国内外土壤重金属污染治理的研究工作做了系统的综述，提出了土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法，利用环境矿物材料治理土壤重金属污染物的方法，具有成本低、效果好、无二次污染及有用金属可回收利用等优点，展现出广阔的环境矿物学研究与应用前景。并提醒人们要提高土壤质量意识，保护生态环境。 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷，还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物。 随着全球经济化的迅速发展，含重金属的污染物通过各种途径进入土壤，造成土壤严重污染。土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降，并可通过食物链危害人类的健康，也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。因此引起世界各国的广泛重视。目前，世界各国土壤存在不同程度的重金属污染，全世界平均每年排放Hg约1.5万 t、Cu为340万 t、Pb为500万 t、Mn为1500万 t、Ni为100万 t。中国北方大城市的蔬菜基地和部分商品粮基地也存在着不同程度的重金属污染，如北京、天津、西安、沈阳、济南、长春、郑州等地；。 南方相对较轻，如福州、宁波、上海、武汉、成都等地。土壤重金属污染将会造成生态系统的严重破坏。从中国土壤资源状况看，到2000年底中国人均耕地仅为0.1 hm2，而且随着今后中国经济社会的发展如生态退耕、农业结构调整及自然灾害损毁等，土壤资源将进一步减少。因而如何有效地控制及治理土壤重金属的污染，改良土壤质量,将成为生态环境保护工作中十分重要的一项内容。 重金属污染原理 重金属，特别是汞、镉、铅、铬等具有显著和生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解，而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程(即迁移)。重金属污染的特点是：(1)除被悬浮物带走的外，会因吸附沉淀作用而富集于排污口附近的底泥中，成为长期的次生污染源；(2)水中各种无机配位体(氯离子、硫酸离子、氢氧离子等)和有机配位体(腐蚀质等)会与其生成络合物或螯合物，导致重金属有更大的水溶解度而使已进入底泥的重金属又可能重新释放出来；(3)重金属的价态不同，其活性与毒性不同。其形态又随pH和氧化还原条件而转化。(4)在其危害环境方面的特点是：微量浓度即可产生毒性(一般为1～10毫克/升，汞、镉为0.01～0.001毫克/升)；在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物(如洋－甲基汞)；可被生物富集，通过食物链进入人体，造成慢性路线。亲硫重金属元素(汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷等)与人体组织某些酶的巯基(-SH)有特别大的亲合力，能抑制酶的活性，亲铁元素(铁、镍)可在人体的肾、脾、肝内累积，抑制精氨酶的活性。六价铬可能是蛋白质和核酸的沉淀剂，可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶，导致高铁血红蛋白，可能致癌，过量的钒和锰(亲岩元素)则能损害神经系统的机能。 本文主要从土壤中重金属污染物来源与分布、土壤中重金属污染物的现行治理方法入手，提出土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法。旨在保护环境，提高土壤的环境质量。 1 土壤中重金属污染物来源与分布 土壤中重金属的来源是多途径的，首先是成土母质本身含有重金属，不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。此外，人类工农业生产活动，也造成重金属对大气、水体和土壤的污染。 1.1 大气中重金属沉降

重金属污染土壤的植物修复研究

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/bc10925500.html, 重金属污染土壤的植物修复研究 作者：黄梦华 来源：《绿色科技》2012年第04期 摘要：分析了我国重金属污染现状，从超富集植物、植物挥发、植物积累、植物代谢、植物固定等方面探讨了重金属污染修复技术，阐述了超富集植物修复机型，为重金属污染土壤治理提供参考。 关键词：土壤;重金属;植物修复 1 引言 重金属通常是指一种元素的原子密度大于6 g·cm-1(除了砷之外)［1］。这些元素主要是指Cd、Cr、Cu、Hg等,其中Co、Cu、Cr、Mn、Zn是生物体内所必须的元素,而其它Cd、Hg和Pb则不是生物体内的必须的元素。环境中的重金属的主要来源有两个方面:一是自然环境重金属本底值,二是人为排放到土壤中的重金属。 目前,我国的重金属污染十分严重，据报道［2］,全国耕种土地面积的10%以上已受重金属污染,受重金属污染的土壤面积达到了1 000万hm2。同时国内常有重金属污染事件发生,如血 铅事件、Cd米污染事件、As污染事件和龙江镉污染事件等。 2 重金属污染修复技术 目前对重金属的修复技术主要有物理修复、化学修复和生物修复。物理修复［3］是指利用物理的方法进行污染土壤的修复;化学修复［4］是指加入到土壤中的化学修复剂与污染物发生一定的化学反应,使污染物被降解和毒性被去除或降低的修复技术;生物修复是指以生物为主体,利用生物吸收、降解、转化污染物,治理污染土壤的修复技术。目前研究比较成熟的是物理修复和化学修复,但是它们有容易产生二次污染、工程量大、投资高、引起土壤肥力减弱和修 复成本较高等问题而不能得到广泛的使用;利用生物修复研究目前比较少,将其利用到治理重金属的污染土壤的案例更少。这主要是由于微生物的质量小,累积的重金属难以从污染场地中转 移出来,限制了利用生物修复重金属污染土壤技术的推广。植物修复具有效率高、安全性能 好、费用低、易于管理与操作、不易产生二次污染和环境友好型等优点而备受当前科研工作者的关注。 2.1 植物修复 植物修复是指利用植物对某种污染物(重金属)具有特殊的吸收富集能力,将环境中的污染物转移到植物体内或者将污染物降解(或者使形态改变)而利用,其后对植物,尤其是植物的地上部 分进行回收利用,以达到去除或者消减污染物对环境危害的治理技术。它是一种新兴的绿色生 物修复技术,能在不破坏土壤生态环境、保持土壤结构和微生物的状况下,通过植物的根系直接

浅谈植物对土壤中重金属的吸附..

浅谈植物对土壤中重金属的吸附摘要：针对中国土壤中重金属污染加剧的趋势，为提高人们对土壤重金属污染的认 识，和人们对土壤中重金属污染的重视，特简要介绍相关情况。本文从土壤重金属 污染现状概况、植物对土壤重金属的吸收、影响植物吸收土壤中重金属的因素三个 方面介绍。并对植物修复土壤中重金属污染的理论提出展望。 关键词土壤；重金属；植物；吸收 Introduction to Plant for the Adsorption of Heavy Metals in Soil Abstract：With the soil pollution of heavy metals getting worse and worse,In order to improve people's knowledge on the soil heavy metal pollution,and the importance of heavy metal pollution in soil,so introduce something about heany metal pollution.This studies about soil heavy metal pollution status、the absorption of heavy metals from soil、the factors affecting plant absorption of heavy metals in soil. The prospect of the theory of phytoremediation of heavy metal pollution in soil is also proposed. Key words:soil;heavy metal;plant;absorption 引言 土壤是环境要素的重要组成部分，它不仅是农业生产的基础，而且还是人类环境的重要组成部分。它处于自然环境的中心位置，承担着环境中大约90%的来自各方面的污染物。然而，局部地球化学作用或者人为活动的强烈作用，尤其是近年来由于城市和工业的迅速发展，工业废弃物、城市固体废弃物、农业灌溉水污染、肥料和农药的施用，和城市污水处理厂污泥及大气污染的沉降，污染已从城市向周围蔓延。 土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属加入到土壤中，致使土壤中的重金属含量过高，并造成生态环境恶化的现象，土壤中的一些重金属元素在低浓度时，对植物而言是必须元素，但有些重金属元素在过量时就会对植物物产生毒害作用，如锌、铜、铬、镍、镉、汞、砷、铅等。 在我国，土壤重金属污染主要来自采矿、冶炼、电镀、化工、电子、制革、染料等工业生产的三废以及污灌、农药、化肥的不合理施用等。重金属在土壤中积累到一定限度就会对土壤一植物系统产生毒害，并可能通过接触食物链直接或间接地对人体健康产生严重危害。

植物修复土壤重金属的研究进展

植物修复土壤重金属的研究进展 摘要：植物修复技术被认为是治理重金属污染最为绿色的方法，因为此技术成本低、实施方便、无污染。超富集植物的研究是重金属污染植物修复的重点，然而一种植物由具有富集重金属特性到应用于现实的重金 属污染修复并非易事。研究表明，在现实条件下，植物修复技术应用于治理土壤重金属污染中存在一些约束。本文系统地总结了目前超富集植物的研究方法和研究现状，详细叙述了镉、铜、砷、镍的污染现状、危害及最新的植物修复技术究 进展，通过分析超富集植物在现实条件下修复土壤重金属污染的不足，提出土壤重金属污染植物修复的方向。 关键词：植物修复；重金属；土壤污染 前言：当前,土壤受重金属污染状况在国内外都很严重,受到了越来越多的关注。植物修复技术是新近发展起来的一项用于处理土壤 重金属污染的生态技术,其机理主要是通过某些植物对重金属元素的吸收、积累和转化,达到减轻重金属污染土壤的目的。与传统的处理土壤污染方法相比,植物修复技术具有经济、简单和高效等优点。本文简要介绍了植物修复的几种类型,论述了当前国内外植物修复技术的研究进展。主要对超富集植物的概念和特征、成功案例与不足进行了阐述，集中介绍了镉、铜、砷、镍几种重金属污染及其植物修复技术，对土壤重金属污染植物修复的方法和原理以及土壤重金属植 物修复技术的强化措施进行了综述,希望能为植物修复的近期研究工作提供借鉴。 １．土壤重金属污染的严重性及常用治理方法 土壤重金属污染途径包括自然方式和人类 活动。自然方式主要是岩石的分化，人类活动主要是矿山开发、金属冶炼、农药等使用。目前，重金属造成的环境污染已成为世界范围内的严重问题。工业化的发展，干扰了自然平衡的生物地球化学循环，使得这一问题愈发的严重。对于生物来说，超过阈值的重金属浓度会产生不利影响，并干扰正常运转的生物系统。植物在重金属胁迫下，其根系生长受到影响，细胞膜透性增大，植物抗氧化酶系统和光合系统遭到破坏，并对基因产生毒害。与有机物质不同，土壤重金属基本上不可降解，会在环境中不断累积，导致土壤质量下降，农作物减产和农作物品质下降。另外，由于生物的富集作用，土壤重金属最终还可能通过食物链进入人体，其潜在危害极大。因此，重金属污染具有隐蔽性，毒性大，长期性和不可逆性的特点。仅在中国就有2.88×10^6h㎡土地由于矿山开采而遭到污染破坏，并以平均每年46700ｈ㎡的速度在不断增加，最终导致水土流失、异地污染等环境问题，这些遭到污染破坏的土地几乎完全没有植被的覆盖［１］。为了减少重金属污染对生态系统的影响，必须对已经污染的土壤进行治理。治理方法要综合考虑成本以及技术，因此非常具有挑战性。目前不同的物理、化学和生物方法已被用于此。传统的治理方法包括土壤焚烧、挖掘和填埋、土壤清洗、土壤冲洗、凝固和电固定［２－３］。由于物理和化学方法受到成本高、劳动力大、土壤改变的不可逆性、本地菌群等因素的制约，以及可能产生的二次污染，因此有必要研究成本低、效益高、环境友好的治理土壤重金属污染的方法。植物修复被认为是一个可供选择的治理重金属污染问题的新 型的绿色方法。 目前, 重金属污染治理技术主要分为三类: 化学法, 物理化学法, 生物修复法。生物修复法中的植物修复技术具有成本低, 不会造成二次污染, 且具有一定的可行胜等优点, 在土壤重金属污染处理领域得到广泛的研究。 ２. 土壤重金属污染的植物修复技术 ２．１土壤重金属植物修复的概念 植物修复是指利用植物和相关的土壤 微生物来减少土壤中污染物浓度或毒性的 方法，它是一种新型、高效、低成本的土壤重金属污染修复技术，具有就地适用的特点，是一种以太阳能驱动来整治的策略。植

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重金属对植物生理生化特性的影响（综述） 摘要 随着工农业的迅速发展，环境污染日益严重，特别是重金属在环境中的释放严重污染了土壤、水体和大气，并且可通过食物链进人生物体，危害人类健康，因此，重金属污染已成为世界性的重大环境问题。重金属的来源有多种途径，除采矿区的尾矿、矿渣、冶炼、有毒气体的排放之外，还有城市垃圾、金属电镀、汽车尾气排放、工业企业向环境排放的“三废”、化工产品在农业中的不合理使用、农田的污水灌溉等等，这些途径都将导致环境的重金属污染。通常植物在受到重金属污染时都会出现生长迟缓、植株矮小、根系伸长受抑制直至停止、叶片褪绿、出现褐斑等症状，严重时甚至导致作物产量降低和植物死亡[1，2]。多年来，人们就重金属对植物的毒害作用做了大量的研究工作，特别是近年来有关重金属对植物毒害的分子机理也有较多报道，本文就重金属对植物生理生化的影响的研究现状作一综述。 关键字：重金属，植物，生理生化。 1.影响植物根系对土壤营养元素的吸收 重金属污染能影响植物根系对土壤中营养元素的吸收，其主要原因是影响了土壤微生物的活性，影响了酶活性。重金属与某些元素之间有拮抗作用，也可能会影响植物对某些元素的吸收。沈阳农业大学张宁、唐咏[3]的研究表明，Cr能明显降低水生植物凤眼莲的根系活力，影响植株生长。 2.引起植物细胞超微结构的改变 当植物受到重金属毒害未出现可见症状之前，实际上在细胞内部已有

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土壤重金属污染植物修复研究报告现状与发展前景

土壤重金属污染的植物修复研究现状与发展前景①2007-05-27 17:08 土壤重金属污染的植物修复研究现状与发展前景①作者】桑爱云。张黎明。曹启民。夏炜林。王华。【英文作者】 SANG Aiyun1） ZHANG Liming1） CAO Qimin1） XIA Weilin1） WANG Hua2）<1 Tropical Crops Genetic Resources Institute。CATAS。Danzhou。Hainan。 2 College of Agronomy。SCUTA。Hainan 571737）。【作者单位】中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所。华南热带农业大学农学院。海南儋州。【刊名】热带农业科学 , Chinese Journal of Tropical Agriculture, 编辑部邮箱2006年01期 桑爱云1>② 张黎明1> 曹启民1> 夏炜林1> 王华2> (1 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南儋州571737。 2 华南热带农业大学农学院海南儋州571737> 摘要重金属污染是土壤污染中危害极大的一类, 重金属污染的防治及其修复是目前国际上研究的热点之一。综述了土壤重金属污染及其植物修复的方法, 概述了超富集植物的概念、植物修复的机制和方式, 系统阐述植物修复的应用前景和今后的研究方向。关键词重金属污染。植物修复。超富集植物分类号X5 3 Resear ch Advances and Development Prospect of Phytor emediation in Heavy Metal Contamination Soil SANG Aiyun1> ZHANG Liming1> CAO Qimin1> XIA Weilin1> WANG Hua2> (1 Tropical Crops Genetic Resources Institute, CATAS, Danzhou, Hainan 571737。 2 College of Agronomy, SCUTA, Danzhou, Hainan 571737> Abstr act Heavy metal contamination is extremely harmful in soil contamination. It is one of the research priorities in the world to control and remedy heavy metal contamination. Heavy metal contamination in soil and its phytoremediation are reviewed in this paper. At the same time, the definition of hyper-accumulated plants and the mechanism and measures of phytoremediation are described in detail. The perspectives in research and application of phytoremediation were expounded systematically. Keywords heavy metal contamination 。phytoremediation 。hyper-accumulator 热带农业科学CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE 2006 年 2 月第26 卷第 1 期Feb. 2006 Vol.26, No.1 ① 科技基础性工作和社会公益研究专项( 2004DI B3J073> 资助。

植物生长素的发现(市优质课教学设计)

《植物生长素的发现》教学设计 教材分析 植物激素调节一章是必修3植物个体水平的稳态与调节内容，揭示了植物体维持稳态的调节方式——激素调节，与第1、2章内容组成生物有机体稳态调节知识体系，即在个体水平上对生命系统进行研究。“植物生长素的发现”作为本章第一节揭示了植物向光性这一生命现象是在生长素调节作用下产生的个体适应性，随着生长素的发现学生认识到植物激素的存在，并初步了解生长素作用——促进生长，这也为继续探究第二、三节生长素的其他生理作用及激素应用奠定基础。“生长素的发现过程”是本节重点，涉及一系列经典的科学实验，教学时应让学生尝试像科学家一样去思考如何设计对照实验，如何从实验现象中去推理、归纳和发现。“科学实验设计的严谨性”是本节的难点，通过“生长素的发现过程”归纳出了科学实验设计的一般方法，在此基础上利用本节教材中的“技能训练”，学生就能较顺利地完成“科学实验设计的严谨性”分析，从而突破教学的难点。 学情分析 学生通过前面两章内容的学习，对生物体的调节作用有了一定的认识，并且在必修一和必修二中已经学习过“光合作用的探究历程”、“人类对遗传物质的探索过程”等多个包含生物科学史的内容，对科学研究的方法有了初步的了解，观察思维能力较强，但逻辑思维能力及对实验现象的分析能力、表达能力有待提高。因此在教学中，教师应注重激发学生进行探究和学习的兴趣，培养学生的分析和理解能力。 教学目标 1.知识目标 ①概述植物生长素的发现过程。 ②概述植物生长素的产生部位、运输和分布。 ③说出具有生长素效应的物质和植物激素的概念。 2.能力目标 ①尝试分析经典实验，提高逻辑思维的严密性。 ②通过对科学家实验的分析和技能训练，提高科学实验设计的严谨性。 3.情感、态度和价值观 引导学生深入思考科学家的工作过程，领悟科学探究的历程，学习科学家献身科学的精神，提高学生的科学素养，。 教学重点和难点 重点：生长素的发现过程。 难点：科学实验设计和推理的严谨性分析。 课时安排：一课时

土壤重金属污染的植物修复

土壤重金属污染的植物修复 【摘要】土壤重金属污染是急需解决的环境问题之一，植物修复对于重金属污染土壤的治理修复具有重要意义。本文介绍了植物修复技术的概念、基本原理、研究现状以及优缺点，并展望了该领域今后的研究方向。 【关键词】植物修复；重金属；超积累植物；土壤 随着工业和农业的发展，重金属对土壤的污染越来越严重。土壤中重金属污染不仅直接影响作物的产量与品质，而且会通过食物链危及人类的健康和安全，如日本的痛骨病事件就是典型的例证。由于重金属污染物在土壤中难迁移，又不能被微生物降解，价态变化复杂，使得治理非常困难[1]。目前，常用的土壤污染修复方法有物理法、化学法和生物法(如客土法、淋溶法、施用化学改良剂等)[2]，大多只能暂时缓解重金属的危害，还可能导致二次污染，不能从根本上解决问题。近年来出现的植物修复技术由于成本低、效果良好、环境友好等优点，正成为环境科学领域研究和开发的热点[3,4]。 1.植物修复技术及其机理 植物修复技术是指将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上，该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，将植物收获并进行妥善处理(如灰化回收)后即可将该种重金属移出土体，达到污染治理与生态修复的目的[5]。根据机理不同分以下4种：植物萃取、植物稳定、植物挥发和植物转化。 植物萃取又称植物提取技术。重金属经植物根系吸收后，继而转移、贮存到植物茎叶，然后收割茎叶，从而达到去除土壤重金属元素的目的。植物萃取技术利用的是一些对重金属具有较强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(即超富集植物)[6]，植物萃取是目前研究最多且最有发展前景的植物修复方式，此技术的关键在于寻找合适的超富集植物和诱导出超级富集体。 植物稳定是耐性植物利用其自身的机械稳定作用和吸收沉淀作用固定土壤中重金属的方式，包括了分解、沉淀、螯合、氧化还原等多种过程，这些过程可降低重金属的生物有效性，防止其进入水体和食物链。然而植物稳定并没有将环境中的重金属离子去除，只是暂时的固定，使其对环境中的生物不产生毒害作用，并没有彻底解决环境中的重金属污染问题。 植物挥发是指利用植物去除土壤中的一些挥发性污染物的一种方法，即植物将污染物吸收到体内后又将其转化为气态物质，释放到大气中。植物挥发只限于挥发性的污染物(如Se，As和Hg等)，应用范围小，且此方法将污染物转移到大气中，对环境有一定的影响。 植物转化是指利用植物的根部及其它部位通过新陈代谢作用等生理过程将

(完整版)植物生长素的发现练习题

知识点一生长素的发现过程 1．下列利用胚芽鞘所做的实验中，能说明胚芽鞘尖端确实产生了“生长素”的是() 答案D 解析温特的实验设计证明了胚芽鞘尖端确实产生了某种化学物质，促进切去尖端的胚芽鞘弯曲生长。 2．如图所示，在燕麦胚芽鞘顶端的下部插入云母片(生长素不能透过)，从右边用光照射，燕麦胚芽鞘的生长情况将是() A．直立向上生长 B．向右弯曲生长 C．向左弯曲生长 D．不生长 答案B 解析由于云母片插入的位置偏下，不影响尖端生长素向背光侧转移，因此，背光侧的生长素浓度大于向光侧，生长速度大于向光侧，胚芽鞘弯向光源的方向生长。 3．某同学做了如图所示的实验，从实验结果可以直接得出的结论是() A．生长素进行极性运输 B．单侧光照引起生长素分布不均匀 C．生长素能促进植物生长 D．感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端 答案C 解析由实验甲中去除尖端的胚芽鞘上端放置的琼脂块含生长素，胚芽鞘直立生长，而实验乙中去除尖端的胚芽鞘上端放置的琼脂块不含生长素，胚芽鞘不生长，可推知生长素能促进植物的生长。

4．根据所学知识判断，下列说法错误的是() A．图中能直立生长的是①、④和⑥ B．若探究植物的向光性，可设置①③进行对照 C．若探究植物胚芽鞘的感光部位，应设置④⑥进行对照 D．图中弯曲生长的是③⑤ 答案C 解析根据生长素的有无和分布是否均匀可以判断：①直立生长，②不生长不弯曲，③向光弯曲生长，④直立生长，⑤向光弯曲生长，⑥直立生长。设计实验时要遵循单一变量原则，若探究植物的向光性，可设置①③进行对照；若探究植物胚芽鞘的感光部位，应设置④⑤进行对照，④⑥不符合要求。 5．将切下的燕麦胚芽鞘顶部移到切口一侧，置于黑暗条件下，胚芽鞘的生长情况如图。这个实验能证明() A．顶端在光下产生某种“影响物” B．“影响物”具有促进胚芽鞘生长的效能 C．合成“影响物”不需要光 D．背光一侧“影响物”分布多 答案B 解析本实验是置于黑暗条件下的，所以A、C、D错误。 知识点二生长素的产生、分布和运输 6．在植物体内，合成生长素最旺盛的部位是() A．营养组织B．保护组织 C．分生组织D．机械组织 答案C 解析合成生长素最旺盛的部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子，这些部位属于分生组织。

重金属传播特征讲解

重金属传播特征 重金属原义是指比重大于 5的金属,包括金、银、铜、铁、铅等,重金属在人体中累积达到一定程度,会造成慢性中毒。对什么是重金属目前尚无严格的定义,化学上跟据金属的密度把金属分成重金属和轻金属,常把密度大于 4.5g/cm3的金属称为重金属。如:金、银、铜、铅、锌、镍、钴、铬、汞、镉等大约 45种。 从环境污染方面所说的重金属是指:汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属。 对人体毒害最大的有 5种:铅、汞、铬、砷、镉。这些重金属在水中不能被分解,人饮用后毒性放大,与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物或无机物。 在领域中,重金属主要是指对生物有明显毒性的金属元素或类金属元素,如汞、镉、铅、铬、锌、铜、钴、镍、锡、砷等,此类污染物不易被微生物降解。 随着全球经济化的迅速发展, 含重金属的污染物通过各种途径进入土壤, 造成土壤严重污染。土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降, 并可通过食物链危害人类的健康, 也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。因此引起世界各国的广泛重视。目前, 世界各国土壤存在不同程度的重金属污染,全世界平均每年排放Hg 约 1.5万 t 、 Cu 为 340万 t 、 Pb 为 500万 t 、 Mn 为 1500万 t 、 Ni 为 100万t 。中国北方大城市的蔬菜基地和部分商品粮基地也存在着不同程度的重金属污染, 如北京、天津、西安、沈阳、济南、长春、郑州等地; 。南方相对较轻,如福州、宁波、上海、武汉、成都等地。土壤重金属污染将会造成生态系统的严重破坏。从中国土壤资源状况看, 到 2000年底中国人均耕地仅为 0.1 hm2, 而且随着今后中国经济社会的发展如生态退耕、农业结构调整及自然灾害损毁等, 土壤资源将进一步减少。因而如何有效地控制及治理土壤重金属的污染,改良土壤质量 , 将成为生态环境保护工作中十分重要的一项内容。 重金属污染原理

重金属对植物叶片生理功能的影响实验

重金属对植物叶片生理功能的影响实验 寂静的环科 原理 重金属对植物生理功能具有一定的影响，这种影响与重金属的浓度有关。指示植物生理功能的指标包括净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、细胞间隙CO2浓度、水蒸汽压亏缺、水分利用效率、暗呼吸速率。所以通过测定重金属污染土壤中植物的这些指标来反映重金属对植物生理功能的影响。这些指标的测定可以通过光合仪来完成。 实验试剂与材料 尿素，Ca(H2P04)2，K2S04，砷酸盐和亚砷酸盐,花土、大麦或小麦植物种子、花盆、容量瓶、筛子、一次性防护手套、橡胶手套、称量纸、滤纸、一次性防护口罩等。 实验仪器设备 光照培养箱、天平、大小合适的植物活体叶片，便携式光合仪、同化室、碱石灰，干燥剂等。 实验方法与步骤 1、植物盆栽实验 根据土壤污染情况，使用砷酸盐和亚砷酸盐作为污染源模拟金属砷污染土壤，设定三个浓度梯度，分别是0，20mg/kg,40mg/kg。按上述处理浓度将砷以砷酸盐和亚砷酸盐的溶液形式均匀加入，充分混匀，于室内25度下避光平衡老化7天开展盆栽实验。

采用塑料花盆，每盆中放入1kg处理后的土壤中，统一加入等量的复合肥（土壤中加入尿素0.15 g/kg、磷肥0.05 g/kg(Ca(H2P04)2)、钾肥0.10g/kg(K2S04)），将选择好的植物种子直接栽培到处理好的花盆中，在植物生长期间根据土壤水分蒸发情况，不定期补充蒸馏水，保持土壤含水量达饱和持水量的65%，同时保持充值光照，当植物种植长到1个月后开展以后实验。 2、光合仪准备 （1）、开机预热 将光合仪打开预热30分钟，目的使光合仪性能更加稳定 （2）、设定参数 按照显示器中的提示进行操作，根据说明书方法对仪器进行设定。 （3）、CO2平衡调节 把CO2缓冲瓶接出来的管子，接上“IN”并确认，把管子接有瓶子的的那头放到室外。然后在CO2分析器校准界面下按照显示器上的提示进行调满操作。 （4）、样品测定 等待仪器内部表征数据中的外部环境CO2浓度与探测点CO2浓度平衡后再开始测量。选择开路测量方式，把安装叶室手柄上的两个管子分别与仪器面板上对应的接口相连，然后把叶室手柄上的传感器电缆插头插到面板上的“手柄接线”插座上并拧紧。选择手动测量方法，按确认键。 （5）、记录实验数据

重金属污染土壤的植物修复

立志当早，存高远 重金属污染土壤的植物修复 土壤是环境中特有的组成部分，是最宝贵的自然资源之一。在地球表面，土壤处于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间的过渡地带，是生态系统物质交换和物质循环的中心环节，是连接地理环境各组成要素的枢纽，是人类赖以生存的必要条件。然而，各种人为因素如工业污泥、垃圾农用、污水灌溉、大气中污染物沉降，大量使用含重金属的矿质化肥和农药等等，使土壤遭受不同程度的破坏，致使原有土壤理化性质退化、丧失耕作价值，并危及食物链安全与人类自身健康。 我国城市与工业废水年排出镉、汞等重金属为2700 吨左右，且相当一部分污染物通过灌溉途径进入农牧业生产环境，污染了耕地。灌溉水源中的镉、汞、铜、锌等重金属一旦进入土壤，就会被农作物吸收，从而残留在农产品中。受污染的水源和农作物还会危及畜禽健康，使畜禽产品受到污染。 在造成环境污染的重金属中，危害最大的是汞、镉、铬、铅、砷等，毒性稍低的是镍、铜、锌、钴、锰、钛、钒、钼、铋等。汞进入人体后被转化为甲基汞，有很强的脂溶性，易进入生物组织，并有很高的蓄积作用，在脑组织中积累，破坏神经功能，无法用药物治疗，严重时能造成死亡。镉进入人体后，主要贮存在肝、肾组织中，不易排出，镉的慢性中毒主要使肾脏吸收功能不全，降低机体免疫力以及导致骨质疏松、软化，引起全身疼痛、腰关节受损、骨节变形，如八大公害之一的骨痛病，有时还会引起心血管疾病等。铅对人体也是累积性毒物，铅能引起贫血、肾炎，破坏神经系统和影响骨骼等。砷是一种类金属，也是传统的剧毒物。 植物修复是一门新兴的环境治理技术。广义的植物修复就是利用植物提取、吸收、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或地表、地下水中有毒有害

土壤重金属的危害及其预防措施

1 / 5 土壤重金属污染的危害 1.对植物的危害 土壤中的重金属会对植物产生一定的毒害作用，引起株高、主根长度、叶面积等一系列生理特征的改变，高浓度的重金属会引起植物体营养不足，酶的有效性降低。 2.对人体的危害 土壤尤其是表层土壤中的重金属极易进入人体，直接对人体健康造成威胁，会引起呼吸系统紊乱，免疫力降低，各器官一系列病变等。摄入过量的Ｃｄ，可引发以骨矿密度降低和骨折发生机率增加为特征的骨效应。Ｐｂ能导致人的生殖功能下降、机体免疫力降低出现头晕、头疼、记忆力减退和腹疼等一系列症状。 Ｃｒ能导致不同程度的皮肤和呼吸道系统病变，并且出现溃疡和炎症。长期吸入Ｎｉ可以引起鼻癌、肺癌，并且可以引起接触性皮炎、肺炎等病症。当金属Ｈｇ进入人体后，可与体内酶或蛋白质中许多带负电的基团如巯基等结合，使能量生成、蛋白质和核酸合成受到影响，从而影响细胞正常的功能和生长。人在Pb 中毒会出现高级神经机能障碍。严重中毒时，引起血管管壁抗力减低，发生动脉内膜炎、血管痉挛和小动脉硬化。 3.对土壤动物的危害 重金属污染对土壤动物群落和多样性构成危害，土壤动物群落的组成与数量随着污染的加重而减少，优势类群与常见类群的类明

显减少；重金属对土壤动物群落的多样性指数、均匀性指数、密度类群指数都有减少的趋势。 4.对土壤环境的危害 大多数重金属在土壤中相对稳定，一旦进入土壤，很难在生物物质循环和能量交换过程中分解，难以从土壤中迁出。从而对土壤的理化性质、土壤生物特性和微生物群落结构产生明显不良影响，影响土壤生态结构和功能的稳定。重金属复合污染影响了农田土壤生态系统的细菌丰富度，改变了土壤环境的优 2 / 5 势菌群，从而使农田土壤微生物群落结构多样化发生变化。土 壤重金属污染的防治措施 近年来，中国在三废处理、污灌控制、农药安全使用等方面取得了显著的成绩。随着人们环境意识和生活水平的不断提高，对土壤重金属污染和食品安全问题也更加关注。因此，各级政府和有关部门对土壤重金属污染问题应该予以高度重视。 4．1加强宣传、监督和管理工作 各级政府应加大对土壤污染的监督和管理力度，加强宣传教育工作，提高公众的环保和健康意识，以此来促进土壤环境保护工作的深入开展。建立和完善土壤污染防止、控制和治理的有关法规和政策措施。中国矿藏资源丰富，在矿山开采和冶炼时要规范管理，避免在开采和冶炼时造成土壤的污染。 4．2严格控制工业“三废”排放

土壤重金属污染的植物修复技术

土壤重金属污染的植物修复研究 院系:生命科技学院 专业：农学 班级：农学101 姓名：刘忠臣 学号：20100114103 完成日期：2012-12-29

目录 摘要 (3) 关键词 (3) 引言 (4) 第1章土壤重金属污染的植物修复概念及特点 (5) 1.1 植物修复法定义 (5) 1.2 植物修复技术的特点 (6) 第2章超积累植物及其概念 (6) 第3章重金属污染的植物修复机理 (7) 3.1 植物根系对重金属的吸收 (7) 3.2 重金属由根系向地上部的迁移 (8) 3.3 植物地上部重金属的积累 (8) 第4章提高植物对土壤重金属修复的措施 (9) 4.1 调节土壤pH (9) 4.2 添加螯合剂等添加剂，提高重金属的生物可利用率 (9) 4.3 施加植物营养，促进植物对重金属的吸收 (10) 第5章结论 (10) 参考文献 (10)

摘要：土壤重金属污染越来越严重，对环境安全和农业可持续发展构成了严重威胁。所以，对土壤重金属污染的修复刻不容缓，世界各地的科学家对此的研究也越来越深入。其中，土壤重金属污染的植物修复以其独特的优点越来越受关注。科学家对土壤重金属污染的植物修复技术研究也越来深入，其配套技术也越来越完善。本篇论文主要对土壤重金属污染的植物修复做完整的介绍，并对其技术特点及应用做了详细的描述。对土壤重金属有超积累现象的植物的寻找与培育是今后对土壤重金属污染的植物修复研究的重中之重。 关键词：重金属污染植物修复超积累植物

引言 土壤重金属以其特殊化学性质，对环境污染的持久性以及强烈的生物毒性，一直被世界各国环境科学工作者作为研究的重点。近几十年来，由于农药和化肥的大量使用、废水或污水灌溉、工业废渣与垃圾填埋渗漏和大气沉降等，造成土壤重金属污染日趋严重。土壤重金属污染，改变土壤化学组成，直接或间接地破坏土壤的生态结构，通过土壤—作物系统迁移积累，进而影响农产品安全乃至人体健康。据估算，我国重金属污染的土壤约3亿亩，占耕地总面积的1/6左右，每年因重金属污染的粮食高达数百万吨。土壤重金属污染问题以对我国环境安全和农业可持续发展构成严重威胁，亟须解决。 对于土壤重金属污染的修复方法主要有植物修复技术、工程措施、热解吸法、玻璃化技术、电动修复、电热修复/电磁法修复、土壤淋洗、土壤固化技术、有机质改良法、重金属拮抗作用、微生物修复技术、农业生态修复、联合修复技术。 本文主要研究植物修复技术。土壤重金属污染和防治一直是国际上的难点和热点研究课题。当前，主要的土壤修复技术包括工程治理、化学治理、农业治理和生物治理等四种措施，其中植物修复技术，因其具有效果好、投资省、费用低、二次污染小等优点，被誉为绿色修复技术，日益受到人们的重视，成为污染土壤修复研究的热点。 随着城市化、工业化的进程加速，土壤重金属污染不断加剧。重金属污染已成为全球面临的最大的环境问题，2011年全国环境保护工作会议中明确提出，重金属污染是“十一五”凸显的重大环境问题，国务院已经批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》，重金属污染综合防治列为环境保护的头等大事，力争到2015年，进一步优化涉重金属产业的结构，完善重金属污染防治体系、事故应急体系及环境与健康风险评估体系。可见，重金属污染的防治将是未来我国环境保护工作的重点。植物修复技术是重金属污染治理的重要手段。

植物生长素的发现(教学设计)

普通高中课程标准实验教科书·人教版·必修3 第三章第2节 《植物生长素的发现》教学设计 郭名宾（江西省信丰中学江西赣州 341600） 一、设计思路 科学史可以展现科学是永无止境的探究活动的本质特征，使人感受科学发展是一个线性累积、不断壮大的过程，领会“变化”才是科学本身具有的惟一不变特性。植物生长素的发现过程正是这样一个很好地展现科学在本质上是相对的、可变的、处在不断修正和发展过程中的素材。因此，本文基于以下的教学理念开展教学：问题为主线、探究为主轴、学生为主体、教师为主导，采用问题引导探究、教师引导学生的设计思路。 二、教学分析 1、教材分析与处理 《植物生长素的发现》编入了“达尔文、詹森、拜耳、温特等科学家的实验、评价实验设计和结论”等内容。教材以科学探索过程为脉络来安排教学内容，具有探究性的特点；文本呈现图文并茂，具有直观性的特点，为教师实施探究式教学提供了有力支撑。 基于以上设计理念，对教材知识作了适当调整（含顺序调整），本节课只学习生长素的发现过程和分析、评价实验设计的技能训练。 2、学情分析 曾学习过“假说──演绎法”、“类比推理”等，有一定的思考方法基础，且学生的观察、思维、逻辑推理等能力都较强，对植物向光性现象又有一定的感性认识。但对实验设计的各种能力（语言表达、实验分析、深入思考等）都有待提高，所以教学过程旨在培养学生的实验能力。 3、学习任务分析 教学重点：生长素的发现过程；教学难点：科学实验设计的过程及严谨性分析。通过学习，学生不仅要掌握生长素发现的过程，更要掌握对简单实验的设计、分析和评价的能力，感悟科学发现是一个继承与创新的辨证过程，需要实事求是和坚持不懈的科学态度。 三、教学目标 对于以上的教学分析，需达到的教学三维目标（见表1）。