导 读
超积累、耐性、适应植物在重金属污染土壤修复中已有广泛的应用。试图通过重金属污染土壤修复植物的培植，不断刈割或采收，将污染土壤的重金属取出，再通过工艺方法将其提取、提纯，从而培植新的产业，更好地服务国民经济的健康发展。
文/徐正浩(浙江大学环资学院副研究员) 、徐建明（浙江大学环资学院教授）
来源：赛杰奥公号（科学出版社地球科学订阅号，2019年3月12日），本文摘编自《重金属污染土壤的植物修复资源 》（徐正浩, 徐建明, 朱有为著. 北京 : 科学出版社, 2018.12）一书“第一章 镉污染土壤超积累植物资源”，标题为编者所加。
▲由镉制成的硬币
镉(Cadmium)，符号Cd，元素周期表第48号元素，相对原子质量112.41，熔点321摄氏度，密度8.65克/立方厘米。
镉为植物非必须元素，易转移，毒性强，常通过食物链进入人体，引起慢性中毒，引发各种致命疾病。铅、锌等镉伴生矿物的开采和加工，易引发含镉废水，导致水田、耕地和水域镉污染。镉大米和镉污染饮用水，潜在风险大，隐蔽性强，是影响健康、诱发慢性中毒最典型的镉污染。镉离子(Cd2 ) 达一定浓度，便对植物产生毒害作用，使植物细胞损伤，影响植物的正常生理代谢，而高浓度时常导致植株死亡。镉超积累植物通过各种解毒机制抵御其毒害，通常通过区域隔离，进行外排或富集，或通过螯合钝化，或抗氧化系统构建等机制，忍耐镉毒性。
超积累植物，即能超量吸收和积累重金属的植物，其体内重金属含量通常为普通植物的100倍或以上，积累的铬(Cr)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、铅(Pb) 含量达1000mg/kg 或以上，积累的锰(Mn)、锌(Zn) 含量达10000mg/kg 或以上，积累的镉(Cd) 达100mg/kg 或以上，同时，地上部积累的含量为根积累量的1 倍以上( 转运系数，S/R>1.0)。再则，这类植物在重金属污染土壤生长良好，不产生毒害，植物体内积累的重金属含量大于污染土壤中的重金属含量，即富集系数大于1.0。
镉的化学性质接近锌，在土壤环境条件下表现为稳定性和累积性，不易消除。镉在土壤、水体及大气中以微量或痕量存在，地壳中的平均含量为0.15 〜0.20mg/kg，而当土壤中镉含量为背景值的1 倍至数倍时，则为非安全区域；当土壤中镉含量更高时，就无法农用，必须治理。采矿、冶炼、污泥、污水农用、大气污染、含镉肥料等的应用，使镉在环境中的含量不断累积，通过暴露、淋洗、沉降、复合夹带等途径，使农田等土壤环境镉污染不断加剧。
2014 年国家环境保护部和国土资源部发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，中国土壤总超标率为16.1%，其中镉、镍、铜、砷、汞和铅等6 种超标率分别为7.0%、4.8%、2.1%、2.7%、1.6% 和1.5%。中国镉污染土壤面积已达20 万hm²，占总耕地面积的1/6。
污染土壤镉可以通过物理、化学等方法进行治理，但往往费用昂贵、工艺复杂、实施难度大。利用镉超积累、耐性、适应植物，可以实施原位修复，并以摄取土壤镉的植物的收割、刈割、搬运、提炼回收等途径，实现系列产业的形成和可持续的土壤污染修复，并实现以植物为主要载体的环境美化、生态改造和清洁生产。
镉超积累植物的挖掘是实现生物修复的重要步骤。自十字花科(Brassicaceae) 的遏蓝菜(Thlaspi caerulescens J.Presl et C.Presl) 等镉超积累植物发现以来，各国学者展开了广泛的镉超积累植物筛选研究，目前镉超积累植物的种类已达30 多种。
▼表 镉污染土壤可选用的植物修复资源
目前，世界上发现的超积累植物达500 种以上，涉及的重金属元素有镉、铜、铅、镍、锰、砷、锌、汞等。《重金属污染土壤的植物修复资源》（徐正浩, 徐建明, 朱有为著. 北京 : 科学出版社, 2018.12）系统地介绍了200多种污染土壤的植物修复资源。重点从中文名、拉丁学名、中文异名、英文名、分类地位、形态学鉴别特征、生物学特性、生境特征、分布状况、传播扩散特性、修复特性等11项内容介绍了污染土壤修复植物的基本情况和应用前景，每种物种都配有不同生育期的原色图谱。
本书收录介绍了20 多种镉超积累植物。
本文以镉超积累植物“忍冬”为例甲乙说明。
本书可作为从事相关专业的研究人员、推广人员和管理人员的参考用书。由于采用了图文并茂的方式，有的物种还有生境图片，使得其可读性很强，因此，也适合广大普通人士阅读。
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