土壤重金属的植物污染化学

本书是在作者多年进行土壤重金属植物污染化学研究的基础上撰写而成的，以理论研究为主，与实践相结合。全书共分5章，主要内容包括植物根际土壤重金属的界面过程，植物对土壤重金属的吸收与积累，植物对重金属的耐性与解毒，根际微生物生态效应及其对重金属行为的影响以及重金属污染土壤的植物修复技术。

 

 

植物污染化学研究目前已成为农业环境保护领域的研究热点之一。本书是在作者多年进行土壤重金属植物污染化学研究的基础上撰写而成的，以理论研究为主，与实践相结合。内容包括土壤重金属及其生物可给性，土壤重金属的植物根际化学行为，土壤重金属的植物吸收与累积，植物对重金属的耐性和解毒机制，重金属污染的土壤-植物-微生物交互作用，重金属污染土壤的植物修复技术等。
本书适合环境科学与工程研究、环保管理与服务等领域的从业人员参考，也可作为大专院校环境科学、环境工程、生态学、土地管理、土壤学、植物学和农学等专业师生的教材与参考用书。

 

 

前言
第1章 植物根际土壤重金属的界面过程
1.1 土壤重金属的生物可给性及其评价方法
1.1.1 土壤重金属的生物可给性
1.1.2 土壤重金属生物可给性的评价方法
1.2 土壤重金属的形态及分析技术
1.2.1 土壤重金属形态的化学提取分析
1.2.2 土壤重金属形态的光谱分析
1.3 重金属在土壤—植物—微生物系统的界面行为特征
1.3.1 土壤固—液界面重金属行为特征
1.3.2 土壤—微生物界面的重金属行为特征
1.3.3 土壤—植物根系界面重金属行为特征
1.4 土壤重金属的植物根际化学行为
1.4.1 重金属胁迫的植物根际效应
1.4.2 根际环境重金属的化学行为
1.4.3 典型重金属的根际化学行为
主要参考文献
第2章 植物对土壤重金属的吸收与积累
2. 1植物的重金属耐性与超积累
2.1.1 植物对重金属的适应性和耐胜
2.1.2 重金属耐性植物和超积累植物的概念
2.1.3 超积累植物的种质资源
2.2 植物体内重金属的积累与影响因素
2.2.1 植物体内重金属的含量
2.2.2 影响重金属在植物体内积累的因素
2.3 植物对土壤重金属吸收与积累机理
2.3.1 植物对根际土壤重金属的活化
2.3.2 植物对重金属的吸收
2.3.3 重金属的木质部运输
2.3.4 分布和贮存
2.4 细胞内重金属的转运机制
2.4.1 重金属ATP酶(HMAs)：CPx型ATP酶
2.4.2 ABC转运家族
2.4.3 Nramps家族
2.4.4 C—DF家族
2.4.5 ZIP家族
2.4.6 阳离子／H+反向运载器
2.4.7 Cu转运蛋白家族
2.4.8 其他重金属转运蛋白
主要参考文献
第3章 植物对重金属的耐性与解毒
3.1 土壤重金属的植物效应
3.1.1 重金属对植物的毒害症状
3.1.2 重金属对植物生理生化反应的影响
3.1.3 重金属对植物结构的损伤
3.2 重金属在植物体内的分布定位
3.2.1 重金属在植物细胞水平的分布定位
3.2.2 重金属在植物组织水平的微区分布特征
3.2.3 Mn在商陆器官水平的分布定位
3.3 植物体内重金属形态
3.3.1 植物体内重金属的化学结合形态
3.3.2 基于同步辐射x射线吸收光谱的重金属分子形态分析
3.4 植物对重金属的耐性和解毒机制
3.4.1 植物对重金属的排斥机制
3.4.2 植物对重金属的耐受机制
主要参考文献
第4章 根际微生物生态效应及其对重金属行为的影响
4.1 重金属污染土壤的微生物分子生态效应
4.1.1 重金属污染对土壤微生物活性的影响
4.1.2 重金属污染对土壤酶活性的影响
4.1.3 重金属污染对土壤微生物群落组成的影响
4.1.4 重金属耐性植物根际效应与微生物群落结构
4.2 根际耐性微生物对重金属的吸附行为
4.2.1 根际微生物对重金属的耐性与富集
4.2.2 耐性微生物对重金属的吸附
4.2.3 重金属的微生物吸附机理
4.3 根际耐性或功能微生物对土壤重金属形态的影响
4.3.1 铜锌耐性微生物对土壤重金属形态的影响
4.3.2 硫循环相关功能微生物对土壤重金属形态和植物吸收的影响
主要参考文献
第5章 重金属污染土壤的植物修复技术
5.1 重金属污染土壤植物修复技术概述
5.1.1 植物修复技术的概念
5.1.2 植物修复技术的含义
5.1.3 重金属污染土壤的植物修复机理
5.1.4 植物修复技术的调控
5.2 重金属污染土壤物理化学调控的植物修复
5.2.1 磁处理—植物联合修复系统
5.2.2 化学处理—植物联合修复系统
5.3 重金属污染土壤植物—微生物联合修复
5.3.1 菌根对重金属污染土壤的生物修复
5.3.2 “植物—微生物—菌根”载体对重金属污染土壤的生物修复
5.3.3 “铜耐性植物—微生物”载体对重金属污染土壤的生物修复
5.3.4 植物—微生物联合生物修复技术的环境风险评估
5.4 重金属污染土壤植物修复技术研究展望
主要参考文献
彩图

 

 

第1章 植物根际土壤重金属的界面过程
重金属是土壤环境的重要污染物，主要随工农业生产中产生的废水、废渣和废气进入土壤。土壤重金属污染引发的土壤生态功能破坏和农产品安全等问题日益受到各界的高度关注。重金属不仅直接毒害土壤生物和植物，破坏土壤生态结构，还可以通过食物链迁移转化，危害人体健康。所以，如何修复重金属污染土壤和保障农产品安全是当前的重要环境问题。
根际是重金属进入植物体内的主要通道和屏障，有效调控重金属在土壤一植物系统中的迁移对于提高重金属污染土壤植物的修复效率和保障农产品安全具有重要意义。Stumm等(1987)指出对几乎所有环境组分的过程控制问题的理解都应该考虑界面过程。这些界面过程直接影响重金属的生物可给性、重金属形态和迁移转化规律。除了土壤本身物理化学特性直接影响重金属的迁移转化外，微生物和植物根系也对土壤重金属迁移转化有着深远的影响。根际土壤环境是土壤、植
物根系和微生物的复合体系，重金属在植物根际土壤中的传输受该系统中多层次微界面的控制，主要包括土壤固一液界面(土壤固相一土壤水相界面)，土壤一微生物界面以及土壤～植物根系界面等。由于界面反应的复杂性，无论在理论上还是在方法学上都有许多问题值得深入探索。
结合我们的相关研究成果，本章主要从土壤重金属的生物可给性及其评价方法、土壤重金属的形态、重金属在土壤一植物一微生物界面的环境行为特征以及土壤重金属的植物根际化学行为四个方面对植物根际土壤重金属的界面过程进行论述。
1.1 土壤重金属的生物可给性及其评价方法
土壤重金属的生物可给性与土壤重金属的毒性、环境风险以及重金属在土壤一植物系统中的迁移密切相关。土壤重金属的生物可给性部分直接决定了土壤重金属的毒性、环境风险大小以及重金属在土壤一植物系统中的迁移量。总量预测法、化学浸提法和植物培养法等是评价土壤重金属生物可给性的常用方法，在重金属污染土壤管理及其防治中得到广泛应用。土壤重金属的生物可给性与其生物可给性过程密切相关。所以，深人理解土壤重金属的生物可给性及其过程，完善土壤重金属的生物可给性评价方法，对于重金属植物污染化学的研究，具有重要理论价值和现实意义。
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