植物修复是重金属污染治理的绿色技术之一,柳树(Salix spp.)、香蒲(Typha spp.)对重金属具有较强耐性,生长繁殖快,根系发达,是植物修复的适宜物种。活性炭吸附具有性价比高、操作简单和适合低浓度重金属污染治理等优势而被广泛研究和应用,农林废弃物活性炭因成本低廉成为重金属吸附的研究热点。目前香蒲与柳树生物质的利用较为单一,研究旱柳与狭叶香蒲对重金属的吸收、及其活性炭对重金属的吸附可以开拓其环保新用途,对深化植物修复机理和资源的充分利用具有十分重要的意义。本文以狭叶香蒲(Typha angustifolia)和旱柳(Salix matsudana)为研究对象,通过水培试验,采用差速离心、连续萃取与原子吸收分光光度法,研究了外源亚精胺(Spermidine, Spd)对旱柳和狭叶香蒲Cd吸收积累和耐性,以及Cd的亚细胞分布和化学形态解毒机制的调节作用；采用酶联免疫测定仪,研究了外源Spd对旱柳耐Cd氧化胁迫机制的调节作用；采用磷酸活化法制备了狭叶香蒲与旱柳活性炭,并用红外光谱仪、截塔电位仪和扫描电镜对活性炭的理化性质进行表征,通过静态吸附试验,研究了两种活性炭对模拟废水中Cd与Pb的吸附性能与机理。主要研究结果如下：(1)外源Spd能抑制Cd胁迫下旱柳和狭叶香蒲生物量的降低,一定程度提高植物对Cd的耐性。Spd能促进旱柳根、老茎和狭叶香蒲各组织对Cd的累积,降低旱柳嫩枝与叶的Cd含量。旱柳组织中Cd的含量大小为根>叶>嫩枝,分别为2002.67～3961 mg/kg、111.59～229.72 mg/kg与102.56～221.27 mg/kg;狭叶香蒲Cd含量大小为根>地下茎>叶,分别为766.31～1146.52 mg/kg、 116.45～204.45 mg/kg与55.54-75.16 mg/kg,表明两种植物是Cd的根际过滤植物,旱柳同时是Cd提取的潜在植物。(2)旱柳和狭叶香蒲各组织Cd的亚细胞含量为细胞壁>胞基质+液泡>细胞器。细胞壁、胞基质+液泡和细胞器Cd所占比例,旱柳根细胞分别为58.73～62.79%、25.02～28.72%与7.41～21.21%,嫩枝细胞分别为62.14-64.63%、22.08～26.69%与11.57-13.30%,叶细胞分别为25.11～43.94%、24.78-28.37%与12.38～15.10%；狭叶香蒲根细胞分别为61.27～63.30%、28.11～29.42%和7.68-10.32%,地下茎细胞为52.59～59.52、28.59-33.59%和11.90～13.83%,叶细胞分别为63.02～67.94%、25.05～30.58%和2.09-9.31%。结果表明细胞壁是旱柳、狭叶香蒲细胞Cd的主要解毒场所,胞基质+液泡结合是细胞Cd的第二解毒场所。旱柳细胞中,Cd的46.97～60.43%以NaCl提取态存在,其次主要以去离子水与醋酸提取态存在；宽叶香蒲细胞中,45.36～66.98%的Cd以NaCl提取态存在,15.88～34.88%的Cd以醋酸提取态存在,其次是以乙醇与去离子水态Cd存在。Spd的应用能降低旱柳细胞中乙醇与NaCl提取态Cd的比例、提高去离子水态Cd的比例；但对狭叶香蒲NaCl与去离子水提取态Cd比例的影响与旱柳相反。说明Spd的使用能通过降低旱柳、狭叶香蒲无机态Cd的比例,强化旱柳Cd与液泡中有机酸的螯合作用,强化狭叶香蒲Cd与果胶酸、含巯基解毒蛋白质相结合来提高旱柳、狭叶香蒲对Cd的耐性。(3)Cd诱导旱柳叶O2·-、H2O2和MDA含量与溶液中Cd浓度呈量效关系的增加,外源Spd能抑制三者的累积,缓解Cd对旱柳的氧化伤害。Cd降低旱柳叶SOD、GR和GPX活性与ASA、Spd和可溶性蛋白含量,Spd的添加能缓解Cd的这些不利影响。Cd诱导旱柳叶Put和NO含量呈剂量效应的增加,Spd的施用能抑制Put含量的增加,显著提高NO含量。相关性分析表明,外源Spd可以通过提高CAT、PX与GR活性来清除ROS,降低MDA含量,以提高旱柳耐Cd氧化胁迫能力；同时,Put在Cd胁迫下充当信号分子,诱导旱柳其它抗氧化机制的启动,间接缓解氧化伤害。Cd处理降低旱柳根、叶组织中Cu、 Zn含量,且呈剂量-效应关系,Spd能提高相应Cd处理组根、叶组织的Cu含量,但对根和叶Zn吸收与累积的影响各异。Cd处理降低根系组织中Fe含量,增加叶片组织中Fe含量；外源Spd能增加低浓度Cd处理根与叶中Fe含量,但降低较高浓度Cd处理根、叶组织中Fe含量。Cd降低Zn的转运能力,但Spd能够提高相应Cd处理旱柳中Zn的转运能力；Cd和Spd处理均提高Fe的转运能力。(4)狭叶香蒲活性炭为不规则的圆柱形结构,表面凹凸,疏松多孔；旱柳活性炭表面粗糙,有层状孔隙结构。狭叶香蒲与旱柳活性炭的BET比表面积分别为130.42 m2/g和234.42 m2/g,中孔和微孔为主,等电点pHIEP分别为3.4和4.3,表面都含有O-H、C=O、C-O与P=O键等。两种活性炭对Cd和Pb吸附在10 min左右趋向吸附平衡；吸附量随溶液起始pH值和温度的升高而增加,随活性炭剂量的增大而降低；吸附过程与准二级动力学模型的拟合效果很好；吸附为自发的吸热反应,而且吸附过程的主动性、可行性随温度增加而增加,Pb吸附的自发性比Cd的强。吸附平衡实验结果与Langmuir和Freundlich模型都能很好的拟合,两种活性炭对Pb的吸附效果好于Cd的,溶液起始pH值为5、温度为25℃条件下,狭叶香蒲活性炭对Cd与Pb的Langmuir最大吸附量Qm分别为48.08与61.73 mg/g、旱柳活性炭分别为40.98与58.82 mg/g。两种活性炭对Cd、Pb的吸附既有物理吸附,又有化学吸附。液膜扩散和颗粒内部扩散在吸附过程中同时进行,但后者是吸附的限速过程；化学反应也是吸附的重要限速因素。(5)比较而言,旱柳对Cd的耐性和吸收量比狭叶香蒲的大；与旱柳活性炭相比,狭叶香蒲活性炭的pHIEP较小,吸附前吸收峰面积较大,而Pb吸附后吸收峰面积较小,说明狭叶香蒲活性炭有更多的官能团参与了Cd、Pb的化学吸附,但旱柳活性炭的物理性质较优；溶液起始pH值较小时,狭叶香蒲活性炭对Cd、Pb的吸附量较大,而且对温度变化的适应性较强；狭叶香蒲活性炭对Cd、 Pb的吸附速率较快、自发性强、吸附热小、有序性好、吸附量大。