重金屬污染土壤的植物修復技術研究進展

張金玲（國土資源部 沈陽礦產資源監督檢測中心 沈陽 110032 ）

隨著工業生產的發展,重金屬污染日趨普遍,幾乎威脅著每個國家。 我國土壤污染表現出多元復合持久的現代環境污染毒害特征，已從常量污染物轉向微量持久性毒害污染物，我國已有很多城市的郊區和灌區遭到了不同程度的重金屬污染。 因此，修復重金屬污染土壤已成為迫在眉睫的重點工作之一。

一、植物修復

1.植物修復：植物修復是利用綠色植物來進行轉移、容納或者轉化污染物， 使其對環境無害。 植物修復的對象主要是重金屬、有機物或放射性元素污染的土壤及水體。 通過植物的吸收、揮發、穩定等作用，可以凈化土壤或水體中的重金屬，達到改善環境的目的。

2.植物修復的類型

2.1 植物提取： 利用超富集植物將土壤中過量的重金屬元素，轉移到植物根部以上的部位和地表以上莖和葉部位，來達到修復土壤的技術應用。

2.2 植物揮發：植物揮發是植物將大量金屬污染物吸收到體內后，將其轉化為氣態物質再釋放到大氣當中，以降低土壤污染的一種植物修復方法。

2.3 植物過濾：植物過濾主要是針對污水污染，植物利用發達的根系將被重金屬污染的水體進行過濾的過程。 一些水生植物具有較強的吸附能力，比如：水浮蓮、浮萍等，能夠達到中和治理污水的目的[1]。

2.4 植物穩定：植物穩定主要是利用耐重金屬植物或者是超富集植物，降低土壤中重金屬的活性，將污染物固定，從而減少重金屬對土壤環境進一步危害的一種植物修復方法。

二、植物修復技術的應用

1. 植物穩定 利用生物固氮作用能夠有效地利用基質中的磷，而且不受尾礦中富含金屬的毒害，可以較好地適應廢棄地的生境。 適合于治理污染土壤的植物，是一些耐性高、根系發達的植物，如高山甘薯等[2] 。

2.植物揮發 植物從重金屬污染的土壤中吸收Se，然后轉化成二甲基硒和二甲基二硒，二甲基硒和二甲基二硒可揮發，從而來達到降低土壤中重金屬Se 的濃度，改善土壤環境。 種植水稻等植物可以吸收土壤中的Se，減輕重金屬對土壤的危害[4] 。

3.植物過濾 適用于根系過濾技術的植物，必須有較大的根系生物量， 最好是須根植物。 目前常用的植物有各種耐鹽的野草，印度芥菜、向日葵以及各種水生植物如寬葉香蒲等[5]。

根系過濾技術主要用來處理含放射性污染物質的廢水、石油天然氣生產過程中產生的廢水、 含重金屬的各種廢水以及富含其他污染物的廢水。

三、超積累植物吸收重金屬的生理及分子生物學機制

1 解毒機制 原理：超積累植物體內,有85%～90%的重金屬離子是與植物體內金屬配位體結合形成螯合物,從而限制了金屬在植物體內的移動性,達到解毒的目的。

2 吸收機制 原理： 細胞依靠植物的外液與原生質之間的濃度差，通過溶質的擴散作用或其他物理過程而進行的吸收作用，又稱非代謝吸收或物理吸收。

植物只能吸收對其有用的化學形態的金屬， 而重金屬在土壤中的化學形態有很多種， 并不是所有的重金屬都能被植物體所吸收，這是其局限性。

3 轉運機制 原理： 不同的整合體可能參與了金屬在木質部的運輸。 蒸騰作用可能驅動了金屬在木質部的運輸。

四、結語

植物修復是生物治污工程中一個非常獨特的治理技術，與物理的、化學的和微生物的處理技術相比，有其獨特的優點；但同時植物修復技術本身及發展過程中也存在一些問題， 需要進一步研究解決。

植物修復需時長， 惡劣的氣候條件等因素會影響植物的生長；如果污染物濃度過高，超積累植物對污染物的積累量是有限的，修復效率不高；重金屬污染土壤的植物修復技術還處于田間試驗與示范階段,尚未做到大規模推廣；目前發現的超富集植物較少，而且超富集植物都不是很高大, 生長緩慢,生物量不高,大多根系較短,只能清除土壤表層的重金屬，并且缺乏具有超強富集重金屬特性的植物。

因此，需要建立完善的植物修復工藝、設備、裝置；加強研究超富集植物修復重金屬污染的強化措施； 促進植物修復技術應用推廣。

［1］陳興蘭,楊成波.土壤重金屬污染、生態效應及植物修復技術.環境整治,2010,3∶58-62.

［2］白潔,孫學,王道涵.土壤重金屬污染及植物修復技術綜述.生態環境2011,22(2)∶49-51

［3］劉孝敏,趙運林,庹瑞銳.重金屬復合污染植物修復的研究進展.貴州農業科學,2011.39(10)∶214-218

[4] 張俊,付蓉蓉.土壤重金屬污染物來源及植物修復技術研究進展.上海農業科技,2011,6∶25-27

[5]高 嵐,李澤琴,李國臣.土壤重金屬污染植物修復研究