典型重金屬污染土壤植物修復應用研究

王恒 牛雙 葉紅升 鄭春雨 盧嶼

摘 ? 要：環境污染累積效應隨著經濟發展逐步顯現，土壤污染因其關系到農產品質量安全和人居環境安全，與水污染和大氣污染同步被列入污染防治“三大戰役”。植物修復作為土壤重金屬污染修復技術具備諸多優點。本文對植物修復進行了簡單介紹，并對近些年國內開展的鎘污染和砷污染土壤植物修復研究進行綜述。

關鍵詞：土壤 ?重金屬 ?植物修復

中圖分類號：X53 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）10（b）-0109-02

萬物土中生。土壤作為全社會可持續發展的物質基礎，與人們的飲食健康、居住環境安全有著密切關系。我國土壤修復立法體系也隨著“土十條”、土壤污染防治法等一系列政策法規的發布與實施逐步形成與完善。土壤修復市場也伴著全國對土壤污染防治的關注和土壤詳查行動基本完成得到充分釋放。我國目前治理土壤重金屬污染常用技術方法有熱脫附技術、抽提修復技術、淋洗修復技術、鈍化/穩定化技術、客土法、吸附固定、植物修復等。其中，植物修復因其具有經濟有效等特點作為我國科技部等六部委聯合推薦土壤污染防治先進技術之一在全國重金屬污染土壤修復應用中廣泛應用[1]。

1 ?植物修復

植物修復技術設想第一次是由美國科學家在20世紀80年代提出，通過植物富集重金屬的方式把土壤里的重金屬污染減輕[2]。植物修復是指在重金屬污染的土壤中種植具有特定功能的植物，此種植物對污染土壤污染中某種污染物質有富集累積的能力，通過植物收割后續處理后將污染土壤中的污染物清除土壤，進而實現土壤污染治理與修復的方法[3]。植物修復技術基本原理是通過植物及其根系周邊共存的微生物體系吸收、降解、揮發或者轉化環境中的污染物，從而達到降低或減輕環境污染的修復成效[4]。

重金屬污染土壤植物修復技術依據修復作用過程與機理分為：植物提取、植物穩定、植物揮發。植物提取是利用富集植物吸收累積一種或多種污染物，把污染物質貯存到不同器官中，把富集后的植物收割帶離污染土壤避免二次污染的過程，目前國內多數植物修復研究都是利用植物提取的原理。植物穩定是植物通過其根系累積和吸附作用，使得污染物質生物有效性、可移動性、降低的過程，從而降低污染物質對土壤環境和人體健康的影響。植物揮發是土壤中的可揮發性污染物被植物吸收后，被轉化成氣態物質，釋放到大氣環境里而降低土壤中污染物質含量的過程。

2 ?鎘污染土壤植物修復技術

目前針對于鎘污染土壤植物修復技術主要是植物吸收方面的研究。以往鎘污染土壤植物吸收研究通過大量篩選實驗中發現十字花科蕓薹屬植物印度薺菜對Cd有較強的富集累積特性[5]。以印度薺菜作為對照，蘇德純等發現某種薺菜型油菜溪口花籽莖葉稈等地上部分的總生物量、莖葉稈吸收Cd量和對污染土壤的凈化率明顯高于印度薺菜[6]。說明油菜溪口花籽具有作為Cd修復累積植物的能力。

已經發現可以累積富集Cd的累積植物包括十字花科、禾本科在內的十幾科植物，某些能累積富集達到1000mg/kg以上，如寶山堇菜、東南景天、葉芽阿拉伯芥和天藍褐藍菜等[7]。

3 ?砷污染土壤植物修復技術

砷作為一種有毒非金屬元素，因其特性與金屬有某些類似，通常情況下按照金屬元素方向研究。陳同斌等2002年首次發現蜈蚣草作為砷的富集累積植物，通過種植實驗土壤中的砷污染修復效率能達到8%[8]。

蓉草也被應用于砷污染土壤植物修復研究中，經過四個月的生長，蓉草能提取砷的效率是130g/hm2[9]。

以往研究表明，目前已經發現幾十種砷富集累積植物。對于砷的超富集植物篩選研究和其修復植物具體修復機理和機制不斷深入。但多數研究還是在一定的相對理想條件下，對于砷的植物修復技術仍需要進一步從實際污染土壤不斷開展研究與實踐。

4 ?結語

植物修復技術隨著不斷研究深入而迅猛發展，篩選出新的針對不同重金屬污染土壤的超富集累積植物一直是植物修復技術發展的關鍵因素。同時，對于植物修復技術與其他土壤污染修復技術聯合應用以及如何利用近年來飛速發展的分子生物學和轉基因技術提升植物修復技術發展都是值得探索的研究方向。

參考文獻

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