植物對(duì)受損土壤生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)探究

陳章銘

（貴州省環(huán)境工程評(píng)估中心，貴州 貴陽(yáng) 550002）

土壤是種植、養(yǎng)殖的基礎(chǔ)，而土壤污染的表現(xiàn)很不明顯，往往是通過(guò)被污染土壤上養(yǎng)殖和種植的動(dòng)、植物對(duì)人體造成傷害。土壤污染需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的收集、測(cè)試、化驗(yàn)、分析等步驟進(jìn)行確認(rèn)，過(guò)程復(fù)雜、專業(yè)，如果確認(rèn)土壤被污染，治理的難度會(huì)非常大[1]。所以我國(guó)土壤污染的治理和修復(fù)，在2016年就被國(guó)家列入重點(diǎn)工作內(nèi)容。通過(guò)對(duì)土壤污染因素的分析，并結(jié)合現(xiàn)有的治理技術(shù)，確定利用植物修復(fù)土壤環(huán)境污染，是比較有效且成本較低的方法。為了促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，為人們的正常生活提供保障，分析土壤污染、研究植物修復(fù)土壤污染的技術(shù)勢(shì)在必行，且具有非常重要的意義。

1 土壤污染現(xiàn)狀

1.1 工業(yè)污染

工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的污水，污水中又存在大量的金屬元素，這些金屬元素隨著污水進(jìn)入到土壤中，導(dǎo)致土壤中的重金屬超標(biāo)，對(duì)土壤造成了嚴(yán)重的污染。土壤重金屬污染相對(duì)于大氣重金屬和水重金屬污染來(lái)說(shuō)，更加隱蔽，很難從直觀的表現(xiàn)看出來(lái)，只能通過(guò)專業(yè)的土壤檢測(cè)才能被發(fā)現(xiàn)。隨著我國(guó)環(huán)境檢測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前對(duì)土壤重金屬污染可以做到及時(shí)檢測(cè)、及時(shí)發(fā)現(xiàn)，并根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)已污染的土壤進(jìn)行及時(shí)修復(fù)和治理。土壤中重金屬元素超標(biāo)主要是兩個(gè)原因造成的，第一是巖石和礦產(chǎn)在自然發(fā)展的過(guò)程中風(fēng)化，導(dǎo)致土壤被重金屬污染，這種污染不會(huì)產(chǎn)生太大的危害；第二是污水、污泥、廢棄物和化肥的使用以及大氣中粉塵沉降等原造成的土壤重金屬污染。通過(guò)調(diào)查研究表明，我國(guó)大部分地區(qū)都存在土壤重金屬污染現(xiàn)象，所以土壤重金屬污染是我國(guó)當(dāng)前急需解決的土壤污染問(wèn)題之一[2]。

1.2 農(nóng)業(yè)污染

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)于土壤的污染主要是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，畜禽糞便的排放和種植投入品的過(guò)量使用造成的。在我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展初期，糞便作為肥料，普遍被人們用于種植生產(chǎn)，而現(xiàn)在我國(guó)大部分農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)都從糞便肥料轉(zhuǎn)向使用化肥，而種植過(guò)程中的除草也從人工除草改成使用除草劑除草。糞便如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)特殊處理，就直接被排放或使用到土壤中，會(huì)造成土壤重金屬超標(biāo)及其他污染，因?yàn)榧S便中含有大量的有害物質(zhì)和重金屬元素；除草劑等化學(xué)物質(zhì)，在提高人們種植生產(chǎn)效率的同時(shí)，也給土壤帶來(lái)了無(wú)法估量的污染和破壞；化肥和農(nóng)藥投入農(nóng)業(yè)種植生產(chǎn)后，由于植物吸收量有限，因而利用率較低，致使土壤中殘留了大量的有毒、有害物質(zhì)，這些物質(zhì)會(huì)嚴(yán)重影響土壤的生態(tài)環(huán)境，給土壤造成嚴(yán)重的污染。當(dāng)前，隨著農(nóng)業(yè)設(shè)施的發(fā)展，除了化肥、農(nóng)藥等投入品對(duì)土壤造成污染外，大棚種植中使用的農(nóng)膜、棚膜等塑料薄膜的使用量也越來(lái)越多，因?yàn)樗芰现破窡o(wú)法在自然條件下分解，所以這些塑料制品無(wú)法做到及時(shí)合理地回收再利用，長(zhǎng)期殘留在土壤中，也會(huì)形成白色污染。

1.3 有機(jī)物污染

在土壤污染中，多環(huán)芳烴屬于有機(jī)污染物，多環(huán)芳烴比較常見(jiàn)，具有較強(qiáng)的持久性、水溶性差、結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、構(gòu)成特殊以及阻礙微生物生長(zhǎng)等特點(diǎn)，同時(shí)多環(huán)芳烴還有致癌、致畸、致突變的屬性，所以土壤中如果大量積累多環(huán)芳烴，會(huì)對(duì)人們的健康造成巨大的危害。所以平時(shí)要嚴(yán)格檢測(cè)土壤中多環(huán)芳烴的含量，并進(jìn)行及時(shí)治理，防止由于多環(huán)芳烴污染造成的危害。土壤中的多環(huán)芳烴產(chǎn)生的原因，主要是由于大氣沉降、污水灌溉以及廢棄物利用造成的，其中大氣沉降是土壤中多環(huán)芳烴含量的主要來(lái)源，所以大氣污染會(huì)嚴(yán)重影響土壤的生態(tài)環(huán)境，給土壤造成嚴(yán)重的損害。

1.4 環(huán)境管理與執(zhí)法問(wèn)題

隨著我國(guó)環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)重，國(guó)家及時(shí)頒布了一系列關(guān)于環(huán)境保護(hù)的政策法規(guī)，但是由于人們的土壤環(huán)境保護(hù)意識(shí)淡薄，造成土壤環(huán)境管理不到位，尤其是在政策執(zhí)行落地的時(shí)候。主要原因是機(jī)構(gòu)不完善、考核制度不嚴(yán)格、法律不健全、操作性低、人員素質(zhì)差、環(huán)保意識(shí)淡薄等，致使土壤生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作在實(shí)際執(zhí)行過(guò)程中存在問(wèn)題。同時(shí)，由于人們對(duì)土壤污染認(rèn)識(shí)的不正確，不了解與土壤環(huán)境保護(hù)相關(guān)的法律法規(guī)，不懂得調(diào)整環(huán)境保護(hù)與農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)系，造成大部分農(nóng)戶認(rèn)為土地可以無(wú)限制地重復(fù)種植和使用，忽略了對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的保護(hù)和生態(tài)治理，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)和微生物環(huán)境遭到破壞，形成土壤生態(tài)環(huán)境污染。

2 植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)

2.1 植物提取機(jī)理

在植物的種類里，有一種重金屬積累植物，把這種植物種植在土壤重金屬污染嚴(yán)重的地方，土壤中的重金屬物質(zhì)就會(huì)通過(guò)這種植物的吸收，把金屬元素集中到植物根部，再將收割的植物根部進(jìn)行集中處理，從而減少土壤中的重金屬含量，使土壤重金屬污染程度降低到國(guó)家規(guī)定的指標(biāo)或變成無(wú)污染土壤。這種植物提取機(jī)理的修復(fù)過(guò)程，包括兩個(gè)階段：第一階段是把土壤中重金屬的形態(tài)轉(zhuǎn)換為非束縛狀態(tài)；第二階段是將提取出來(lái)的重金屬元素傳輸?shù)街参锏氖崭钗恢谩．?dāng)前被發(fā)現(xiàn)的重金屬積累植物已經(jīng)超過(guò)700種，重金屬積累植物是土壤重金屬污染治理過(guò)程中植物提取的重要組成部分。但是由于重金屬積累植物種植后，長(zhǎng)期生長(zhǎng)在重金屬土壤環(huán)境下，造成重金屬積累植物植株較小、生長(zhǎng)較慢等現(xiàn)象，大大減少了重金屬積累植物對(duì)被污染土壤的修復(fù)頻率，使土壤修復(fù)周期變長(zhǎng)，所以在采用植物提取技術(shù)治理土壤污染時(shí)，要結(jié)合植物的生長(zhǎng)特性和對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境、土壤條件的要求，因地制宜。

2.2 植物揮發(fā)和吸收機(jī)理

植物揮發(fā)和吸收機(jī)理指的是利用植物吸收重金屬元素，然后對(duì)重金屬元素進(jìn)行轉(zhuǎn)化并揮發(fā)的過(guò)程。植物在生長(zhǎng)過(guò)程中，從土壤中吸收養(yǎng)分的同時(shí)，也會(huì)吸收重金屬物質(zhì)。因植物根部可以產(chǎn)生一種使重金屬物質(zhì)形態(tài)改變的特殊物質(zhì)，這種物質(zhì)可以將重金屬轉(zhuǎn)化成可揮發(fā)的形態(tài)，間接對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行了修復(fù)。

2.3 植物鈍化機(jī)理

植物 鈍化機(jī)理就是利用植物獲取土壤中的重金屬元素，然后將重金屬元素分解，把分解后的元素氧化還原，再將其沉淀，這樣就可以融合重金屬離子，減少重金屬物質(zhì)在土壤中的流動(dòng)性，從而減輕重金屬對(duì)土壤造成的污染。

2.4 植物根系微生物和根系活動(dòng)機(jī)理

植物的根系活動(dòng)可以活化土壤中存在的重金屬物質(zhì)，同時(shí)對(duì)不同形態(tài)的重金屬進(jìn)行吸收。

3 植物修復(fù)污染土壤技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

植物修復(fù)污染土壤技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）受到污染的土壤可以利用植物的降解、吸收、揮發(fā)等特性進(jìn)行修復(fù)；（2）植物對(duì)土壤沙漠化、水土流失和防風(fēng)固土等現(xiàn)象，具有穩(wěn)固的作用，通過(guò)這一作用，可以有效地減少因沙漠化、水土流失和風(fēng)化造成的土壤污染擴(kuò)散問(wèn)題；（3）植物修復(fù)土壤技術(shù)對(duì)自然環(huán)境的影響較小，可以在不清理土壤的情況對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)，較少因修復(fù)土壤而造成周邊自然環(huán)境的破壞；（4）采用植物修復(fù)污染土壤，不但可以治理土壤污染問(wèn)題，還可以使土壤自身的肥力和有機(jī)質(zhì)有效增加；（5）通過(guò)植物對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行修復(fù)，可以分別處理重金屬物質(zhì)，進(jìn)而使其創(chuàng)造更大的價(jià)值[3]。

4 應(yīng)用植物修復(fù)土壤技術(shù)的注意事項(xiàng)

應(yīng)用植物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行土壤修復(fù)時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：（1）因植物修復(fù)污染土壤技術(shù)會(huì)受土壤的溫度、濕度、鹽度、pH值等參數(shù)的影響，所以需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。另外要結(jié)合植物的吸收、揮發(fā)、分解等特性，培養(yǎng)植物在重金屬土壤中生長(zhǎng)的習(xí)性，提升植物治理重金屬污染土壤的能力。（2）引入生物基因科學(xué)，培育具有優(yōu)良基因的植物，提高植物對(duì)重金屬的容納量和忍耐力，提升植物根系的發(fā)達(dá)程度、生長(zhǎng)速度，進(jìn)而土壤修復(fù)效率得到提升。（3）建設(shè)并完善土壤污染檢測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)受污染的土壤。另外要加大土壤環(huán)境保護(hù)力度，并完善相關(guān)制度，提高土壤污染標(biāo)準(zhǔn)，減少土壤污染情況的發(fā)生。（4）加大土壤生態(tài)環(huán)境保護(hù)的宣傳，引導(dǎo)廣大群眾參與監(jiān)督，落實(shí)土壤環(huán)境保護(hù)職責(zé)，切實(shí)做好土壤污染防治工作。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，近年來(lái)我國(guó)土壤污染情況日漸嚴(yán)重，土壤污染已經(jīng)引起了公眾的重視，引發(fā)人們對(duì)食品安全的考量。土壤污染相對(duì)于大氣污染和水源污染來(lái)說(shuō)，治理修復(fù)更加困難。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用表明，植物對(duì)受損土壤生態(tài)環(huán)境的修復(fù)具有很明顯的作用，同時(shí)，植物修復(fù)技術(shù)可以在土壤形態(tài)和微生物環(huán)境方面發(fā)揮積極作用，其經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益明顯。通過(guò)對(duì)植物修復(fù)受損土壤的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析，可以更直觀地為其提供理論依據(jù)和實(shí)踐說(shuō)明，從而能夠避免在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò)，有利于促進(jìn)植物修復(fù)土壤技術(shù)的發(fā)展。