植物對受損土壤生態系統的修復探究

陳章銘

（貴州省環境工程評估中心，貴州 貴陽 550002）

土壤是種植、養殖的基礎，而土壤污染的表現很不明顯，往往是通過被污染土壤上養殖和種植的動、植物對人體造成傷害。土壤污染需要經過嚴格的收集、測試、化驗、分析等步驟進行確認，過程復雜、專業，如果確認土壤被污染，治理的難度會非常大[1]。所以我國土壤污染的治理和修復，在2016年就被國家列入重點工作內容。通過對土壤污染因素的分析，并結合現有的治理技術，確定利用植物修復土壤環境污染，是比較有效且成本較低的方法。為了促進我國社會經濟可持續發展，為人們的正常生活提供保障，分析土壤污染、研究植物修復土壤污染的技術勢在必行，且具有非常重要的意義。

1 土壤污染現狀

1.1 工業污染

工業企業在生產過程中，會產生大量的污水，污水中又存在大量的金屬元素，這些金屬元素隨著污水進入到土壤中，導致土壤中的重金屬超標，對土壤造成了嚴重的污染。土壤重金屬污染相對于大氣重金屬和水重金屬污染來說，更加隱蔽，很難從直觀的表現看出來，只能通過專業的土壤檢測才能被發現。隨著我國環境檢測技術的不斷進步，目前對土壤重金屬污染可以做到及時檢測、及時發現，并根據實際情況，對已污染的土壤進行及時修復和治理。土壤中重金屬元素超標主要是兩個原因造成的，第一是巖石和礦產在自然發展的過程中風化，導致土壤被重金屬污染，這種污染不會產生太大的危害；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。通過調查研究表明，我國大部分地區都存在土壤重金屬污染現象，所以土壤重金屬污染是我國當前急需解決的土壤污染問題之一[2]。

1.2 農業污染

農業生產對于土壤的污染主要是在農業生產中，畜禽糞便的排放和種植投入品的過量使用造成的。在我國農業發展初期，糞便作為肥料，普遍被人們用于種植生產，而現在我國大部分農業種植生產都從糞便肥料轉向使用化肥，而種植過程中的除草也從人工除草改成使用除草劑除草。糞便如果沒有經過特殊處理，就直接被排放或使用到土壤中，會造成土壤重金屬超標及其他污染，因為糞便中含有大量的有害物質和重金屬元素；除草劑等化學物質，在提高人們種植生產效率的同時，也給土壤帶來了無法估量的污染和破壞；化肥和農藥投入農業種植生產后，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，這些物質會嚴重影響土壤的生態環境，給土壤造成嚴重的污染。當前，隨著農業設施的發展，除了化肥、農藥等投入品對土壤造成污染外，大棚種植中使用的農膜、棚膜等塑料薄膜的使用量也越來越多，因為塑料制品無法在自然條件下分解，所以這些塑料制品無法做到及時合理地回收再利用，長期殘留在土壤中，也會形成白色污染。

1.3 有機物污染

在土壤污染中，多環芳烴屬于有機污染物，多環芳烴比較常見，具有較強的持久性、水溶性差、結構穩固、構成特殊以及阻礙微生物生長等特點，同時多環芳烴還有致癌、致畸、致突變的屬性，所以土壤中如果大量積累多環芳烴，會對人們的健康造成巨大的危害。所以平時要嚴格檢測土壤中多環芳烴的含量，并進行及時治理，防止由于多環芳烴污染造成的危害。土壤中的多環芳烴產生的原因，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芳烴含量的主要來源，所以大氣污染會嚴重影響土壤的生態環境，給土壤造成嚴重的損害。

1.4 環境管理與執法問題

隨著我國環境問題的日益嚴重，國家及時頒布了一系列關于環境保護的政策法規，但是由于人們的土壤環境保護意識淡薄，造成土壤環境管理不到位，尤其是在政策執行落地的時候。主要原因是機構不完善、考核制度不嚴格、法律不健全、操作性低、人員素質差、環保意識淡薄等，致使土壤生態環境保護工作在實際執行過程中存在問題。同時，由于人們對土壤污染認識的不正確，不了解與土壤環境保護相關的法律法規，不懂得調整環境保護與農業發展的關系，造成大部分農戶認為土地可以無限制地重復種植和使用，忽略了對土壤結構的保護和生態治理，導致土壤結構和微生物環境遭到破壞，形成土壤生態環境污染。

2 植物生態修復技術

2.1 植物提取機理

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重的地方，土壤中的重金屬物質就會通過這種植物的吸收，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家規定的指標或變成無污染土壤。這種植物提取機理的修復過程，包括兩個階段：第一階段是把土壤中重金屬的形態轉換為非束縛狀態；第二階段是將提取出來的重金屬元素傳輸到植物的收割位置。當前被發現的重金屬積累植物已經超過700種，重金屬積累植物是土壤重金屬污染治理過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，長期生長在重金屬土壤環境下，造成重金屬積累植物植株較小、生長較慢等現象，大大減少了重金屬積累植物對被污染土壤的修復頻率，使土壤修復周期變長，所以在采用植物提取技術治理土壤污染時，要結合植物的生長特性和對生長環境、土壤條件的要求，因地制宜。

2.2 植物揮發和吸收機理

植物揮發和吸收機理指的是利用植物吸收重金屬元素，然后對重金屬元素進行轉化并揮發的過程。植物在生長過程中，從土壤中吸收養分的同時，也會吸收重金屬物質。因植物根部可以產生一種使重金屬物質形態改變的特殊物質，這種物質可以將重金屬轉化成可揮發的形態，間接對重金屬污染土壤進行了修復。

2.3 植物鈍化機理

植物 鈍化機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，減少重金屬物質在土壤中的流動性，從而減輕重金屬對土壤造成的污染。

2.4 植物根系微生物和根系活動機理

植物的根系活動可以活化土壤中存在的重金屬物質，同時對不同形態的重金屬進行吸收。

3 植物修復污染土壤技術的優點

植物修復污染土壤技術具有以下優點：（1）受到污染的土壤可以利用植物的降解、吸收、揮發等特性進行修復；（2）植物對土壤沙漠化、水土流失和防風固土等現象，具有穩固的作用，通過這一作用，可以有效地減少因沙漠化、水土流失和風化造成的土壤污染擴散問題；（3）植物修復土壤技術對自然環境的影響較小，可以在不清理土壤的情況對土壤生態環境進行修復，較少因修復土壤而造成周邊自然環境的破壞；（4）采用植物修復污染土壤，不但可以治理土壤污染問題，還可以使土壤自身的肥力和有機質有效增加；（5）通過植物對重金屬污染土壤進行修復，可以分別處理重金屬物質，進而使其創造更大的價值[3]。

4 應用植物修復土壤技術的注意事項

應用植物修復技術進行土壤修復時，需要注意以下幾點：（1）因植物修復污染土壤技術會受土壤的溫度、濕度、鹽度、pH值等參數的影響，所以需要對這些數據進行分析和評價。另外要結合植物的吸收、揮發、分解等特性，培養植物在重金屬土壤中生長的習性，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，培育具有優良基因的植物，提高植物對重金屬的容納量和忍耐力，提升植物根系的發達程度、生長速度，進而土壤修復效率得到提升。（3）建設并完善土壤污染檢測系統，及時發現并修復受污染的土壤。另外要加大土壤環境保護力度，并完善相關制度，提高土壤污染標準，減少土壤污染情況的發生。（4）加大土壤生態環境保護的宣傳，引導廣大群眾參與監督，落實土壤環境保護職責，切實做好土壤污染防治工作。

5 結語

綜上所述，近年來我國土壤污染情況日漸嚴重，土壤污染已經引起了公眾的重視，引發人們對食品安全的考量。土壤污染相對于大氣污染和水源污染來說，治理修復更加困難。通過大量實驗和實際應用表明，植物對受損土壤生態環境的修復具有很明顯的作用，同時，植物修復技術可以在土壤形態和微生物環境方面發揮積極作用，其經濟效益和生態效益明顯。通過對植物修復受損土壤的技術特點進行分析，可以更直觀地為其提供理論依據和實踐說明，從而能夠避免在應用過程中出現差錯，有利于促進植物修復土壤技術的發展。