關于植物修復技術在土壤重金屬污染中應用的研究進展

盧 濱，劉兆峰

（1.臨沂市生態環境局經濟技術開發區分局，山東 臨沂 276000；2.臨沂市生態環境局，山東 臨沂 276000）

目前，由于我國工業化企業在市場中的不斷發展以及工業生產技術的提升，環境污染得到了有效控制。但是，由于化學材料使用量過多，生態自然環境依舊受到了極大影響。化學元素對自然環境影響最大的是重金屬污染，存在重金屬污染的土壤往往會影響植物的生長。而植物修復技術可以有效防治土壤的重金屬污染問題。

1 植物修復技術與土壤重金屬污染的相關內容概述

1.1 植物修復技術

植物修復技術是通過或者利用某種天然植物，對污染物以及污染元素進行揮發或者直接吸收。植物修復技術主要分為以下四種。第一種，根系過濾。根系過濾主要是通過植物的根對土壤中所含有的重金屬進行全面處理，或者對土壤中所含有的放射性污染物進行吸收，其中就包含廢水等。第二種，植物穩定[1]。植物穩定就是利用植物根系對重金屬進行吸收或者氧化，并對重金屬污染物進行沉淀。此外植物穩定也可以應用在核電領域，治理放射性元素污染及廢棄礦區的重金屬元素。不過該方式無法從根本上解決污染問題，在吸收一部分重金屬元素后，重金屬依舊會在地域中滲漏或者擴散。第三種，植物揮發。植物揮發就是通過吸收積累一些可揮發性重金屬元素然后進行揮發，但是在發揮時很容易將二氧化氮等氣體轉到空氣中，因此沒有被大規模應用。第四種，植物提取。植物提取也是通過植物根部對重金屬進行吸收，再對植物進行集中處理。總之，植物修復技術在實際操作中較為簡單便捷，其成本也較低。

1.2 土壤重金屬污染

1.2.1 土壤重金屬污染的特點

隨著我國工業快速發展，我國重金屬污染也逐漸增多。許多重金屬元素不僅存在毒性，而且難以被分解。一些殘存在土壤中的重金屬元素會對植物生長造成極大危害，此外，植物在吸收土壤中的一部分重金屬元素后，很容易被一些食草動物吃掉，其中的重金屬元素也隨之被帶入到動物的身體，進而影響生態環境的平衡發展。

1.2.2 土壤重金屬污染的傳播

當前，農藥以及肥料的濫用，是造成土壤重金屬污染的重要因素。許多化工企業在生產過程高溫加熱重金屬材料時，會產生重金屬有毒氣體。在雨水、大霧等天氣情況下，這些重金屬氣體如果未經處理就直接被排放，會逐漸傳播到土壤中并對土壤造成嚴重污染。在進行農業生產時，農作物灌溉過程中所產生的含有大量農藥殘留和重金屬元素的污水也會對土壤造成一定污染[2]。另外，在施肥以及追肥的過程中，由于化肥中含有大量的汞，會導致土壤中汞含量逐漸增多，造成污染。

2 土壤重金屬污染治理技術的相關內容闡述

2.1 農藝措施強化修復

在通過利用農藝措施對受重金屬污染的土壤進行治理時，可以從植物性質以及土壤改善兩方面入手。例如，在施肥的過程中，利用傳統的施肥技術，并加強對肥料的合理利用，可以加快植物成長，并有效促進植物對土壤中重金屬元素的吸收，從而減少對土壤的污染。一般在農業生產工藝中，主要肥料包含了氮磷鉀肥和CO2肥等。氮肥可以有效提升植物的生長速度，且增加植物對重金屬元素的吸收量，鉀肥可以提升植物對重金屬元素的吸收能力，進而改變重金屬元素的形態，達到改善土壤環境的目的，但需合理按制施肥量。

2.2 化學誘導強化修復

化學誘導植物修復也被稱之為ClP，該修復技術是向土壤中添加化學物質，改變土壤中的重金屬形態，促使重金屬被植物利用，從而消除土壤中的重金屬[3]。一般所添加的化學藥劑包含了酸堿調節劑、絡合劑以及表面活性劑等。通過利用最新研制的螯合劑，治理土壤重金屬污染。在已被重金屬污染的土壤中，加入適當的螯合劑，有效打破土壤中污染物的平衡。螯合劑對土壤中重金屬元素產生螯合作用，使重金屬元素從不溶狀態轉變為可溶狀態，而且在與水分相結合的作用下，產生水溶性金屬螯合劑復合物，促進植物吸收。一般常見的螯合劑主要包含了乙二胺四乙酸鈉、乙二胺四乙酸。

2.3 接種根際微生物

接種根際微生物的主要原理是通過利用根際微生物，全面提升植物重金屬的耐受性。微生物通過重金屬離子氧化還原、有機酸、酶分泌以及生物表面活性劑等作用，降低重金屬元素對植物生長的影響，同時還能促進重金屬元素的釋放，改變重金屬的生物利用度。根際微生物可以通過植物根部吸收營養成分和水分，促使植物根部菌絲體向外延伸，增加植物根部的吸收面積。另外，植物在微生物的作用下，可以有效提升自身的吸收能力，強化對重金屬元素的利用效率，從而減少土壤中的重金屬元素。

3 植物修復技術的研究進展及應用

3.1 根際過濾

根際過濾主要是利用一些水生植物中所具有的吸附性能，對土壤中的重金屬元素進行吸附。該方式的應用性相對較強，可以有效地阻止土壤中重金屬元素的滲透以及擴散。國外著名化學重金屬研究學者提出，可以通過濕地系統，處理工業生產制造中產生的硒廢水，在實驗中發現，硒含量由原來的205 μg/L降低到了5 μg/L。因此，根際過濾方式在濕地系統中得到廣泛應用，并且對土壤治理效果也較為明顯，具有大好的發展前 景[4]。

3.2 植物穩定

在實施植物穩定過程中，要確保植物根系發育達到正常水平。土壤受到重金屬污染后，其中存在的不穩定形態污染物很容易被健康的植物根系吸收。我國陳欽等人在研究的過程中發現，可以通過降低土壤中的pH值，全面提升植物根系的吸收能力[1]。此外，在實驗中，在土壤中加入一部分肥料或者環已二胺四乙酸以及檸檬酸等物質，能提高土壤中重金屬的活性，降低土壤的pH值。該技術可以在小區域土壤重金屬污染中使用。

3.3 植物揮發

植物揮發技術雖然能有效治理土壤重金屬污染，但是易將一些污染性氣體排放到空氣中，對空氣質量造成嚴重的影響，所以該技術的應用受到了環境的限制。相關研究人員通過利用特定的細菌，降低土壤中汞的毒性，促使汞金屬元素的揮發。植物揮發也可以在硒金屬污染土壤治理中使用，有著良好的處理效果[3]。

3.4 植物提取

植物提取技術也稱植物萃取技術。該技術最早由美國研究學者提出。通過利用遏藍菜植物對受重金屬污染的土壤進行治理，最終取得了良好的效果。研究發現，超富集植物以及富含鋅的植物可以有效應用于重金屬污染土壤治理中[3]。能鳳嬌等研究人員發現，在土壤中加入適當磷肥，可以通過利用東南景天植物的生長能力以及根系富集能力，富集更多的鋅元素，并吸收土壤中重金屬鋅元素[4]。曹瑞祺等人通過向土壤中添加磷肥，有效的提升了蜈蚣草的生長能力和根系富集能力，可用于重金屬砷元素較多的污染土壤的治理[5]。在植物提取技術應用過程中，需要提高對基因技術的重視程度，并對植物的基因處理進行全面分析，此外，還應確保植物不會對整個生態造成影 響[5]。

4 結語

在治理土壤重金屬污染的過程中，通過良好的植物修復技術，可以有效提高土地的利用率。此外，在研究植物修復技術時，需要對土壤重金屬污染地區加以分析，合理考慮植物的生長問題以及根系生長問題，并在化學、物理等防治方式的作用下，提升植物對重金屬元素的吸收率，降低重金屬對土壤造成的危害。