土壤鉛鎘污染修復中植物修復技術的研究進展

胡玲君

（中節能大地（杭州）環境修復有限公司，浙江 杭州 310000）

近年來，我國土壤污染日益嚴重，土壤中重金屬積累量呈上升趨勢，使土壤質量明顯下降。同時，對于農作物來說，也造成了許多不利影響，若這些被污染的農作物進入人體內，會嚴重威脅人類的身體健康。因此，治理土壤污染已經成為目前迫切需要解決的重要問題之一。近年來，植物修復作為一種環境治理技術，具有投資少、不會造成土壤結構發生變化、不會引起二次污染等優勢，使其在土壤污染治理過程中成為重點研究的對象。

1 土壤鉛鎘的來源與危害

1.1 土壤鉛鎘的來源

鉛、鎘的主要來源分為人為因素與自然因素。一般情況下，自然因素產生的鎘主要是來源于火山爆發、巖石風化以及森林火災等；自然因素產生的鉛主要來源于鉛礦石的風化。若是在自然條件下造成的鉛、鎘污染土壤，這對于人類的正常生活不會產生太大的影響。人為因素造成的鎘污染主要來源于礦石的開采，污水的排放以及含鎘化肥的使用等方面；人為因素造成的鉛污染主要來源于對土地不合理的利用、汽車尾氣排放以及金屬加工、生產等方面的影響，

1.2 土壤鉛鎘污染的危害

1.2.1 鉛污染的危害

一般情況下，當鉛進入到土壤后，會嚴重影響土壤的生態環境以及理化形狀，如果其所含鉛的濃度比較高，還會對植物的生長造成一定的威脅，比如抑制植物的光合作用、細胞代謝以及根系生長等，嚴重的還會造成植物枯萎、死亡[1]。同時，當含鉛的食物進入人體后，對于人體造成的危害也是非常大的，比如貧血、損壞腎臟、破壞神經系統；等等。

1.2.2 鎘污染的危害

在土壤中，鎘存在的形式主要是依據土壤中的酸堿度，當土壤中的pH值較低時，鎘就非常容易溶解，反之，如果土壤中的pH值非常高，鎘就會很難得到溶解。若鎘在土壤中長期存在，不僅會對土壤酶活性帶來一定的抑制，還會使土壤微生物群落發生改變，對土壤的理化狀態有很大的負面影響[2]。此外，如果鎘通過食物鏈進入人體，還會影響人體的肝臟、生殖系統、胃腸以及脾臟等多個器官，并且鎘還能夠抑制免疫細胞和體液產生，有著非常強的致癌性。

2 植物修復技術的優勢

利用植物修復技術來治理土壤鉛、鎘重金屬污染，相比其他治理技術，治理會更加徹底，并且植物修復技術具有成本低、操作簡單等優點。利用植物修復技術能夠將鉛、鎘轉移到地面上，可以對其進行回收利用，達到改善土壤生態環境的效果。這種修復技術不會使土壤結構發生變化，安全性較高，主要適用于土壤污染面積較大的區域治理。

3 利用植物修復技術治理土壤鉛鎘污染的方式

3.1 植物穩定方式

在植物修復技術中利用植物穩定方式能夠有效減少重金屬鉛、鎘的積累量，其主要方法是利用特定植物根部與分泌物對鉛鎘的活性進行穩固，從而保證污染物不會進入食物鏈或地下水，以免危害到人類的身體健康[3]。一般情況下，只有滿足以下三個要求才能夠作為修復植物：第一，植物根部生物量必須要高；第二，植物能夠接受較高水平的污染物；第三，植物根部能夠達到穩固污染物的能力。通過植物穩定方式治理土壤鉛鎘污染，其與化學試劑固化方式有一定的相似，但這兩種方法都不能徹底解決土壤鉛鎘污染。

3.2 植物提取方式

目前，植物提取方式是治理土壤重金屬污染最有效的一種方法，治理后不會引起二次污染，相比于其他方式，這種治理方式更加徹底，因此，受到了人們的廣泛關注。植物提取主要是利用植物富集能力把土壤中的鉛、鎘污染物轉移到植物的莖葉上面，然后利用收割方式，把莖葉收割掉，以此對土壤中的鉛、鎘污染物進行有效收集。現在，如何使用更加高效、經濟的輔助手段提高植物提取效率，是目前技術人員研究的重點[4]。其中被稱之為最有效的一種輔助手段就是添加土壤改良劑，但是這種改良劑必須是環境友好型的，不會對環境造成不利影響。在實際生活中，這種土壤改良劑是非常見的，比如食品加工過程中所產生的醋糟，或者是酒精加工廠中的酒糟等。因這類土壤改良劑是工廠要丟掉的廢棄物，所以可以將土壤治理與相關企業之間建立長期合作關系，實現治理土壤重金屬污染的目的。

4 強化植物修復技術的有效措施

4.1 利用施肥技術

施肥作為一種傳統的農藝措施，能夠有利于提高植物的產量與質量。一般情況下，重金屬污染經常會出現在礦山區域或是土壤養分貧瘠的地區，因此，在修復過程中，應根據土壤中的養分狀況進行選擇合適的施肥材料。此外，超富集植物在生長階段，需要大量的營養，施肥量應該在一個合適的范圍內，這樣才能夠保證土壤重金屬污染物的有效去除，并且科學有效施肥還可以提高植物的修復效率。通過對修復植物的研究發現，將磷肥應用于鉛、鎘污染的土壤中，能夠有效降低這兩種重金屬的生物有效性[5]。同時，利用高生物量的重金屬耐性植物香草根在修復土壤鉛污染時，施加緩釋肥進行治理，其效果要遠遠大于N、P、K肥料。

4.2 合理應用栽培技術

在利用超富集植物進行治理土壤污染物鉛、鎘的過程中，通過調節植物種植的密度、間作與輪作等多種方式，既可以使土壤的理化性質發生改變，還可以提高植物的成活率。通過研究發現，利用科學合理的栽培密度，能夠使植物充分吸收陽光以及土壤中的營養成分，使修復植物的成活率大大提升，促進了植物對重金屬的吸收。同時，利用不同修復植物之間的相互作用，可以將喬、灌、草三者之間構建出一個穩定的修復部落，從而達到修復多種重金屬污染的效果。比如，在土壤鉛、鎘污染比較嚴重的地區，可以采用種植野菊花、五節芒與旋鱗莎草，利用根系微生物、土壤酶等，以此來提高植物的修復效率。

4.3 水分管理技術

植物修復技術本身就是利用修復植物根系進行吸收水分與養分的一個過程，采用科學合理的水分能夠有效促進修復植物的生長，達到提高修復效率的的目標。對于一些超富集植物，雖然其具有很強的耐旱性，但過度的缺水也會造成修復功能減弱，所以做好修復植物的水分管理工作是非常必要的。除此之外，我們也可以利用植物蒸騰作用將土壤中的水分充分蒸發，阻止重金屬污染物向更深層次的土壤轉移。需要注意的是，植物體本身應具有富集重金屬能力，對污染物起到固定的用。

5 結論

綜上所述，植物修復技術具有安全性高、成本低、對重金屬治理效果好的優勢，其未來的發展前景比較廣闊。但在治理土壤鉛、鎘污染時，這種技術還尚未成熟，因涉及的領域較廣，所以還有很多技術問題有待我們完善。土壤污染治理是一個非常漫長的過程中，我們需要不斷汲取經驗，不斷分析與總結植物修復技術的優缺點等，從而達到改善土壤環境、維持生態平衡的目的。