植物修復(fù)重金屬污染土壤技術(shù)研究綜述

□王媛　盧查根

（吉林省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站吉林長(zhǎng)春130011）

植物修復(fù)重金屬污染土壤技術(shù)研究綜述

□王媛盧查根

（吉林省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站吉林長(zhǎng)春130011）

土壤中的微生物無(wú)法分解重金屬，而且重金屬具有積累性，最終會(huì)通過(guò)食物鏈的積累作用而對(duì)人類(lèi)的健康造成嚴(yán)重的影響。土壤中重金屬污染問(wèn)題的形勢(shì)已經(jīng)非常嚴(yán)峻，因此，各個(gè)國(guó)家對(duì)重金屬污染土壤問(wèn)題都非常關(guān)注，如何解決該問(wèn)題的技術(shù)也在不斷改進(jìn)。本文通過(guò)對(duì)不同植物修復(fù)重金屬污染土壤技術(shù)進(jìn)行比較和總結(jié)，從而為深入研究提供方向。

土壤；重金屬污染；植物修復(fù)

本文DOI編碼：10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2015.08.039

1　前言

土壤是人類(lèi)賴(lài)以生存與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，然而，隨著人口的增多和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，土壤污染問(wèn)題越發(fā)嚴(yán)重，特別是重金屬污染問(wèn)題因其具有積累性，會(huì)通過(guò)食物鏈的積累作用而對(duì)人類(lèi)的健康造成嚴(yán)重的影響。

土壤中重金屬污染來(lái)源于礦產(chǎn)開(kāi)采、礦渣及工業(yè)固廢堆放、雨水沖刷、污水灌溉、農(nóng)業(yè)肥料及農(nóng)藥的大量使用、廢氣沉降、污染事故等。我國(guó)土壤重金屬污染中汞、鎘污染最為嚴(yán)重，鉛、砷、鉻和銅的污染也比較嚴(yán)重。占總面積10%以上的耕地已經(jīng)處于受重金屬污染的狀態(tài)，其中每年產(chǎn)有一千萬(wàn)噸以上的糧食是受重金屬污染的，另外，糧食每年減產(chǎn)一千多萬(wàn)t也是因重金屬污染而導(dǎo)致的。土壤中的微生物無(wú)法分解重金屬，而且重金屬具有積累性，最終會(huì)通過(guò)食物鏈的積累作用而對(duì)人類(lèi)的健康造成嚴(yán)重的影響。土壤中重金屬污染問(wèn)題的形勢(shì)已經(jīng)非常嚴(yán)峻，因此，各個(gè)國(guó)家對(duì)重金屬污染土壤問(wèn)題都非常關(guān)注，如何解決該問(wèn)題的技術(shù)也在不斷改進(jìn)。本文因植物修復(fù)土壤重金屬污染技術(shù)具有生態(tài)友好性和修復(fù)的徹底性而對(duì)其進(jìn)行了研究。植物修復(fù)土壤重金屬污染技術(shù)是一項(xiàng)具有經(jīng)濟(jì)、安全和生態(tài)環(huán)保的治理技術(shù)。本文通過(guò)對(duì)不同植物修復(fù)重金屬污染土壤技術(shù)進(jìn)行比較和總結(jié)，從而為深入研究提供方向[1-2]。

2　植物修復(fù)土壤重金屬污染技術(shù)

目前，所說(shuō)的植物修復(fù)技術(shù)一般是指通過(guò)對(duì)重金屬有超積累作用的植物經(jīng)其本身的作用對(duì)重金屬進(jìn)行提取，從而達(dá)到修復(fù)土壤中重金屬污染的效果?？筛鶕?jù)該治理技術(shù)的作用機(jī)理與運(yùn)行過(guò)程，可將植物修復(fù)重金屬污染技術(shù)劃分為五種修復(fù)方法[3-4]，具體如下。

2.1植物提取修復(fù)法

該方法指通過(guò)某些植物對(duì)土壤中重金屬具有吸收的作用，并將重金屬提取與富集到該植物的其地上部分，通過(guò)對(duì)該植物進(jìn)行處理，從而達(dá)到修復(fù)的目的。目前，有關(guān)該技術(shù)的研究?jī)?nèi)容最多，學(xué)者們也認(rèn)為該技術(shù)的發(fā)展前景非常好，具有很高的開(kāi)發(fā)價(jià)值。一般的植物對(duì)土壤中重金屬均具吸收的作用，其中，能積累重金屬超過(guò)一般植物體的100倍以上的植物稱(chēng)之為超累積植物。能在植物體內(nèi)積累0.1%以上的鉻、鎳、銅和鉛等與體內(nèi)積累1%以上的錳和鉛等均可稱(chēng)超積累植物。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)近500種超積累植物，大多數(shù)為十字花科。響植物提取法因土壤中重金屬生物有效性與重金屬由植物根部向其地上部分轉(zhuǎn)移能力而受到限制。

2.2誘導(dǎo)性植物提取修復(fù)法

誘導(dǎo)性植物提取修復(fù)法是通過(guò)添加螯合物，進(jìn)而改進(jìn)土壤的某些性質(zhì)，使得其能夠起到更好的修復(fù)效果。誘導(dǎo)性植物提取修復(fù)法主要包括兩個(gè)階段，一是土壤中束縛態(tài)重金屬轉(zhuǎn)化為非束縛態(tài)，即根際圈對(duì)重金屬的活化。二是可促使和提高植物體對(duì)土壤中重金屬向其地上部分的運(yùn)輸能力。螯合物具體作用表現(xiàn)在：可提高金屬離子本身在土壤環(huán)境的溶解度，通過(guò)植物的蒸騰作用而使重金屬以金屬螯合物的形態(tài)經(jīng)植物的木質(zhì)部向地上部分運(yùn)輸。植物根系表面積和其體內(nèi)所有的毛細(xì)管系統(tǒng)是其在地上部分富集量的決定因素。

2.3植物揮發(fā)修復(fù)法

該方法是指土壤中的汞、錫等重金屬經(jīng)植物本身的揮發(fā)作用將其轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，使其從土壤中揮發(fā)的方法。該方法主要是用于修復(fù)受到易揮發(fā)的重金屬污染的土壤，比如某些植物根系能把吸收的汞轉(zhuǎn)變成易揮發(fā)的汞蒸氣等，從而降低了土壤中該類(lèi)型的重金屬含量。

2.4植物穩(wěn)定修復(fù)法

該方法是植物通過(guò)分泌的某些物質(zhì)，從而將土壤中有毒態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)化為較低毒性或是五毒的形態(tài)，即為生物無(wú)效態(tài)。這類(lèi)植物叫固化植物，其定義為對(duì)重金屬具有耐性的植物根系通過(guò)分泌某些物質(zhì)可將根際圈附近的污染物質(zhì)沉淀與積累下來(lái)，使得污染物質(zhì)失去了有效性，從而起到了降低其毒害作用。固化植物的特點(diǎn)是對(duì)重金屬具有較高的耐性，但植物本身的重金屬積累性較差。固化植物能夠在重金屬含量很高的土壤中生存，并對(duì)污染物起到穩(wěn)定作用，防止生物有效態(tài)的重金屬繼續(xù)向周?chē)h(huán)境擴(kuò)散，可用于尾礦污染區(qū)域和廢棄礦山污染區(qū)域的植被重建等。

2.5植物根際圈過(guò)濾修復(fù)法

該方法是指某些植物的根系與根系附近的生物、土壤等形成的根際圈，能夠吸收與吸附土壤中重金屬，并對(duì)其水溶液具有過(guò)濾作用，從而達(dá)到去除重金屬污染的目的。此方法主要可用于處理化石燃料的生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水對(duì)土壤造成重金屬污染的修復(fù)。

結(jié)束語(yǔ)

植物修復(fù)技術(shù)具有物理與化學(xué)修復(fù)等方法無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，植物修復(fù)法治理的成本低，治理效果永久；因是在原位進(jìn)行修復(fù)，對(duì)土壤本身的環(huán)境擾動(dòng)小，并且具有環(huán)境美學(xué)性，是真正的綠色修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)已表現(xiàn)出很高的發(fā)展前景，但其在實(shí)際的發(fā)展應(yīng)用中，因自身特性而表現(xiàn)出了發(fā)展的局限性，比如修復(fù)治理效率較低與治理周期較長(zhǎng)、難以修復(fù)多種重金屬的污染、受病蟲(chóng)侵害影響植物修復(fù)效果、修復(fù)后植物體本身的后續(xù)處理問(wèn)題難以解決等問(wèn)題給植物修復(fù)技術(shù)帶來(lái)了很大的限制，今后可在這幾個(gè)方面對(duì)植物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行深入研究，從而能更好地利用植物修復(fù)技術(shù)為人類(lèi)造福。

[1]鮑桐等.重金屬污染土壤植物修復(fù)技術(shù)強(qiáng)化措施研究進(jìn)展[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2010，33(12):458-462.

[2]徐禮生，等.重金屬污染土壤的植物修復(fù)及其機(jī)理研究進(jìn)展[J].地球與環(huán)境,2010,3(38):372-376.

[3]周?chē)?guó)華，等.重金屬污染土壤植物修復(fù)及進(jìn)展[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,2002,3(6):33-38.

[4]羅凌江,于德浩,張平.植物修復(fù)技術(shù)在地表水污染控制中的應(yīng)用[J].污染防治技術(shù),2007,20(4):74-77.

1004-7026（2015）08-0059-02中國(guó)圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：X53

A

王媛（1979-），女，工程師，主要從事環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。