植物對土壤重金屬修復技術的研究進展

李寧輝，熊健

(西藏大學理學院，西藏 拉薩 850000)

土壤是生物圈的重要組成部分，為作物的生長發育提供了必要的水分和營養，但是隨著含重金屬的各類污染物通過多種途徑進入土壤，導致重金屬在作物各組織器官中大量富集，嚴重影響作物的生長與發育[1,2]，并通過食物鏈和食物網向動物和人類體內遷移，因為重金屬具有持久性和累積性，所以它可以在動物和人類體內進行富集和長時間作用，給動物和人類的身體健康帶來了嚴重的威脅，給生態系統的平衡埋下了隱患。

1 土壤重金屬污染現狀和危害分析

《全國土壤污染狀況調查公報》表明[3]，鎘、汞、銅、鉛、鋅、鎳6種重金屬污染物點位超標率分別為7.0%、1.6%、2.1%、1.5%、0.9%、4.8%。由此可看我國土壤重金屬污染問題嚴重。伴隨著重金屬的進入會逐漸影響土壤的溶質種類和含量，進而導致土壤的組成成分和濃度發生變化，并影響土壤溶液和土壤本身的性質。土壤一旦受到重金屬的過度污染，不僅會影響到土壤本身，也會影響到各個圈層之間的物質循環和能量流動，進而導致生態系統的功能發生紊亂，給人類的生存帶來嚴重危害。土壤還承擔著我們農業生產的重任，它是我們發展農業的基礎條件，如果受到重金屬的過度污染，容易導致農作物產量低下和有毒甚至當地土壤不產糧食，一旦我們的糧食生產受到威脅，容易影響到我們的社會安定和人民幸福。所以重金屬污染問題我們要重視起來并加強治理和修復。

2 土壤重金屬污染的來源

土壤重金屬污染主要來源于農業、工業、城市固體廢棄物和汽車尾氣排放等。隨著工業和城市現代化的快速發展，工業和生活“三廢”越來越多，這些“三廢”中含有各種各樣重金屬污染物，如果不進行妥善處理，其中所含的重金屬就會滲透到周圍的土壤環境，造成環境污染，導致當地生長植物體內組織器官的重金屬含量嚴重超標。引起土壤重金屬污染。 隨著中國經濟的快速發展人均GDP的不斷升高，人均汽車的保有量也在不斷上升，伴隨著汽車數量的不斷升高，汽車的污染排放成了空氣中重金屬的重要來源之一。空氣中的重金屬一部分因為重力作用來到了土壤，造成了土壤重金屬污染。還有一部分重金屬污染物隨著大氣和陸地之間的水循環來到了土壤之中，引起土壤重金屬污染。隨著科學技術的快速發展，各式各樣的農用化肥和農藥被研發出來，它們因為見效速度快，被越來越多的大規模使用。導致我們的農田土壤殘留了各色各樣的化肥和農藥，隨之帶來了各種類型的污染，其中土壤重金屬污染最為嚴重。

3 土壤重金屬污染的植物修復類型

3.1 植物提取修復

植物提取修復是利用某些超富集植物從土壤中吸收重金屬到植物根部或轉運輸到植物的地上部分，最后通過收割植物來去除土壤中的重金屬[4]。植物提取修復由于操作簡單、所需材料廉價、不容易影響土壤本身的性質，所以是一個非常好的修復技術。植物提取修復主要的問題是植物吸收重金屬后無法及時收割，最后可能導致重金屬從新回到土壤中造成二次污染。還有收割后的植物殘體處理問題，如果不能及時處理，容易造成重金屬從新回到自然環境中造成二次污染。

3.2 植物固定修復

利用某些特殊植物的吸收、絡合、沉淀、分解、氧化還原等多種過程[5]，將土壤中的重金屬進行固定，從而降低了土壤中重金屬的遷移能力。防止重金屬進入食物鏈和食物網，切斷了重金屬的傳播途徑，減少重金屬對環境中其他生物的危害，保護了陸地生態系統的平衡與穩定。植物固定修復主要的問題是污染重金屬仍在土壤中，只是通過植物暫時將重金屬固定在土壤中，并沒有完全去除。伴隨著土壤環境的改變，可能導致這些植物無法繼續對重金屬進行固定，這些被釋放的重金屬從新回到了環境中造成二次污染[6]。

3.3 植物揮發修復

植物揮發修復是利用植物將土壤中的重金屬吸收到體內后，先轉化成氣態形式，再通過蒸騰作用排到大氣中的一種土壤修復技術。但是這項技術還不完善，植物揮發修復主要的問題是重金屬并沒有消失，毒性也沒有減弱，只是從土壤來到了大氣環境中，當這些重金屬被雨滴所吸附或參與雨滴的形成，受到地球的重力作用而下落，隨后又回到了土壤中，容易造成二次污染。

4 超富集植物的研究

4.1 超富集植物的概念

超富集植物通常具有以下特征：第一，超富集植物體內的重金屬含量通常很高；第二，一種超富集植物對不同重金屬的富集能力不盡相同；第三，在重金屬污染地能正常或超常生長，可以正常完成它的所有生命活動。最找提出利用超富集植物來進行土壤重金屬修復的是美國科學家Chaney[7]。隨后越來越多的科學家開始了這項研究，各種各樣的超富集植物被陸續發現。

4.2 超富集植物試驗成功的案例

鉛是一種有毒的重金屬，具有很高的延展性，已經發現的超富集植物主要有以下幾種(表1)。

表1 常見鉛超富集植物及其吸附特征

5 結論

因為植物修復技術具有綠色、環保、操作方便且基本不破壞土壤結構和環境的優勢，所以該技術可能成為將來治理土壤重金屬污染的主流。但是這項技術還存在許多問題，以后還要進行更加深入的研究。