試析植物修復技術在土壤污染治理中的應用實踐

張寶林 薛蘭華

鎮江生態環境科技咨詢中心，中國·江蘇 鎮江 212001

1 引言

植物修復技術是一種現場治理方法，指的是借助植物的作用機理去除土壤及水體中污染物質，在中國工業發展速度逐漸加快的形勢下，土壤污染問題也越來越嚴重。土壤污染治理工作者面臨著極大的治理壓力。在這種情況下，必須加強植物修復技術的應用，借助植物的特性和作用機理，加強整個生態系統的保護。

2 植物修復技術的相關概述

植物修復技術，其實就是通過積累一類或者多類化學元素，在對植物及其微生物系統進行準確把握的基礎上，通過植物功能的發揮來吸收土壤或水體中的有毒有害物質。與其他修復技術相比，植物修復技術的應用可以對土壤中的重金屬污染問題進行有效的修復，即將土壤中的重金屬物質進行徹底的清除，對土壤質量進行改良，將地下的重金屬物質轉移到地表，并對重金屬物質進行回收與利用。所以，植物修復技術的應用安全性更高，不會對土壤的理化性質產生破壞，并且應用成本較低，應用效果較好，適合大范圍的土壤重金屬污染問題的治理。

此外，超富集植物種類比較多，可以對不同類型的土壤污染問題進行有效的治理。但是，為了達到治理效果，需要對土壤的實際污染情況了解分析，并以此為基礎選擇合適的植物種類。植物修復技術的應用，不僅不會對周圍的生態環境產生明顯的污染，還會對土壤肥力進行增加。將植物修復技術與城市綠化進行結合，還可以達到美化環境、凈化空氣的效果。

由于超富集植物具有一定的特殊性，所以植物修復技術的應用也會受到相應的限制。首先，超富集植物以野生植物為主，其生長周期較長、植物高度偏低，生物量偏低，對于外界環境的要求比較苛刻。其次，超富集植物的應用，是將土壤中的重金屬元素富集到期根、莖、葉、果實等器官當中，如果超富集植物的這些器官出現腐爛問題，那么重金屬物質還會再次回到土壤當中。再次，超富集植物如果遭到動物的啃食，那么其能夠發揮的修復作用將會受到明顯的影響。而且，利用超富集植物進行重金屬元素的吸收，只能對淺層土壤中的重金屬元素進行吸收，無法作用于深層土壤當中。最后，一種超富集植物只能積累一種或者多種重金屬元素，無法對所有的重金屬元素進行吸收[1]。

3 土壤污染及治理現狀

由于中國工業商業發展速度的加快，污染物理治理體系的不完善，土壤污染問題表現出了日益嚴重的趨勢。目前，中國的土壤突然問題主要有以下幾方面的特點：

第一，全國范圍內的土壤污染問題都十分嚴重，尤其是耕地土壤是中國農業發展的基礎，是人類賴以生存的資源，必須對耕地土壤的污染問題予以高度重視。

第二，中國工礦業周圍的土壤污染問題十分嚴重。

在如此嚴峻的土壤污染治理形勢下，中國的土壤污染研究才剛剛起步。在中國投入了大量的人力、物力、財力以及科研力量的基礎上，中國的土壤污染修復技術主要研發出了三種方法，即生物修復技術、第二化學治理技術、第三物理治理技術。其中，尤以生物修復技術的應用操作最為簡單、成本最為低廉，且不會對周圍環境產生較大的干擾[2]。

4 常見的兩種土壤污染

4.1 有機污染物

土壤被有機污染物污染，與人們濫用化學農藥有關。根據分解的難以程度，可以將土壤中的有機污染物分成兩種：一種是容易分解的有機污染物質，如有機磷等；另一種是不容易分解的有機污染物質，如有機氯等。

4.2 重金屬污染

土壤遭到重金屬污染的原因，主要與農戶在進行土地灌溉時，使用了含有過量重金屬物質的廢水有關。另外，還有農藥中也含有大量的重金屬物質。最常見的重金屬污染主要包含汞污染、銅污染、鋅污染、砷污染等。土壤中的微生物，如果不能對重金屬污染進行分解，就會將重金屬富集起來。而這將會加大重金屬污染的修復難度，并對土壤的生態發展產生影響。

4.3 放射性元素污染

造成土壤被放射性元素污染的原因，主要與以下兩方面有關：一是核爆炸裂變產物降落；二是原子能研究機構排放含有放射性元素的液體或者固體。如果這些放射性元素暴露到自然界中，就會在自然沉降的作用下滲透到土壤當中，并使土壤遭到放射性污染。土壤自身的凈化功能并不能對這些放射性元素進行處理，甚至可能因為食物鏈被人類所食，對人類的身體健康產生影響[3]。

5 植物修復技術在土壤污染治理中的應用

5.1 植物修復技術在土壤重金屬污染治理中的應用

5.1.1 植物提取

利用植物根系對土壤中的重金屬物質進行吸收，并將其逐步轉移到植物的莖葉當中。對植物的莖葉進行收割，就可以有效去除土壤中的重金屬物質。在應用植物提取技術的時候，不僅需要優先選擇超富集性的植物，還需要對重金屬的吸收路徑和轉移路徑進行分析，確保植物的莖葉比較旺盛，且具有較強的抗病蟲害能力，可以對重金屬進行富集[4]。

5.1.2 植物揮發

植物的根系會分泌一種特殊的物質。這種物質可以與土壤中的重金屬物質發生反應，使其轉化成可揮發性物質，并釋放到大氣當中。一般情況下，土壤中的重金屬硒就是揮發態物質，與特殊植物接觸，就會在ATP硫化酶的作用下轉化成可揮發的CH3SeCH3，進而使其本身的毒性大大降低。

5.1.3 植物穩定

某些植物具有較強的重金屬耐受性，或者可以對重金屬進行超積累吸附。植物的根系對重金屬元素進行積累和沉淀，就可以使重金屬固定化，避免土壤中的重金屬隨意移動。這樣一來，也可以降低土壤的重金屬污染程度。

5.1.4 根系過濾

植物的根系都具有較強的過濾作用。利用植物根系的這一作用，就可以對土壤中的重金屬物質進行過濾、吸收、富集。之后再對重金屬物質進行處理，就可以對土壤生態環境進行改善。需要注意的是，要想借助植物的根系過濾作用達到重金屬污染的治理效果，就要優先選擇根系過濾功能較強的植物，如水生植物或者半水生植物。

5.2 植物修復技術在土壤有機污染治理中的應用

5.2.1 直接吸收代謝

如果土壤中含有有機污染物，那么植物就會對這些污染物質進行吸收，并在蒸騰作用下揮發到大氣中。還有一部分有機污染物，則會通過降解或者轉化成為無害物質，并儲存到植物組織當中[5]。

5.2.2 催化降解

所謂催化降解，其實就是利用植物根系的代謝活性，對土壤中的有機物進行降解。例如，部分植物可以釋放一定量的土壤酶，進而對土壤根系產生作用，使其對有機污染物進行降解。這樣一來，就可以達到土壤污染治理的效果。

5.2.3 生物降解

所謂生物降解，其實就是借助植物的根系來對微生物產生吸引，進而借助微生物實現有機污染物的降解。例如，部分植物的根系可以分泌出有機酸、氨基酸以及糖類等能源物質，滿足絕大多數微生物的生長需求。這樣一來，就可以對這些微生物產生吸引，并借助微生物的作用對有機污染物進行降解。

5.3 植物修復技術在土壤放射性元素污染治理中的應用

植物的特性決定了其可以將污染土壤中的放射性元素進行有效的吸收并積累。所以，植物修復技術在放射性元素污染物的治理中也發揮相應的作用。但是，利用植物修復技術進行污染土壤中放射性元素的吸收與積累，需要對植物的種類進行嚴格的選擇，并對土壤的性質進行密切的關注。一般情況下，土壤的離子交換能力越強，利用植物吸收放射性元素的效果就越高。

另外，還有業內人士經過多年的研究，發現如果將有機物加入土壤中，螯合劑和化肥就可以對土壤的物理特性和化學特性進行改變，進而限制放射性元素在土壤中的流動性，提高植物吸收土壤中放射性元素的效果。

6 結語

綜上所述，植物修復技術是一種環保的、成本低廉的修復技術，雖然在土壤污染治理中的應用還存在著很多局限性，但是卻有著廣闊的應用前景。所以，要不斷地加強植物修復技術的研究與改造，從而將植物修復技術更好地應用到土壤污染治理當中，改善土壤生態。