環境污染治理中植物修復方法的有效應用

張掖市生態環境局肅南分局 妥翔

在針對污染物處理的過程中，當下人們通常采用物理以及化學的方式進行處理，但是這種處理方式經常產生各種二次污染，并且在應用的過程中需要付出較高的成本，同時需要花費大量的時間，而且在一些大面積低濃度的污染物處理過程中應用效果并不好。近年來，我國科學技術發展十分迅猛，人們開始重視植物修復技術的應用，希望為我國環境污染治理工作提供新的方法與方向。在實際應用的過程中，植物修復技術更多被應用于水體與土壤的污染治理過程中，其有著十分顯著的成本低、操作簡單、不會產生二次污染的優勢。植物污染技術在本質上其實就是微生物、植物以及自然界之間的互相作用與反應，是一種十分綠色的現代化污染治理技術。

一、植物修復技術在廢水治理中的應用

（一）植物修復有機污染的一般原理

關于有機化學污染物所需要采用的有機植物光合科學修復技術的由來及其修復的科學原理主要涉及三個主要方面，分別是作為植物積累光合作用、降解和發生轉化光合作用以及作為催化劑的光合作用。積累性作用：其主要的目的就是通過吸收有機污染物，并且保留在植物體內，進而最大程度的分解與吸收這些有機污染物。轉化與降解的作用：現階段，土壤中通常都存在很多的污染物，例如油污以及農藥等多種污染物，應用植物修復技術能夠保障植物將這些物質吸收在根莖內部，充分利用植物內部的組織結構分解各種污染物，并且將這些污染物有效的存儲在植物體內。也可以通過植物的光合作用效果，完全分解土壤中的化合物、新陳代謝、礦物質，將其轉化為水和二氧化碳。

例如，TNT分解的彈藥廢棄物可以被植物中的樹膠氧化酶以及硝基還原酶分解，并且將斷掉的環形結構加入到植物組織有機碎片中，組成有機物的沉積。一種具有高度催化性的光合作用：主要工作目的是為了能夠充分發揮這些植物各個體的根系之間都會直接分泌特殊的有機分泌物及其功能（主要如消化酶、蛋白質、糖類、有機酸、酚等），從而可以直接使得這些土壤環境中的有機化學污染物能夠直接得以有效吸收和合理分解，并且這些有機分解物能夠直接提供給其他植物作為主要養料，促進它們的健康生長，在其他植物可以能夠持續健康成長的自然條件下，分泌物功能會逐漸更加增多，從而更好地能夠加速有機化學污染物的有效吸收和合理分解。圖1為治理后的土地。

圖1 治理后的土地

（二）植物修復技術在富營養化水體及有機污染治理中的應用

近些年來，我國社會經濟的發展有目共睹，但在發展的過程中也出現了十分嚴重的環境與經濟之間的矛盾，例如有些企業將工業污染廢棄物、廢水、人們日常生活中產生的污水等向河流中排放，導致我國的很多河流水域都出現了十分嚴重的富營養化狀況，或者是造成了十分嚴重的污染。

據相關調查分析可知，我國現在已經有百分之九十以上的湖泊受到了不同程度的污染，N、P是這些湖泊富營養化的主要化學元素。

為了充分保障我國湖泊能夠得到更加有效的治理，目前相關部門開始由應用植物修復技術中的特定植物生長的修復功能進行治理。例如選栽喜旱蓮子草、鳳眼蓮以及水浮蓮等都被廣泛地應用于植物修復技術中。

二、植物修復技術在美國和歐洲的發展趨勢

不管是污染物的數量或者修復的環境污染物品種類，歐洲均遠遠低于美國，從中就不難看出，為何在美國將會擁有一個更大、較為成熟的環境保護植物修復技術商業化推廣的市場[1]。

歐洲關于野生植物損傷修復應用技術的科學研發項目經費主要上都是從科學歐洲委員會手中獲取，而這些研發過程偏重于基本科學理論，技術研發的經費在很大程度上又嚴重限制了它們在歐洲商業上的有效推廣及廣泛應用。

值得一提的是，近年來因為一些中小型投資企業及其他風險投資者的不斷介入，使得目前法國歐洲大學植物損傷修復工程技術專業研究所的工作，正朝著一個具有廣泛應用性的研究方向不斷進行深入研究和朝向發展性的過渡[2]。但是這些經由籌款機構資助的研究項目，目的主要是為了針對工業土壤和由于地下水的大量重金屬造成的水污染，而在現代歐洲的工業有機物使用造成的土壤和地下海的水污染仍然是一個越來越日益嚴峻的技術挑戰。目前該國的這一污染現狀已經引發了來自歐洲多個發達國家和亞洲地區的高度重視，一些作為國家重點項目建立的多項針對土壤有機物和水污染的環境科學技術研究行動計劃也都已經正式開始。但與美國相比，歐洲在開展保護自然植物修復生態環境植物修復工程技術應用方面的專業領域以及商業項目投資仍然非常有限。

三、植物修復技術在重金屬污染治理中的應用

（一）植物修復治理重金屬污染的機理

當下，環境污染中十分突出的污染就是化合物以及金屬污染，而應用植物修復技術對這些污染進行治理的過程主要包括以下幾種類型：第一種是植物富集，這種治理方式的原理就是將重金屬成分積累在植物的內部，或者是通過植物的根系分割土壤中超出部分的重金屬，這種治理手段對于重金屬的治理效果十分明顯；第二種是根系過濾治理方式，這種治理方式通常也被應用于重金屬的治理過程中，其主要是利用一些耐重金屬的植物，或者是一些超積累植物，有效地降低重金屬的活性，進一步保障地下水以及食物鏈當中不會出現重金屬的下滲；第三種是植物固化技術，這種治理方式的根本原理就是借助超積累植物或者是一些耐重金屬的植物，將污水中的有毒重金屬不斷的吸附出來，隨后在植物根部進行富集和沉淀；第四種為植物蒸發技術。這種技術就是通過植物的根系吸收土壤中容易揮發的重金屬，例如常見的硒、汞等元素，在重金屬被吸收之后植物利用自己的葉子將這些金屬蒸發掉，進而有效的處理土壤中的重金屬污染元素。但是需要注意的是，在進行環境治理的過程中，植物特性決定了任何一種修復方式的修復效率都是有限的。

（二）植物修復技術在土壤和重金屬污染防控中的作用

從上面的分析中，我們可以明顯地得知，重金屬治理的方式和有機污染物治理的途徑與其他污染物處理途徑截然不同，其主要是通過轉化，或者是積累。為此，在進行重金屬污染防治的過程中，通常的情況下都是考慮利用超積累性的植物，該類型的植物主要特征之一就是它們能夠有效地對重金屬進行解毒、積累。英國bak-er等人首次地進行了田間試驗，并且通過實驗的結果對其進行了深入的分析和研究，該項實驗研究主要是針對鋅污染的土壤，實驗結果顯示當土壤中鋅超過444μg/g時，采用超積累的植物（t.caerulescens）方法來加以吸收，將有機體檢驗，會驚訝地發現田間鋅的含量大約是土壤中16倍，同非與超積累的植物蘿卜（raphnussatinus）相比，其中含鋅率的百分比為1∶150，從這個數據就能夠得出t.cae-rulesens從當地土壤中通過提取和氧化吸收的完整銅和鋅總量的含量約平均為30.1kg/hm2。此外，植物在對這種放射性生物核素的直接治理上，同樣也可以具有很好地保護作用，通常在好的情況下，一個野生植物每天連續種植，3個月之后，就已經完全可以直接利用，使得其根部土壤137cs的產生放射性核素強度大大降低3%。根據英國媒體報道，1986年在切爾諾貝核電站內部曾經發生了一次含有放射性化學元素的大量排放和泄露，導致了當時大面積的廠區土壤被嚴重污染，之后政府采用大葉紅根莧等水生植物對其內部進行了綠化修復，基本取得了良好的效果。

四、結語

隨著我國社會和經濟的迅速繁榮和發展，環境也遭受了嚴重的破壞和污染，影響了我國未來的健康和可持續發展，這就需要政府和相關部門高度重視對環境污染的治理。化學手段和物理手段對土壤進行處理，極易產生二次污染，并且所需的成本相對較高，不利于經濟效益的提高。植物修復技術在我國的廣泛使用，不僅是一種自然和社會結合的綠色清潔的路線，而且也是一種有效、便宜的綠色修復技術。兩種防治污水技術相互作用進行對比，植物修復工藝具有技術和經濟上的優越性。