重金属污染土壤的植物修复技术研究进展

张金玲（国土资源部 沈阳矿产资源监督检测中心 沈阳 110032 ）

随着工业生产的发展,重金属污染日趋普遍,几乎威胁着每个国家。 我国土壤污染表现出多元复合持久的现代环境污染毒害特征，已从常量污染物转向微量持久性毒害污染物，我国已有很多城市的郊区和灌区遭到了不同程度的重金属污染。 因此，修复重金属污染土壤已成为迫在眉睫的重点工作之一。

一、植物修复

1.植物修复：植物修复是利用绿色植物来进行转移、容纳或者转化污染物， 使其对环境无害。 植物修复的对象主要是重金属、有机物或放射性元素污染的土壤及水体。 通过植物的吸收、挥发、稳定等作用，可以净化土壤或水体中的重金属，达到改善环境的目的。

2.植物修复的类型

2.1 植物提取： 利用超富集植物将土壤中过量的重金属元素，转移到植物根部以上的部位和地表以上茎和叶部位，来达到修复土壤的技术应用。

2.2 植物挥发：植物挥发是植物将大量金属污染物吸收到体内后，将其转化为气态物质再释放到大气当中，以降低土壤污染的一种植物修复方法。

2.3 植物过滤：植物过滤主要是针对污水污染，植物利用发达的根系将被重金属污染的水体进行过滤的过程。 一些水生植物具有较强的吸附能力，比如：水浮莲、浮萍等，能够达到中和治理污水的目的[1]。

2.4 植物稳定：植物稳定主要是利用耐重金属植物或者是超富集植物，降低土壤中重金属的活性，将污染物固定，从而减少重金属对土壤环境进一步危害的一种植物修复方法。

二、植物修复技术的应用

1. 植物稳定 利用生物固氮作用能够有效地利用基质中的磷，而且不受尾矿中富含金属的毒害，可以较好地适应废弃地的生境。 适合于治理污染土壤的植物，是一些耐性高、根系发达的植物，如高山甘薯等[2] 。

2.植物挥发 植物从重金属污染的土壤中吸收Se，然后转化成二甲基硒和二甲基二硒，二甲基硒和二甲基二硒可挥发，从而来达到降低土壤中重金属Se 的浓度，改善土壤环境。 种植水稻等植物可以吸收土壤中的Se，减轻重金属对土壤的危害[4] 。

3.植物过滤 适用于根系过滤技术的植物，必须有较大的根系生物量， 最好是须根植物。 目前常用的植物有各种耐盐的野草，印度芥菜、向日葵以及各种水生植物如宽叶香蒲等[5]。

根系过滤技术主要用来处理含放射性污染物质的废水、石油天然气生产过程中产生的废水、 含重金属的各种废水以及富含其他污染物的废水。

三、超积累植物吸收重金属的生理及分子生物学机制

1 解毒机制 原理：超积累植物体内,有85%～90%的重金属离子是与植物体内金属配位体结合形成螯合物,从而限制了金属在植物体内的移动性,达到解毒的目的。

2 吸收机制 原理： 细胞依靠植物的外液与原生质之间的浓度差，通过溶质的扩散作用或其他物理过程而进行的吸收作用，又称非代谢吸收或物理吸收。

植物只能吸收对其有用的化学形态的金属， 而重金属在土壤中的化学形态有很多种， 并不是所有的重金属都能被植物体所吸收，这是其局限性。

3 转运机制 原理： 不同的整合体可能参与了金属在木质部的运输。 蒸腾作用可能驱动了金属在木质部的运输。

四、结语

植物修复是生物治污工程中一个非常独特的治理技术，与物理的、化学的和微生物的处理技术相比，有其独特的优点；但同时植物修复技术本身及发展过程中也存在一些问题， 需要进一步研究解决。

植物修复需时长， 恶劣的气候条件等因素会影响植物的生长；如果污染物浓度过高，超积累植物对污染物的积累量是有限的，修复效率不高；重金属污染土壤的植物修复技术还处于田间试验与示范阶段,尚未做到大规模推广；目前发现的超富集植物较少，而且超富集植物都不是很高大, 生长缓慢,生物量不高,大多根系较短,只能清除土壤表层的重金属，并且缺乏具有超强富集重金属特性的植物。

因此，需要建立完善的植物修复工艺、设备、装置；加强研究超富集植物修复重金属污染的强化措施； 促进植物修复技术应用推广。

［1］陈兴兰,杨成波.土壤重金属污染、生态效应及植物修复技术.环境整治,2010,3∶58-62.

［2］白洁,孙学,王道涵.土壤重金属污染及植物修复技术综述.生态环境2011,22(2)∶49-51

［3］刘孝敏,赵运林,庹瑞锐.重金属复合污染植物修复的研究进展.贵州农业科学,2011.39(10)∶214-218

[4] 张俊,付蓉蓉.土壤重金属污染物来源及植物修复技术研究进展.上海农业科技,2011,6∶25-27

[5]高 岚,李泽琴,李国臣.土壤重金属污染植物修复研究