植物修复技术及其在环境保护中的应用

熊玉宝

前言

作为一种借助绿色植物的生态环境治理技术，植物修复技术与现代生态环境保护存在较高契合度，但修复周期长、污染物生物有效性等因素却对植物修复技术的应用带来了多方面限制，而为了更深入了解植物修复技术、推动我国环境保护事业发展，正是本文围绕植物修复技术及其在环境保护中的应用开展具体研究的原因所在。

1 常见的植物修复技术

1.1 植物转化

植物转化属于较为常见在的植物修复技术，该技术能够利用植物体独特的新陈代谢作用实现环境中污染物的吸收与分解，或利用植物的化合物（如硝酸盐还原酶、树胶氧化酶）分泌能力实现外部污染物的分解，因此植物转化技术广泛应用于国内外疏水性适中的污染物治理领域[1]。

1.2 植物辅助生物修复

植物辅助生物修复技术是一种国内外广泛应用的重金属处理技术，该技术能够利用植物蒸发作用将部分重金属变为可挥发态，污染物由此即可从土壤、地下水转移到大气中，环境保护将由此获得有力支持。

1.3 植物萃取

植物萃取同样属于较为常见的植物修复技术，该技术主要利用一些特殊植物的根系吸收能力实现有毒有害物质转移，而通过收割地上部植物即可有效处理土壤中污染物。植物萃取属于现阶段国内外学界研究最多、应用最为广阔、发展前景最为明朗的植物修复技术，生物量大、生长快、抗病虫害能力强的超富集植物属于植物萃取技术应用的关键所在。

1.4 植物固定

植物固定是一种利用根际物质实现污染物无害转化的植物修复技术，该技术多用于保护污染土壤不受侵蚀、加强土壤中污染物的固定，由此即可有效防止植物吸收有害物质，昆虫、草食动物在污染土壤上觅食可能引发的食物链污染也能够由此实现较好预防。值得注意的是，植物固定技术并不具备去除环境中污染物的能力，因此该技术并不属于较为理想的植物修复技术[2]。

2 植物修复技术在环境保护中的具体应用

2.1 重金属植物修复

“种植物、收金属”属于长期以来学界在植物修复领域研究中的不变追求，近年来国内外学界围绕重金属超富集植物开展的大量研究便与这种追求联系紧密。土壤重金属污染具备隐蔽性、滞后性、形态多样性、累积性、消除难度大等特点，这些都对重金属植物修复带来了较高挑战。在我国现阶段重金属植物修复领域，修复植物的选择极为关键，如十字花科植物宝山堇菜、龙葵、油菜、天蓝遏蓝菜等镉的超富集植物多用于金属铬污染土壤修复，红花景天可较好进行金属锌污染土壤的修复，东南景天则在Pb、Cd、Zn污染土壤的修复中能够发挥不俗效用。为提升重金属污染土壤处理效果，植物根际和共生微生物的利用也应得到重视，Proteus sp、Alcaligenes sp、Clostridium sp等细菌菌株已经开始应用于镉污染土壤的修复，这类细菌菌株与菠菜、油菜、遏蓝菜产生的相互作用将大幅提升土壤修复效果。

2.2 有机污染物植物修复

残余农药修复、多环芳烃植物修复、硝基芳香化合物植物修复均属于有机污染物植物修复范畴，具体的修复思路如下所示：①残余农药植物修复。受粗放型经济增长方式影响，我国长期存在农药滥用情况，各地水体中的农药残留浓度往往较高，由此带来的环境破坏必须得到高度关注。例如，杀虫剂DD7是我国农业领域较为常用且对环境影响较大的持久性污染物，因此国内外多使用浮萍、伊乐藻等水生植物进行杀虫剂DD7的残余处理。②多环芳烃植物修复。作为分布相对广泛的有机污染物，多环芳烃具备致癌、致畸等特性，因此近年来学界围绕多环芳烃植物修复开展了大量研究，并最终确定了高狐草、黑麦草、红桑果、美国梧桐、红狐草、高茅草等植物均可用于多环芳烃植物修复，如其中的黑麦草在老化多环芳烃污染土壤的修复中能够发挥不俗效用，而混合种植高狐草、黑麦草、红狐草、高茅草等草本绿色植物，可更好满足多环芳烃植物修复需要，这类修复的切实有效、成本低廉特性应得到关注[3]。

2.3 无机营养元素N、P的植物修复

受粗放型经济增长方式影响，近年来我国多地出现了严重的水体富氧化问题，这类问题也引起了国内学界的高度重视，植物修复技术在该领域的应用开展成为学界研究的焦点，表1为笔者收集、整理的植物修复富营养化水体综合功效汇总，结合该表可直观发现植物修复技术在该领域具备的较高应用价值。

表1 植物修复富营养化水体综合功效汇总

2.4 植物修复过程应关注的问题

2.4.1 配套技术应用

上文中提到根际微生物与植物配合可更好用于环境保护，事实上这主要是由于二者彼此形成了联合修复体，植物的污染物质吸收能力在微生物转变污染物形态、降解有机污染物支持下将实现长足提升，污染物的生物有效性增强、毒害性降低也将为我国资源节约型、环境友好型社会创建提供有力支持。但值得注意的是，为进一步提高植物修复效率，学界必须围绕植物根际微生物等配套技术开展更深入研究。

2.4.2 需引入分子生物学

分子生物学能够为植物修复技术的修复效率提升提供支持，这主要是由于分子生物学能够更深入研究植物修复机理，同时分子生物学具备的改良遗传特性的能力，也能够大大提升超富集植物生物量、增强植物的污染物富集能力，但这一过程必须关注转基因植物研究中可能存在的生态安全性威胁。

2.4.3 考虑安全问题

为保证植物修复技术更好服务于我国环境保护，植物修复技术的应用还必须慎重考虑植物的安全性问题。具体来说，植物修复技术在应用中必须配套完善的植物管理、植物收割处理技术，同样还应保证植物修复尽量选择非食用植物。值得注意的是，部分植物修复技术所应用的植物具备较强的生态破坏性，如上文提及的水葫芦（凤眼蓝）虽然在氮、磷以及某些重金属元素等营养元素吸收中表现优秀，但受水体富氧化影响水葫芦很容易出现过度繁殖问题，该问题导致的大量消耗水体中溶解氧、降低水资源使用价值、阻断航道必须得到关注。

3 结论

综上所述，植物修复技术能够较好应用于我国环境保护领域。而在此基础上，本文涉及的重金属植物修复、有机污染物植物修复、无机营养元素N与P的植物修复、植物修复过程应关注的问题等内容，则说明了本文研究具备的较高实践价值。因此，在植物修复技术、环境保护相关的理论研究和实践探索中，本文内容能够发挥一定程度的参考作用。

[1]金少锋.生物修复技术在黑臭河道治理中的应用[J].绿色环保建材，2018（02）：239.

[2]程琪，代智能，蓝家福，陈金藤.有机氯农药污染土壤的植物修复技术研究综述[J].广东化工，2018，45（02）：113～114+124.

[3]魏光普，于晓燕，杨轶凡，郭家华，陈 鹏，杨 超.植物修复稀土矿区土壤中放射性元素的方法研究[J].安徽农业科学，2018，46（02）：49～50.