植物对土壤重金属修复技术的研究进展

李宁辉，熊健

(西藏大学理学院，西藏 拉萨 850000)

土壤是生物圈的重要组成部分，为作物的生长发育提供了必要的水分和营养，但是随着含重金属的各类污染物通过多种途径进入土壤，导致重金属在作物各组织器官中大量富集，严重影响作物的生长与发育[1,2]，并通过食物链和食物网向动物和人类体内迁移，因为重金属具有持久性和累积性，所以它可以在动物和人类体内进行富集和长时间作用，给动物和人类的身体健康带来了严重的威胁，给生态系统的平衡埋下了隐患。

1 土壤重金属污染现状和危害分析

《全国土壤污染状况调查公报》表明[3]，镉、汞、铜、铅、锌、镍6种重金属污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.1%、1.5%、0.9%、4.8%。由此可看我国土壤重金属污染问题严重。伴随着重金属的进入会逐渐影响土壤的溶质种类和含量，进而导致土壤的组成成分和浓度发生变化，并影响土壤溶液和土壤本身的性质。土壤一旦受到重金属的过度污染，不仅会影响到土壤本身，也会影响到各个圈层之间的物质循环和能量流动，进而导致生态系统的功能发生紊乱，给人类的生存带来严重危害。土壤还承担着我们农业生产的重任，它是我们发展农业的基础条件，如果受到重金属的过度污染，容易导致农作物产量低下和有毒甚至当地土壤不产粮食，一旦我们的粮食生产受到威胁，容易影响到我们的社会安定和人民幸福。所以重金属污染问题我们要重视起来并加强治理和修复。

2 土壤重金属污染的来源

土壤重金属污染主要来源于农业、工业、城市固体废弃物和汽车尾气排放等。随着工业和城市现代化的快速发展，工业和生活“三废”越来越多，这些“三废”中含有各种各样重金属污染物，如果不进行妥善处理，其中所含的重金属就会渗透到周围的土壤环境，造成环境污染，导致当地生长植物体内组织器官的重金属含量严重超标。引起土壤重金属污染。 随着中国经济的快速发展人均GDP的不断升高，人均汽车的保有量也在不断上升，伴随着汽车数量的不断升高，汽车的污染排放成了空气中重金属的重要来源之一。空气中的重金属一部分因为重力作用来到了土壤，造成了土壤重金属污染。还有一部分重金属污染物随着大气和陆地之间的水循环来到了土壤之中，引起土壤重金属污染。随着科学技术的快速发展，各式各样的农用化肥和农药被研发出来，它们因为见效速度快，被越来越多的大规模使用。导致我们的农田土壤残留了各色各样的化肥和农药，随之带来了各种类型的污染，其中土壤重金属污染最为严重。

3 土壤重金属污染的植物修复类型

3.1 植物提取修复

植物提取修复是利用某些超富集植物从土壤中吸收重金属到植物根部或转运输到植物的地上部分，最后通过收割植物来去除土壤中的重金属[4]。植物提取修复由于操作简单、所需材料廉价、不容易影响土壤本身的性质，所以是一个非常好的修复技术。植物提取修复主要的问题是植物吸收重金属后无法及时收割，最后可能导致重金属从新回到土壤中造成二次污染。还有收割后的植物残体处理问题，如果不能及时处理，容易造成重金属从新回到自然环境中造成二次污染。

3.2 植物固定修复

利用某些特殊植物的吸收、络合、沉淀、分解、氧化还原等多种过程[5]，将土壤中的重金属进行固定，从而降低了土壤中重金属的迁移能力。防止重金属进入食物链和食物网，切断了重金属的传播途径，减少重金属对环境中其他生物的危害，保护了陆地生态系统的平衡与稳定。植物固定修复主要的问题是污染重金属仍在土壤中，只是通过植物暂时将重金属固定在土壤中，并没有完全去除。伴随着土壤环境的改变，可能导致这些植物无法继续对重金属进行固定，这些被释放的重金属从新回到了环境中造成二次污染[6]。

3.3 植物挥发修复

植物挥发修复是利用植物将土壤中的重金属吸收到体内后，先转化成气态形式，再通过蒸腾作用排到大气中的一种土壤修复技术。但是这项技术还不完善，植物挥发修复主要的问题是重金属并没有消失，毒性也没有减弱，只是从土壤来到了大气环境中，当这些重金属被雨滴所吸附或参与雨滴的形成，受到地球的重力作用而下落，随后又回到了土壤中，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，超富集植物体内的重金属含量通常很高；第二，一种超富集植物对不同重金属的富集能力不尽相同；第三，在重金属污染地能正常或超常生长，可以正常完成它的所有生命活动。最找提出利用超富集植物来进行土壤重金属修复的是美国科学家Chaney[7]。随后越来越多的科学家开始了这项研究，各种各样的超富集植物被陆续发现。

4.2 超富集植物试验成功的案例

铅是一种有毒的重金属，具有很高的延展性，已经发现的超富集植物主要有以下几种(表1)。

表1 常见铅超富集植物及其吸附特征

5 结论

因为植物修复技术具有绿色、环保、操作方便且基本不破坏土壤结构和环境的优势，所以该技术可能成为将来治理土壤重金属污染的主流。但是这项技术还存在许多问题，以后还要进行更加深入的研究。