典型重金属污染土壤植物修复应用研究

王恒 牛双 叶红升 郑春雨 卢屿

摘   要：环境污染累积效应随着经济发展逐步显现，土壤污染因其关系到农产品质量安全和人居环境安全，与水污染和大气污染同步被列入污染防治“三大战役”。植物修复作为土壤重金属污染修复技术具备诸多优点。本文对植物修复进行了简单介绍，并对近些年国内开展的镉污染和砷污染土壤植物修复研究进行综述。

关键词：土壤  重金属  植物修复

中图分类号：X53                                    文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）10（b）-0109-02

万物土中生。土壤作为全社会可持续发展的物质基础，与人们的饮食健康、居住环境安全有着密切关系。我国土壤修复立法体系也随着“土十条”、土壤污染防治法等一系列政策法规的发布与实施逐步形成与完善。土壤修复市场也伴着全国对土壤污染防治的关注和土壤详查行动基本完成得到充分释放。我国目前治理土壤重金属污染常用技术方法有热脱附技术、抽提修复技术、淋洗修复技术、钝化/稳定化技术、客土法、吸附固定、植物修复等。其中，植物修复因其具有经济有效等特点作为我国科技部等六部委联合推荐土壤污染防治先进技术之一在全国重金属污染土壤修复应用中广泛应用[1]。

1  植物修复

植物修复技术设想第一次是由美国科学家在20世纪80年代提出，通过植物富集重金属的方式把土壤里的重金属污染减轻[2]。植物修复是指在重金属污染的土壤中种植具有特定功能的植物，此种植物对污染土壤污染中某种污染物质有富集累积的能力，通过植物收割后续处理后将污染土壤中的污染物清除土壤，进而实现土壤污染治理与修复的方法[3]。植物修复技术基本原理是通过植物及其根系周边共存的微生物体系吸收、降解、挥发或者转化环境中的污染物，从而达到降低或减轻环境污染的修复成效[4]。

重金属污染土壤植物修复技术依据修复作用过程与机理分为：植物提取、植物稳定、植物挥发。植物提取是利用富集植物吸收累积一种或多种污染物，把污染物质贮存到不同器官中，把富集后的植物收割带离污染土壤避免二次污染的过程，目前国内多数植物修复研究都是利用植物提取的原理。植物稳定是植物通过其根系累积和吸附作用，使得污染物质生物有效性、可移动性、降低的过程，从而降低污染物质对土壤环境和人体健康的影响。植物挥发是土壤中的可挥发性污染物被植物吸收后，被转化成气态物质，释放到大气环境里而降低土壤中污染物质含量的过程。

2  镉污染土壤植物修复技術

目前针对于镉污染土壤植物修复技术主要是植物吸收方面的研究。以往镉污染土壤植物吸收研究通过大量筛选实验中发现十字花科芸薹属植物印度荠菜对Cd有较强的富集累积特性[5]。以印度荠菜作为对照，苏德纯等发现某种荠菜型油菜溪口花籽茎叶秆等地上部分的总生物量、茎叶秆吸收Cd量和对污染土壤的净化率明显高于印度荠菜[6]。说明油菜溪口花籽具有作为Cd修复累积植物的能力。

已经发现可以累积富集Cd的累积植物包括十字花科、禾本科在内的十几科植物，某些能累积富集达到1000mg/kg以上，如宝山堇菜、东南景天、叶芽阿拉伯芥和天蓝褐蓝菜等[7]。

3  砷污染土壤植物修复技术

砷作为一种有毒非金属元素，因其特性与金属有某些类似，通常情况下按照金属元素方向研究。陈同斌等2002年首次发现蜈蚣草作为砷的富集累积植物，通过种植实验土壤中的砷污染修复效率能达到8%[8]。

蓉草也被应用于砷污染土壤植物修复研究中，经过四个月的生长，蓉草能提取砷的效率是130g/hm2[9]。

以往研究表明，目前已经发现几十种砷富集累积植物。对于砷的超富集植物筛选研究和其修复植物具体修复机理和机制不断深入。但多数研究还是在一定的相对理想条件下，对于砷的植物修复技术仍需要进一步从实际污染土壤不断开展研究与实践。

4  结语

植物修复技术随着不断研究深入而迅猛发展，筛选出新的针对不同重金属污染土壤的超富集累积植物一直是植物修复技术发展的关键因素。同时，对于植物修复技术与其他土壤污染修复技术联合应用以及如何利用近年来飞速发展的分子生物学和转基因技术提升植物修复技术发展都是值得探索的研究方向。

参考文献

[1] 科技部.关于发布土壤污染防治先进技术装备目录的公告[EB/OL].http：//www.most.gov.cn/tztg/201801/t20180102_137308.htm， 2018-01-02.

[2] Chaney， R.L. Plant up take of inorganic waste constituents. In： Parr， J.F.， Ed.， Land Treatment of Hazardous Wastes， NoyesData Corporation， Park Ridge， New Jersey， 1983.

[3] 王庆仁，崔岩山，董艺婷.植物修复-重金属污染土壤整治有效途径[J].生态学报，2001，21（2）：326-331.

[4] 周启星.污染土壤修复的技术再造与展望[J].环境污染治理技术与设备，2002，3（8）：36-40.

[5] Ebbs S D， Lasat M M， et al. Phytoextration of Cadmium and Zinc from a contaminated soil[J].J.Environ. Qual.，1997（26）：1424-1430.

[6] 苏德纯，黄焕忠.油菜作为超累积植物修复镉污染土壤的潜力[J].中国环境科学，2002，22（1）：48-51.

[7] 易泽夫， 余杏， 吴景. 镉污染土壤修复技术研究进展. [J].现代农业科技， 2014（9）： 251-253.

[8] Chen T B， Wei C Y， Huang Z C， et al. Arsenic Hyperaccumulator Pteris vittata L. and its arsenic accumulation.Chinese Science Bulletin， 2002，47（11）： 902-905.

[9] 杨国定. 污水灌溉与农业环境污染[J].农业环境保护， 1984（5）： 21-23.