楊波

【摘 要】土壤重金屬污染嚴重威脅人類的健康狀況，是人們迫切解決的污染問題。本文闡述了植物修復重金屬污染的原理、優(yōu)點，以及對重金屬污染土壤的植物修復法發(fā)展趨勢的簡析。

【關鍵詞】重金屬污染；土壤；植物

1.土壤中的重金屬污染

土壤中的重金屬污染系指由于人類對礦產資源的大量開采、冶煉，對城市垃圾的隨意堆放，對化肥、農藥的不當使用，對化工、電鍍、染料等輕工業(yè)所產“三廢”的肆意排放等活動，使重金屬從液相中以原子、離子及化合物等形式直接侵入土壤，從氣相中以吸附、自由沉降及降水等方式落入土壤，從固相以風化、遷移等方式滲入土壤，最終在土壤中富集，使得土壤中的重金屬含量過高，從而造成生態(tài)環(huán)境破壞及質量惡化的現象。近些年來，隨著工農業(yè)的大力發(fā)展，重金屬不斷地在土壤中富集，尤其是Hg、Cu、Zn、Ni、Cd、Pb、Cr和As等有毒重金屬進入耕地，引起的耕地重金屬污染，重金屬會通過農作物的富集轉化作用而在農作物體內得到富集，人類通過直接或間接地采食農副產品使重金屬進入人體并得到富集，從而嚴重威脅人體的健康。

2.植物修復法的概念

植物修復（phytoremediation）系指利用植物吸收、降解、揮發(fā)、根濾、穩(wěn)定、泵吸等作用，使污染物得到遷移、轉化或固定，從而使污染物得到固定收集以減輕危害，或使污染物轉化為毒性較低的化學形態(tài)方便收集治理【1】。重金屬污染土壤植物修復法包括植物提取、植物固定、植物揮發(fā)、植物促進和根際過濾。

3.植物修復法的原理

3.1從植物整理解。植物修復重金屬污染的土壤的原理系指利用植物根系的選擇性吸收、轉運和富集重金屬的能力，使重金屬在植物體內富集和存儲；通過植物體本身的生物轉化和降解重金屬的能力，使重金屬由高毒性轉變?yōu)槎拘暂^低的形態(tài)方式，從而使得土壤中重金屬的含量的得到有效的降低。

3.2從細胞成分理解。在植物細胞膜上有一種專門轉運重金屬的蛋白質，其中有一部分蛋白質是負責轉運生命所必須的中重金屬進入細胞，這一部分蛋白質叫做重金屬的吸收蛋白；另一部分蛋白質是負責將細胞中過量的或有毒害作用的重金屬反向運出細胞，這部分蛋白質叫做排出蛋白。因為植物細胞有這兩種蛋白的存在，所以某些植物對某些重金屬就有忍耐和超量積累的能力。利用這些植物的這種特殊能力對土壤進行重金屬的污染修復，降低重金屬在土壤中的含量。

3.3從具體技術理解

①植物提取（phytoextraction）系指在受重金屬污染的土壤上種植植物，重金屬通過植物的根部吸收被轉移到植物體內，并儲存在植物的地上部分，通過收割植物地上部分，防止重金屬以生物循環(huán)的方式再次進入土壤，從而降低土壤中重金屬濃度的技術。這種技術所收割的植物方便集中處理，并且可對重金屬進行提煉回收，讓其資源化。這種技術也是目前研究最有發(fā)展前景的技術，因此這也是深受廣大研究著喜愛的研究技術。

②植物固定（phytostabilization）系指通過植物根系的生理代謝物使金屬物得到固定或者轉化為無毒性低毒性的化學形態(tài)，部分易揮發(fā)的化學形態(tài)的重金屬則被直接分離出土壤而進入大氣中，其中包括分解、化合、螯合、沉淀、吸附、氧化還原等多個物理化學過程的轉化。此方法可以有效地減少重金屬在土壤中隨水體的遷移轉化量，及土壤中重金屬進入食物鏈的遷移轉化量。

③植物揮發(fā)（phytovolatilization）系指利用植物所分泌的酶將重金屬轉化為易揮發(fā)的狀態(tài)使其揮發(fā)，或者是通過植物的蒸騰作用將易揮發(fā)的重金屬從土壤中運送到植株的地上部分揮發(fā)到大氣中去。此方法可以降低土壤重金屬的危害，但是可能會帶來一定程度大氣中金屬的污染。

④植物促進（phytostimulation）系指植物體釋放生理代謝產物，刺激微生物和真菌生理活動，使它們在重金屬的固定、揮發(fā)、氧化還原等過程中發(fā)揮作用，進而固定，降解或低毒化土壤中的重金屬或有機污染物。

⑤根際過濾（rhizo-filtration）系指植物根系利用吸附、螯合、濃縮、沉淀等作用將重金屬從土壤或污水中分離并富集在植物的根系或根系周圍的土壤的技術，這種技術能減少重金屬的污染的擴散。

4.植物修復法的優(yōu)點

植物修復法主要有以下優(yōu)點

①植物修復法是主動地修復被污染土壤，不需要對土壤進行搬運轉移，和傳統(tǒng)方法比較具有節(jié)約人力、物力和財力，不破壞土壤的原始結構，不影響土壤微生物圈的穩(wěn)定等優(yōu)點。

②通過植物修復法使重金屬在植物體的富集和儲存，人們可以通過對植物的收割采集，并進一步對采集植物中的重金屬進行富集、固定和無害化處理等不不同的處理方法，也可以通過冶煉技術回收重金屬，使其資源化，不僅減少了重金屬二次污染的危險性，而且還帶來了一定的經濟效益。

③植物修復法在修復土壤時不僅不破壞土壤環(huán)境，還能一定程度上改善周邊的環(huán)境，提高空氣的質量，預防水土的流失，豐富生物的多樣性等生態(tài)功能。并且保存了土壤的肥力，修復完成之后，土壤便可作為耕地使用。

④植物修復法的適用范圍廣，可以單一的重金屬污染進行治理，也可以對多種重金屬的復合污染進行治理。機動性強，可對小范圍的重金屬污染進行治理，也可對大面積的重金屬污染進行治理。方便人為的污染治理操作和總體的污染控制。

⑤若使用遠離食物鏈的經濟植物對土壤進行重金屬污染修復，不僅能夠治理土壤的重金屬污染，而且能獲得一定的植物資源、能源，從而創(chuàng)造一定的經濟效益。

5.植物修復法的發(fā)展趨勢

重金屬污染的植物修復法基于以上幾個有點，我們應大力的發(fā)展，積極地研究相關技術，并切實進行實際的污染治理。在治理的同時還要預防重金屬的二次污染，是重金屬污染得到有效的控制。

6.結束語

植物修復法本身就具有一定的局限性，例如植物修復對土壤的自然環(huán)境有一定的要求，并且植物修復重金屬是具有專一性的，這些植物只對一種或幾種特定的重金屬具有吸附和富集的作用。因此，在對待污染時，我們應比較各個方法的優(yōu)勢，綜合考慮，選擇最有適合的方法。

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