植物在污染土壤的修复中的应用

植物在污染土壤的修复中的应用

植物修复是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害。植物修复的对象

是重金属、有机物或放射性元素污染的土壤及水体。研究表明，通过植物的吸收、挥发、根滤、降解、稳定等作用，可以净化土壤或水体中的污染物，达到净化环境的目的，因而植物修复是一种很有潜力、正在发展的清除环境污染的绿色技术。

土壤是陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层，是人类及众多生物赖以生存繁衍的物质基础之一。当进入土壤中的污染物超过土壤的自净能力，或污染物在土壤中的累积量超过了土壤基准值时，就会给生态系统造成一定的危害。近年来，随着工业化进程的加速，有机、无机的有毒有害物质对土壤环境的污染变得越来越严重，世界各国都面临着不同程度的土壤污染问题。对土壤造成污染的有毒有害物质主要有农药、重金属、石油等。据粗略统计，我国现有耕地1亿hm²。，其中受重金属污染的土地达到2000万hm²，受农药、化学试剂污染的农田达到6000多万hm²，污染程度达到了世界之最。植物修复作为生物修复中的一种重要类型，与传统的物理、化学修复方法相比，具有低耗费、治理效果明显、不易产生

副作用、资源可回收等特点。

植物修复污染土壤的机理

重金属植物对重金属的修复包括植物自身的吸收、运输以及植物的根际行为两方面的机制。①植物对重金属的吸收和富集，包括植物根系的吸收、植物向地上部分运输及在植物体内贮存。②植物的根际行为。植物根系由于生长发育和生理代谢活动，形成了一个不同于非根际的微生态系统，它是土壤、植物和微生物相互作用的场所，也是水分、养分和污染物进入植物体内的门户。

有机污染物有机化合物能否被植物吸收，并在植物体内发生转移，完全取决于有机化合物的亲水性、可溶性、极性和相对分子量。植物主要通过3种机制降解有机污染物：①植物从土壤中直接吸收代谢有机污染物。进入植物体内的一部分有机污染物会通过植物蒸腾作用挥发到大气中，但大多数有机污染物在植物的生长代谢活动中发生不同程度的转化或降解，被转化成对植物无害的物质(不一定对人畜无害)，储存在植物组织中，只有较少的一部分被完全降解、矿化成二氧化碳和水。②植物产生的酶可催化降解有机污染物。植物的根和茎本身具有一定的代谢活性，而且这些活性是可以被诱导的，植物释放到根际土壤的酶等根系分泌物可以直接降解有机污染物。③根际有机污染物的生物降解。根际是受植物根系活动影响的根土界面的一个微区，也是植物一土壤一微生物与其环境条件相互作用的场所。植物的根系分泌物中含有的糖类、有机酸、氨基酸等物质为微生物的生命活动提供了能源，使其聚集在根际区域，从而有利于根际有机污染物的降解。研究表明，植物根际的微生物数量比非根际区高几十倍乃至几百倍，微生物的代谢活性也比原土体高，从而提高了植物对环境中有机污染物的降解效率。

植物对污染环境的适应模式

长期生长于污染土壤中的植物对环境胁迫往往形成了三类适应模式，各自特点为:①抵御：与根际周围的各类真、细菌组成菌根，形成防御体系共同抵制外界污染物质的侵害。

②忍耐：无法构建防御体系，但可形成一定的忍耐特性，体内重金属含量高于普通植物，即使脱离重金属污染土壤仍能自然成活，称为富集植物。③利用：因为自身生理的需要，土壤中污染物质含量要达到一定数值才能成活，称为超积累植物。

植物修复的优点

适用污染因子广泛，不仅适合重金属，同时可治理有机物污染。从生态学角度看，有利于污染地生态恢复，美化环境。以太阳能为动力，成本低，适合大面积修复推广。尤其适于低浓度条件。不会引起二次污染，特别是不会对地下水构成污染。

植物修复技术研究中存在的问题

综上所述，利用植物修复污染土壤中重金属及有机污染物的研究取得了一定的进展，但该技术涉及植物学、土壤学、生态学、遗传学、环境学等多个领域，所以将植物修复应用到实际中还存在许多问题，主要表现在：已知的超积累植物多为野生型稀有植物，分布的区域性较强，并且常具有个体矮小、生物量低、生长缓慢等特点，所以修复治理效率低、周期长而难于满足商业要求；我国物种资源丰富，但目前发现的超积累植物比较少”。因此，可从我国丰富的杂草资源中进行筛选，寻找、培育和驯化有利于治理环境污染的超积累植物，从而满足实际应用的需要；土壤微生物活性、土壤本身的理化特性、污染区的气候地理条件等因素影响植物修复的有效性，且植物受病虫害袭击也会影响修复效果；大多数植物由于根圈范围有限，只能修复土壤浅层；根系供养不足的地区，根系发育不良，修复效果也降低。

虽然利用植物修复技术对土壤污染的治理还存在一些不足，但从发展前景来看，其具有较高的研究和实用价值，特别适合发展中国家采用。随着各方面研究的深入，植物修复技术在环境保护和污染治理领域必将得到更加广泛的推广和应用。