重金属污染土壤的植物修复技术探究

来源:用户上传      作者:

　　摘要：近年来，在我国日益严格的环保政策的影响下，我国的整体环境状况得到了较大的改善。然而我们也应该清晰的看到，当前我国的环境污染问题依然较为严重，其中土壤重金属污染现象就是其中之一。针对土壤重金属污染问题，植物修复技术是十分重要的一个手段，其能够通过吸收和转化土壤中的重金属，进而降低重金属对土壤的污染程度。因此文章重点就重金属污染土壤的植物修复技术展开相关分析。
　　关键词：重金属;污染土壤;植物修复
　　中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）04-00-02
　　Abstract： In recent years， under the influence of China’s increasingly strict environmental protection policies， China’s overall environmental conditions have been greatly improved. However， we should also clearly see that the current environmental pollution problem in China is still relatively serious， and soil heavy metal pollution is one of them. For the problem of soil heavy metal pollution， phytoremediation technology is a very important means to reduce the pollution of heavy metals to the soil by absorbing and transforming heavy metals in the soil. Therefore， the article focuses on the phytoremediation technology of heavy metal contaminated soil.
　　Key words： Heavy metals; Contaminated soil; Phytoremediation
　　1 土壤重金屬污染的相关内容阐述
　　1.1 土壤重金属污染的特点
　　伴随着我国工业化水平的日渐提升，重金属污染现象却日趋严重，众多具有毒性的重金属在土壤的表层残留，且这些毒性重金属难以得到有效降解，被污染过的土壤也无法得到恢复。虽然重金属污染土壤之后，土壤自身并无多大变化，但是残留在土壤之中的毒性重金属会被植物吸收，进而通过食物链进入到人类和动物的体内，直接威胁到人类和动物的生命安全。因此重金属属于影响生态系统的重要污染物。
　　1.2 土壤重金属污染的传播
　　土壤被重金属污染的途径较多，归结起来主要有农药、肥料、矿山开采以及大气沉降几个方面。现阶段，工业废气以及汽车废气等直接排放到大气中，其中包含的重金属会通过大气沉降而转移，进而对土壤产生污染。同时，在农业生产中，有时候会选用污水进行灌溉，这种做法也十分容易引起土壤中的重金属富集。据相关统计资料显示，由于污水灌溉而导致的重金属污染面积高达1000多万亩。此外，农业生产过程中，过量使用农药化肥，同样会导致土壤之中的Hg等重金属超标，且农业愈发达，这种污染问题就会愈发严重。因此利用植物修复来降解土壤中的重金属，中和重金属产生的毒性就十分必要。
　　2 植物修复的原理
　　植物修复技术诞生于20世纪80年代，是一种生物学技术。同时伴随着分子生物学的快速发展，能够和重金属进行有效结合的肽分子被研发出来并得到广泛应用。植物细胞之中的细胞壁能够束缚住入侵的重金属离子，且一旦重金属侵入到植物体内后，将会产生一种MTs，植物体内蕴含的具备特殊能力的蛋白质能够将重金属离子放入到一些液泡中。此外，另外一部分重金属离子会跟随着水分缓慢流入到地面之上，使得回收再利用重金属成为了可能。目前植物体内较为常用的蛋白质主要有MTs和PCs。植物修复技术主要是借助绿色植物来吸收、降解土壤中的污染物，进而实现对土壤的修复作用。现阶段，我国研究的修复技术主要是对土壤进行修复，其中超富集植物对于土壤的修复作用是普通植物的20万倍左右，利用这些植物，能够将土壤中的一部分重金属吸收出来，切实降低土壤中的重金属含量，这也是当前国际上面应用的最为前沿的植物修复技术之一。目前，农业生产中，农药的大量使用，既会污染到植物的生存环境，也会导致土壤中的重金属超标，一些有机物能够在一定程度上吸收和降解土壤中的部分污染物，然其自身也会产生一定的污染物。因此，需要重点对这些有机物进行研究分析，对其进行收集，并借助植物技术方法来降解重金属。可以说，植物修复土壤是处置重金属污染的重要途径，有利于保护生态环境，也是当前学界重点研究的热门话题。
　　3 重金属污染土壤植物修复技术
　　这一项技术主要指的是将植物的系统以及根系等进行移除，以促使土壤之中的重金属得以快速挥发，对其毒性进行一定的降解，合理清除污染，实现对土壤的恢复和治理的目的。对于重金属污染土壤植物修复来说，可以运用的方法较多，诸如机械处理填埋方法、化学方法、生物修复方法等等，均能起到相应的修复效果。同时，重金属污染土壤植物修复技术的优点也十分突出，其成本相对较低，对于环境的影响较小，既能够将土壤之中富含的重金属进行降解和清除，还可以对周边的大气污染以及水体污染等产生积极作用，美化作用也十分凸显。此外，重金属污染土壤植物修复工作中，能够为土壤增加有机质和肥力，有助于农作物的生长。尽管重金属污染土壤植物修复技术的优势十分显著，然其也存在一定的局限性。由于其需要针对不同污染状况，重金属种类等，选择适宜的生态植物。若土壤之中的植物积累量超过了限定的数值，也会威胁到污染较轻的土壤。一般而言，一个植物只能吸收1-2种重金属元素，而无法清除土壤之中包含的其他多种重金属，使得重金属的去除效果难以达到最佳状态。在实际运用过程中，既存在一定的污染现象，还发挥不好重新活化作用。 　　4 植物修复技术的强化措施
　　正是由于植物修复技术存在一定的局限性，才使得其强化措施不断深入研究，目前化学调控技术、基因工程技术和农艺调控技术等是最为有效的三种强化措施，进一步提升了植物修复技术的效果。
　　4.1 植物修復的性能强化
　　第一，作物育种技术。随着科技水平的不断提升，人们不仅要从作物中获取资源，还应该不断更新栽培技术，积极运用育种技术来促使作物性状的改变。栽培技术多应用在野生植物培养过程中，以便于实现资源的最大化利用。当野生植物成熟时，难以进行栽培处理，此时可以人工进行选育，降低种子的休眠期，促使种粒更强。由此可见，利用作物育种技术，能够进一步优化概述植物性能，提升栽培管理水平。第二，化学强化技术。将一定的叶面化学试剂进行投放，能够适当调节植物的生育状况。一般来说，化学试剂主要分为两大类，一类为无机营养型、腐殖酸型;另一类是植物生长调节剂。在化学试剂的调节下，可以提供给植物更加充分的营养物质，确保植物的健康生长，提升植物的抗病能力。第三，微生物制剂。据相关研究显示，部分真菌能够有效吸收植物中的重金属，进一步提升植物的吸收能力。因此将微生物制剂引入到植物修复领域中，将真菌和植物根系进行有效结合，能够进一步提升植物的修复效率。此外，微生物复核制剂也是十分有效的一种措施。其将植物根部和真菌进行结合，形成一定的微生物区系。
　　4.2 植物修复的技术强化
　　第一，对于污染土壤的重金属进行活化。土壤之中的重金属包含的有机物和无机物不能融合，进而在土壤表面残留，最终被植物吸收。通过重金属活化措施的应用，能够将土壤之中的重金属进行进一步释放，增加土壤中的重金属的浓度，从而提升植物的修复效果。诸如整合剂的合理运用。不过该方法弊端也十分显著，一旦将土壤之中的重金属的浓度提升后，若植物的吸收条件有限，可能导致二次污染。因此运用整合剂时，务必要做好风险评价工作。第二，强化污染土壤的翻耕和整平。开始播种前，若土壤污染情况较轻，则可以利用机耕工具对土壤进行翻耕，若污染情况较为严重，则需要利用特殊装置，进一步翻耕土壤表面根系分布密集的区域，进一步提升修复效果。播种时适宜采取撒播的方式，确保植物根系和重金属的接触面积进一步扩大。植物生长时，及时进行土壤搅动，确保植物根系的稳定生长和发育。第三，植物修复过程中，水肥务必要符合要求。一般来说，当植物较为富集时，需要增加生物量，以此来提升植物修复效率，防止其出现浪费现象。应熟知植物生长习性，做好水肥工作，合适就好，不能过量，以此来提升生物量，确保植物的稳定生长。
　　综上所述，现如今，重金属污染土壤的现象十分严峻，其形成原因众多，处置难度较大，且污染面积愈发扩大。此时积极引进重金属污染植物修复技术是十分必要的，利用植物修复功能，将土壤中的重金属进行降解、吸收和清除，降低对土壤的污染。同时由于植物修复技术存在一定的局限性，还需要不断研究其强化技术，不断提升植物修复技术的修复能力，才能实现科学有效的保护环境。
　　参考文献
　　[1]魏树和，徐雷，韩冉，窦薛楷，杨微.土壤重金属污染的电动-植物联合修复技术研究进展[J].南京林业大学学报（自然科学版），2018（11）.
　　[2]程坤.黑麦草、香樟及外源吲哚乙酸修复镉污染土壤研究[D].南昌：南昌工程学院，2018.
　　[3]曾彩明，邓杰帆，杨国义.重金属污染土壤植物联合修复技术探讨[J].广东化工，2017，44（20）：121-122.
　　[4]王琪，王佳旭.植物修复技术在土壤重金属污染中的研究进展及应用[J].环境与发展，2017，29（07）：87+93.
　　收稿日期：2019-01-22
　　作者简介：程益锋（1987-），男，汉族，本科学历，工程师，研究方向为污水和固废处理方向的设计。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14946702.htm