淺析治理環(huán)境污染的綠色植物修復技術

楊學軍+鄭天才

摘要：指出了在治理污染物過程中，通常采用物理或者化學方法，但是會產(chǎn)生少量的污染物，并且經(jīng)濟效益不高。隨著科學技術的不斷發(fā)展，尤其是植物修復技術的發(fā)展，在污染物治理方面得到了廣泛的應用，相比其它治理方法，具有諸多優(yōu)點，并且不會產(chǎn)生不良效果。對植物修復有機污染物的原理以及植物修復技術在有機污染物中應用進行了簡要闡述。 與此同時，從植物萃取、根系過濾、植物固化以及植物蒸發(fā)等方面探討了植物修復金屬和放射性核素的機理及其在重金屬污染治理中的應用。

關鍵詞：植物修復；污染治理；有機污染物；重金屬

中圖分類號：X53

文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）14-0117-02

1 引言

近年來，社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，導致環(huán)境受到嚴重污染，對人們的日常生活具有不利影響，這種情況將會導致經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展受挫。現(xiàn)階段的環(huán)境污染主要是工業(yè)或者是人們?nèi)粘Ｉ罾斐?，為此治理環(huán)境污染，就需要對污染物治理引起高度重視?，F(xiàn)階段，通常利用化學、物理方法對污染物進行處理，但是在處理過程中，極易造成二次污染，最為主要的是所耗費的成本較高，尤其是對大面積低濃度的污染物更是難以處理。隨著科學技術的不斷發(fā)展，植物修復技術的出現(xiàn)，促使環(huán)境污染治理出現(xiàn)了春天，其主要應用在污染的水體與土壤治理當中，具有操作簡單、耗費成本少、不造成二次污染等優(yōu)點。關于植物修復技術應用原理主要是利用植物、微生物與環(huán)境的相互作用，從而清除、分解以及吸收環(huán)境污染物質(zhì)，進而恢復生態(tài)原有環(huán)境。

2 植物修復技術在廢水治理中的應用

2.1 植物修復有機污染的一般原理

關于有機污染采取植物技術修復原理主要包括三方面的內(nèi)容，分別是積累作用、降解轉(zhuǎn)化作用以及催化作用。①積累作用，主要是植物將有機污染物加以吸收，并且在植物體內(nèi)加以保存，從而使得污染物得到有效的分解；②降解轉(zhuǎn)化作用，主要是現(xiàn)階段土壤當中，富含了有機污染物（主要包括農(nóng)藥、油等），植物將其吸收進入體內(nèi)，通過植物內(nèi)部組織對污染物加以分解，并且儲存在植物組織當中，或者是通過植物的光合作用，促使環(huán)境污染物得以全部分解為二氧化碳以及水；③催化作用，主要是充分發(fā)揮植物根系分泌特定的分泌物作用（酶、蛋白質(zhì)、糖類、有機酸、酚等），從而使得土壤中有機污染物得以分解，并且將分解物提供給植物為養(yǎng)料，促進植物生長，在植物生長的情況下，分泌物增多，從而有助于加速有機污染物的分解[1]。諸如在美國生長的一種桑葚（Morusrubra L.），該植物根系就能夠分泌一種多酚物質(zhì)，能夠加快聚氯聯(lián)苯（PCB）的細菌生物的分解；再比如葫蘆科植物，該植物根系就能夠分泌出蛋白質(zhì)，值得注意的是該種蛋白質(zhì)與一般蛋白質(zhì)具有本質(zhì)的區(qū)別，其中含有氯芳香性物質(zhì)TCDD，能夠促進微生物的分解，并且一直以溶解狀態(tài)呈現(xiàn)在人們面前。一種植物用于環(huán)境污染治理，通常情況下是特定的植物，并且其發(fā)揮的作用也是不盡相同。

2.2 植物修復技術在富營養(yǎng)化水體及有機污染治理中的應用

隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，我國工業(yè)污染水以及人們?nèi)粘Ｉ钗鬯罅颗湃牒串斨校偈刮覈闯霈F(xiàn)富營養(yǎng)化情況，或者是造成嚴重污染。根據(jù)有效調(diào)查數(shù)據(jù)顯示污染的湖泊高達90 %，造成湖泊水體富營養(yǎng)化的主要化學元素包括N、P元素[2]。為使湖泊水體富營養(yǎng)化得到有效的治理，現(xiàn)階段，國家采用植物修復技術的主要方式是利用特定植物的修復功能。目前在全球范圍內(nèi)使用最多的有鳳眼蓮（Eichhotmia crassipes Somis）、喜旱蓮子草（A l-ternanthera philoxeroides）以及水浮蓮（Pistia stratiotes L.）等植物。諸如荷蘭某廠在治理生活污水時，主要采用的是香蒲以及水浮蓮，通常情況下，是保持10 d停留時間之后，將可以得出一串數(shù)據(jù)，BOD5的去除率為79 .8%，N元素去除率高達95 %，大腸桿菌去除率高達98 %。除此之外，存在少數(shù)國家，諸如日本就采用寬葉香蒲進行生活污水的治理，該種方式的治理通常情況下需要保持24 d，才能確保處理效果[3]。總而言之，在對富營養(yǎng)化的水體進行處理時，通過植物修復技術進行水體的凈化，不僅僅能夠美化環(huán)境，還能夠有效促進經(jīng)濟效益的增長。

3 植物修復技術在重金屬污染治理中的應用

3.1 植物修復治理重金屬污染的機理

現(xiàn)階段，環(huán)境污染物主要包括化合物以及金屬污染。金屬污染的治理不同于化合物污染治理，化合物的治理主要通過植物的降解，從而實現(xiàn)污染物的消除，但是金屬元素以及放射性核素造成的污染治理就不同于有機污染物，該種污染治理主要通過一種形態(tài)轉(zhuǎn)化成為另一形態(tài)，或者是進行金屬元素的擴散遷移，從而使得其發(fā)揮的作用實現(xiàn)逐步降低[4]。目前，通過植物修復技術治理重金屬，主要方式包括四種類型，分別是植物富集、根系過濾、植物固化以及植物蒸發(fā)。①植物富集，該種方式主要是利用植物將重金屬進行積累在植物內(nèi)部，或者是將土壤當中超出部分的重金屬通過植物根系加以分割，從而使得重金屬污染得到有效的治理；②根系過濾，該種方式治理重金屬污染，主要是利用耐重金屬植物，或者是超積累植物促使重金屬的活性得到有效的降低，從而使得重金屬難以滲透到地下水或者是進入食物鏈當中；③植物固化，該種治理方式，主要是通過超積累植物或者是耐重金屬植物，不斷吸收污水當中的有毒重金屬，并且將其沉淀以及富集在植物根部；④植物蒸發(fā)，該種方式主要通過植物根系對土壤當中極易揮發(fā)的重金屬加以吸收，諸如汞、硒等，植物在吸收易揮發(fā)重金屬之后，利用蒸騰作用通過葉片將金屬蒸發(fā)，從而使得土壤中的金屬污染得到有效的處理[5]。值得注意的是植物在修復環(huán)境時，任何一種的修復方式的修復效率，主要取決于植物特性。

3.2 植物修復技術在重金屬污染治理中的應用

在上述分析中，從中可以了解到重金屬治理方式與有機污染物的處理方式完全不同，其主要通過轉(zhuǎn)化，或者是積累方式。為此，在重金屬污染治理過程中，通常情況下是利用超積累植物，該種植物主要的特點便是能夠?qū)χ亟饘倬哂泻軓姷慕舛竞头e累能力。在英國Baker等人首次進行了田間試驗，并且對實驗結(jié)果進行了深入的研究，該項研究主要針對的是鋅污染土壤，實驗結(jié)果表明土壤中含鋅 444 μg/g 時，采用超積累植物（T.caerulescens）加以吸收，將會發(fā)現(xiàn)田間鋅含量是土壤中16倍，同非超積累植物蘿卜（Raphnus satinus）相比，含鋅量比為1∶150，從這一數(shù)據(jù)就可以得出T.caerulesens 從土壤中吸收的全鋅量為30.1 kg/hm²。此外，植物在治理放射性核素方面，同樣具有較好的效果，通常情況下，在植物種植3個月之后，就可以使得土壤137Cs 放射性強度減少3 %。根據(jù)報道，在1986年切爾諾貝核電站發(fā)生了放射性元素的泄露，造成大面積土壤受到污染，在當時主要采用紅根莧植物進行修復，并且取得了良好的效果[6]。此外，我國的周風帆早在1989年就對鳳眼蓮凈化放射性核素60Co、65Zn、137Cs進行了深入的研究，從研究結(jié)果來看，鳳眼蓮對放射性核素具有較強的選擇性吸收，并且相對而言，吸收度快，尤其是對鈷與鋅的吸收率很高，分別高達97%與80 %，并且能夠?qū)⑵溟L時間存儲在植物體內(nèi)，從而有助于環(huán)境污染的治理。

4 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，環(huán)境遭到了嚴重的污染，不利于經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，這就需要有關部門重視環(huán)境污染治理?；瘜W方法以及物理方法進行治污，極易造成二次污染，并且所需成本較高，不利于經(jīng)濟效益的提升。植物修復技術的應用，不僅僅是一條生物學的、綠色的凈化途徑，還是一種有效的、廉價的綠色技術。兩種治污技術進行比較，植物修復技術具有技術以及經(jīng)濟的優(yōu)越性。目前植物修復技術在全世界治污當中得到了廣泛的應用，但是由于實踐起步較晚，存在經(jīng)驗不足等情況，為此還需要進行深入探究，從而促使其得到進一步的推廣應用。

參考文獻：

[1]王慶海，卻曉娥.治理環(huán)境污染的綠色植物修復技術[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報，2013（2）：261～266.

[2]劉福興，宋祥甫，鄒國燕，等.農(nóng)村面源污染治理的“4R”理論與工程實踐——水環(huán)境生態(tài)修復技術[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2013（11）：2105～2111.

[3]范 陽.根際促生菌強化植物修復技術治理重金屬污染[J].邊疆經(jīng)濟與文化，2014（4）：171～172.

[4]黑 亮.植物修復技術治理土壤重金屬污染的機制研究進展及其應用前景[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2014（18）：39～40，77.

[5]何明珠，胡天光，程斌讓，等.干旱區(qū)尾礦污染環(huán)境的植物修復技術研究進展[J].中國沙漠，2014（5）：1329～1336.

[6]陳青春，陳 平.植物修復技術在環(huán)境污染治理的應用現(xiàn)狀[J].污染防治技術，2016（2）：59～62，69.