高生物量經(jīng)濟(jì)植物修復(fù)重金屬污染土壤研究進(jìn)展

賈偉濤，呂素蓮，林康祺，馬茂華，吳勝軍，湯葉濤，仇榮亮，李銀心

1 中國(guó)科學(xué)院植物研究所 植物分子生理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100093

2 中國(guó)科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院，重慶 400714

3 中山大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 廣東省環(huán)境污染控制與修復(fù)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510006

隨著近年來(lái)我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，重金屬污染已經(jīng)成為土壤污染中備受關(guān)注的公共問(wèn)題之一。2005–2013年，國(guó)家環(huán)境保護(hù)部和國(guó)土資源部聯(lián)合開(kāi)展的全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查顯示，在所有抽查的點(diǎn)位中，有16.1%的點(diǎn)位土壤遭受了不同程度的污染，而以鎘 (Cd)、汞 (Hg)、砷 (As)、銅 (Cu)、鉛 (Pb)、鉻 (Cr)、鋅 (Zn)和鎳 (Ni) 8種重金屬污染為代表的無(wú)機(jī)污染類(lèi)型，占全部超標(biāo)點(diǎn)位的82.8%[1]。Zhang等[2]總結(jié)已發(fā)表的 465篇涉及全國(guó)農(nóng)業(yè)用地重金屬污染率的文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，農(nóng)用地的Cd污染率最高，達(dá) 7.75%，其余依次為 Hg(3.65%)、Cu (3.01%)、Ni (2.88%)、Zn (2.09%)、As (1.54%)，Pb (0.96%)和 Cr (0.60%)；進(jìn)一步分析認(rèn)為采礦、冶煉、工業(yè)、污水灌溉、城市化發(fā)展和化肥的大量使用是導(dǎo)致農(nóng)業(yè)用地重金屬污染的主要原因，總計(jì)造成約 10.18%的耕地遭受重金屬污染，最終導(dǎo)致約13.86%的糧食生產(chǎn)受到影響。Yang等[3]分析前人文獻(xiàn)涉及的全國(guó)402個(gè)工業(yè)用地和1 041個(gè)農(nóng)業(yè)用地重金屬污染狀況，認(rèn)為Cd、Pb和As污染相對(duì)嚴(yán)重，是需要優(yōu)先控制的3種重金屬；礦區(qū)和作物種植區(qū)分別是工業(yè)用地和農(nóng)業(yè)用地中首要控制重金屬污染的地區(qū)。據(jù)估計(jì)，我國(guó)農(nóng)用地鎘含量將以平均每年 0.004 mg/kg的速度增加，遠(yuǎn)高于歐洲0.000 33 mg/kg的增速[4-5]。有調(diào)查顯示，產(chǎn)自湖南礦區(qū)污染土地的水稻籽粒中Cd、As和Pb的含量均超過(guò)了國(guó)家食品標(biāo)準(zhǔn)；來(lái)自貴州汞礦區(qū)和冶煉區(qū)的水稻，籽粒中也含有非常高的甲基汞 (高毒性汞的存在形式)[6-7]。由以上可以看出，我國(guó)依然面臨比較嚴(yán)重的重金屬污染，如何有效治理重金屬污染土壤是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

傳統(tǒng)的重金屬污染土壤治理方法主要以物理和化學(xué)方法為主。物理方法是利用工程手段，將土壤中的重金屬稀釋、去除和分離，以降低其對(duì)土壤環(huán)境的毒害作用。物理修復(fù)技術(shù)主要包括客土、換土、深耕翻土、土壤淋洗和電動(dòng)修復(fù)等方法[8-10]。化學(xué)方法一般是通過(guò)加入化學(xué)試劑或材料改變重金屬的賦存形態(tài)，降低重金屬的有效性，但實(shí)質(zhì)上并未將其從土壤中去除。如化學(xué)沉淀法、氧化還原法和化學(xué)浮選法等[8-10]。這些方法成本高，易造成二次污染，對(duì)土壤結(jié)構(gòu)也有損害，比較適合小面積污染土壤的治理[11]。近年來(lái)，植物修復(fù)作為一種相對(duì)新興的土壤污染治理技術(shù)，因其成本低、對(duì)環(huán)境友好以及可大規(guī)模原位修復(fù)等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用[8]。本文在總結(jié)植物修復(fù)研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹了高生物量經(jīng)濟(jì)植物在重金屬污染土壤修復(fù)中的研究進(jìn)展，并提出改善重金屬污染土壤修復(fù)效率的可能途徑，為利用高生物量經(jīng)濟(jì)植物修復(fù)重金屬污染土壤提供參考。

1 植物修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展

植物修復(fù)是指利用植物去除大氣、水體和土壤中污染物的過(guò)程[12]。根據(jù)植物對(duì)污染物的作用方式，可分為植物固定 (Phytostabilization)、植物揮發(fā) (Phytovolatilization)、植物過(guò)濾 (Phytofiltration)和植物提取 (Phytoextraction) 等類(lèi)型[11]。植物固定主要針對(duì)一些重金屬污染的土壤，利用植物降低土壤中有毒金屬的遷移率，從而使重金屬遷移到地下水或食物鏈的可能性降低。如印度芥菜和香根草可以使Pb從有效態(tài)向殘?jiān)鼞B(tài)轉(zhuǎn)化，降低土壤中Pb的有效性，減少重金屬Pb對(duì)土壤的危害[13]。植物揮發(fā)是利用植物吸收土壤中的污染物，然后將其轉(zhuǎn)化成揮發(fā)性物質(zhì)釋放至大氣中。如土壤中的硒、汞和有機(jī)溶劑如四氯化碳和三氯乙烷可以使用植物揮發(fā)去除[14]。植物過(guò)濾主要是指利用植物吸收、沉淀和富集水體中的污染物的過(guò)程。如水馬齒Callitriche stagnalis、浮葉眼子菜Potamogeton natans、篦齒眼子菜Potamogeton pectinatus可以從水中過(guò)濾鈾[15]。植物提取是利用植物提取重金屬污染土壤或水體中重金屬，進(jìn)而通過(guò)收獲植株達(dá)到去除土壤中重金屬的目的。如蜈蚣草Pteris vittataL.可以富集As，龍葵Solanum nigrumL.和東南景天Sedum alfrediiHance可以富集Cd等[16-18]。利用植物修復(fù)重金屬污染土壤具備很多優(yōu)勢(shì)：原位修復(fù)，對(duì)環(huán)境友好；能徹底清除土壤中重金屬，改良土壤；對(duì)土壤理化性質(zhì)擾動(dòng)小，減少二次污染；成本低，操作簡(jiǎn)單，適合大規(guī)模應(yīng)用等[19]。

目前用于重金屬污染土壤修復(fù)的植物多為超富集植物。根據(jù)Baker等在1983年提出的超富集植物 (Hyper-accumulator) 判定標(biāo)準(zhǔn)，把植物葉片或地上部干重含Mn、Zn達(dá)到10 000 μg/g，Cd達(dá)到100 μg/g，Pb、Cu、Cr、Co 和 Ni等達(dá)到 1 000 μg/g及以上，且轉(zhuǎn)移系數(shù)大于1的植物稱(chēng)為相應(yīng)元素的超富集植物[20]。如Cd和Zn的超富集植物東南景天，As的超富集植物蜈蚣草等。雖然超富集植物吸收重金屬的能力很強(qiáng)，但在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在很多問(wèn)題。如超富集植物生長(zhǎng)速度慢、生物量小、不利于機(jī)械化作業(yè)；超富集植物多為野生植物，對(duì)環(huán)境條件要求高，適應(yīng)性較差，在不同區(qū)域引種應(yīng)用困難；經(jīng)濟(jì)效益低，難以調(diào)動(dòng)農(nóng)戶(hù)積極性[21-22]。近年來(lái)有人提出用生物量高的非超富集植物來(lái)修復(fù)重金屬污染的土壤。與生物量小的超富集植物相比，這些植物雖然吸收重金屬的能力比較低，但生物量高，總體從土壤中提取重金屬的能力可能會(huì)更強(qiáng)。已有研究表明，在同等條件下，高生物量的非超富集植物煙草對(duì)鎘的提取量，是印度芥菜和超富集植物遏藍(lán)菜對(duì)鎘提取量的4倍左右，是向日葵對(duì)鎘提取量的13倍，從而說(shuō)明利用高生物量非超富集植物修復(fù)重金屬污染的土壤的可行性[23]。

2 高生物量經(jīng)濟(jì)植物修復(fù)重金屬污染土壤研究進(jìn)展

高生物量的經(jīng)濟(jì)植物一般指一些生物量高并具有經(jīng)濟(jì)效益的非超富集植物。該類(lèi)植物一般具有生長(zhǎng)速度快、生物量大和經(jīng)濟(jì)效益高等特點(diǎn)。主要包括一些能源植物、經(jīng)濟(jì)作物和木本植物。如甜高粱Sorghum bicolor(L.) Moench、麻瘋樹(shù)Jatropha curcasL.、柳枝稷Panicum virgatumL.、芒草、麻類(lèi)作物、楊樹(shù)PopulusL.和構(gòu)樹(shù)Broussonetia papyrifera等。

甜高粱屬于禾本科 C4植物，為粒用高粱的一個(gè)變種。甜高粱株高可達(dá) 2–5 m，每公頃收獲3 000–6 000 kg種子，45 000–75 000 kg莖稈。甜高粱莖稈含糖量豐富，糖錘度一般為16%–22%，每公頃產(chǎn)糖量約6 000–9 000 kg；纖維素含量為12%–20%，折合每公頃產(chǎn)纖維量為9 000–15 000 kg[24-27]。甜高粱生育期短，抗逆性強(qiáng)，是優(yōu)良的生物質(zhì)能源植物。已有研究表明高粱是一種能有效吸收重金屬的作物[28]。在小麥、玉米和高粱3種糧食作物中，高粱對(duì)重金屬Cu和Cd的耐受性最強(qiáng)，在單獨(dú)Cd處理下高粱對(duì)Cd的吸收量也最高[29]。余海波等[30]在典型復(fù)合污染農(nóng)田開(kāi)展了能源植物甜高粱、甘蔗Saccharumspp.、香根草Vetiveria zizanioidesL.和鹽膚木Rhus chinensisMill.的種植示范研究，發(fā)現(xiàn)在經(jīng)石灰和磷礦粉改良后的重金屬污染農(nóng)田，甜高粱、甘蔗、香根草的生物量有所降低，但甜高粱和甘蔗汁液總糖和還原糖含量并沒(méi)有明顯變化，并且整個(gè)示范區(qū)甜高粱平均單產(chǎn)63.5 t/hm2，甘蔗的平均單產(chǎn)為45 t/hm2，經(jīng)估算，單位面積甜高粱生物乙醇產(chǎn)量為甘蔗的2倍，表明甜高粱在修復(fù)重金屬污染土壤中具有很大優(yōu)勢(shì)。研究表明，(甜) 高粱積累鎘的部位主要在根部，因此促進(jìn)鎘從根向地上部分轉(zhuǎn)移是提高 (甜)高粱對(duì)鎘吸收能力的關(guān)鍵[31]。此外，不同 (甜) 高粱品系對(duì)鎘的耐受、吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)能力存在很大差異，而根的吸收、細(xì)胞壁的結(jié)合、內(nèi)皮層的阻隔以及木質(zhì)部裝載等可能在甜高粱吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)鎘的過(guò)程中發(fā)揮重要作用[32-33]，可考慮作為今后重點(diǎn)關(guān)注的方向。利用能源植物甜高粱修復(fù)重金屬污染土壤，其莖稈可用于發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇，酒糟用于燃燒發(fā)電，重金屬?gòu)娜紵蟮幕覡a中加以回收[34]，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了重金屬污染土壤修復(fù)和后期材料的資源化處理，具有很大的應(yīng)用潛力。

麻瘋樹(shù)屬于大戟科油料植物，廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)，種子含油量約 40%–60%，可用于生產(chǎn)生物柴油，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[35]。麻瘋樹(shù)適應(yīng)性強(qiáng)，能夠耐受干旱、貧瘠和強(qiáng)酸性土壤，同時(shí)對(duì)重金屬 Cd、Pb、Cr、Ni、Zn、銫 (Cs) 和鍶 (Sr)等均具有一定的耐受性和吸收能力[35-38]。研究發(fā)現(xiàn)，麻瘋樹(shù)在Cd濃度為50 mg/kg的土壤中生長(zhǎng)未受到明顯影響，隨土壤 Cd污染程度加劇，麻瘋樹(shù)根、莖和葉中 Cd含量也有所增加，不同器官中 Cd含量依次為根>莖>葉，其中麻瘋樹(shù)根部重金屬含量最高可達(dá) 347.1 mg/kg[35]。此外，Marrugo-Negrete等[39]研究發(fā)現(xiàn)麻瘋樹(shù)對(duì)Hg的富集系數(shù)也比較高，具備修復(fù)Hg污染土壤的潛力。

柳枝稷是一種多年生草本能源植物，生長(zhǎng)迅速，植株常超過(guò) 2 m；生物質(zhì)產(chǎn)量高，纖維素含量豐富；根系發(fā)達(dá)，抗旱能力強(qiáng)，適宜在邊際土地上生長(zhǎng)[40]。Juang等[41]研究表明，柳枝稷對(duì)Cu具有一定的耐受性和吸收能力。胡冰鈺等[42]評(píng)價(jià)了14個(gè)柳枝稷品種對(duì)Cd的耐受性，發(fā)現(xiàn)‘Kanlow’對(duì)Cd的耐受性最強(qiáng)，根和地上部分Cd積累量也最高，可作為植物修復(fù)的備選材料。另有研究報(bào)道，柳枝稷‘Alamo’能夠從污染土壤中積累137Cs和90Sr[43]，并且在pH低的土壤中積累Cd的能力更強(qiáng)[44]。此外，與生態(tài)型‘Blackwell’相比，‘Alamo’能從Cd污染土壤中移除更多的Cd[45]。

芒草是一類(lèi)多年生的 C4草本植物，生長(zhǎng)快且生物量大，被認(rèn)為是理想的第二代生物質(zhì)能源材料。芒草生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)，具有較強(qiáng)的耐熱、耐寒、耐旱、耐鹽堿性，廣泛分布于熱帶、亞熱帶和溫帶地區(qū)。Wilkins[46]通過(guò)盆栽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，芒屬植物‘奇崗’在Cu、As和Zn污染嚴(yán)重的土壤上仍可正常生長(zhǎng)。韋朝陽(yáng)等[47]調(diào)查兩個(gè)中國(guó)典型砷礦區(qū)后發(fā)現(xiàn)，‘中國(guó)芒’對(duì)As具有很強(qiáng)的耐性，地上部分As積累量可達(dá)760 mg/kg。庫(kù)文珍等[48]通過(guò)調(diào)查礦區(qū)5種優(yōu)勢(shì)植物淡竹葉、苧麻、芒草、狗尾草和白背葉對(duì)銻 (Sb)、As、Cd、Pb、Cu和Zn的吸收和積累能力，發(fā)現(xiàn)芒草對(duì) Cd的富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均大于1，并且對(duì)Sb、As具有較強(qiáng)的運(yùn)輸能力，可作為礦區(qū)土壤污染物修復(fù)的后備物種。Bang 等[49]考察了芒草‘Goedae-Uksae 1’用于植物修復(fù)的潛力，發(fā)現(xiàn)其對(duì) As、Cu、Pb、Ni、Cd和Zn均具有很好的吸收能力，其中對(duì)As的去除能力最強(qiáng)，達(dá) 97.7%。從以上實(shí)驗(yàn)可以看出，芒草主要對(duì)Cd和As具有比較強(qiáng)的吸收能力，可考慮用于Cd和As污染土壤的修復(fù)。

麻是傳統(tǒng)的纖維類(lèi)作物，主要包括大麻、苧麻、黃麻、亞麻、紅麻、劍麻和青麻等，在紡織業(yè)和造紙業(yè)中具有廣泛應(yīng)用[50]。研究表明，麻類(lèi)作物對(duì)重金屬有比較好的耐受性和吸收能力，在重金屬污染土壤修復(fù)中具有很大的應(yīng)用潛力。Bjelková等[51]考察了6個(gè)纖維用和4個(gè)油用類(lèi)型的亞麻品種在 Cd脅迫下的表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)所有亞麻品種在Cd含量為1 000 mg/kg的土壤中生長(zhǎng)幾乎未受影響。Guo等[52]研究發(fā)現(xiàn)亞麻對(duì) Cd的吸收量與其生物量具有顯著的正相關(guān)，在調(diào)查的18個(gè)亞麻栽培種中，有3個(gè)品種 (Zhongya 1、Y2I329和Y2I330) 對(duì)土壤中的Cd提取量達(dá)60 g/hm2。苧麻能在Hg含量為5–130 mg/kg的土壤中生長(zhǎng)，并且產(chǎn)量和品質(zhì)未受明顯影響，水稻田改種苧麻后，土壤 Hg的年凈化率高達(dá) 41%，土壤的自?xún)艋謴?fù)年限比種植水稻縮短 8.5倍，表明改種苧麻是 Hg污染稻田合理利用的有效途徑之一[53]。曹德菊等[54]對(duì)苧麻的 Cd耐受性以及積累效應(yīng)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，低濃度的Cd (50–200 mg/kg) 對(duì)苧麻生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用。林匡飛等[55]研究表明，將Cd污染稻田改種苧麻5年后，土壤Cd含量降低率為27.6%，年平均降低率5.5%?？傮w來(lái)看，苧麻對(duì)Hg和Cd污染土壤具有良好的修復(fù)效果。

楊樹(shù)是楊柳科楊屬木本植物，適應(yīng)性強(qiáng)，在世界范圍內(nèi)分布廣泛，具有生長(zhǎng)速度快、根系深、耐性強(qiáng)、生物量大等特點(diǎn)[56]。王新等[57]調(diào)查了楊樹(shù)和落葉松對(duì)重金屬污染土壤的修復(fù)能力，發(fā)現(xiàn)楊樹(shù)對(duì)Cd、Cu和Zn的吸收系數(shù)均高于落葉松，說(shuō)明楊樹(shù)對(duì)Cd、Cu和Zn的遷移能力大于落葉松。He等[58]調(diào)查了6個(gè)楊樹(shù)品種對(duì)Cd的耐受性，發(fā)現(xiàn)與其他楊樹(shù)品種相比，‘zhonghua 1’根、木材、樹(shù)皮和葉片中Cd的含量、Cd富集系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均是最高的，表明其具有修復(fù) Cd污染土壤的潛力。Zacchini等[59]研究了 10個(gè)楊樹(shù)無(wú)性系對(duì)Cd的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)能力，發(fā)現(xiàn)歐洲黑楊Populus nigraL.無(wú)性系58–861的根中Cd濃度和富集系數(shù)均是最高的，可考慮用于 Cd污染土壤修復(fù)。Chandra等[60]考察了 4個(gè)楊樹(shù)雜交種在復(fù)合重金屬污染 (Cd、Cu、Cr和 Zn) 土壤中的表現(xiàn)，結(jié)果顯示Hybrid 1 (Eco 28) 對(duì)復(fù)合重金屬污染的耐受能力最強(qiáng)，可優(yōu)先用于復(fù)合污染土壤的修復(fù)。

構(gòu)樹(shù)屬于?？茦?gòu)屬的落葉喬木，具有速生、適應(yīng)性強(qiáng)、分布廣和易繁殖等特點(diǎn)，其葉片可用作飼料，韌皮纖維可用于造紙，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。欒以玲等[61]對(duì)南京棲霞山礦區(qū)木本植物研究表明，構(gòu)樹(shù)、泡桐和白榆對(duì)Pb、Zn和Cd均具有較強(qiáng)的富集能力。童方平等[62]研究發(fā)現(xiàn)，構(gòu)樹(shù)具有較強(qiáng)的累積多種重金屬 (如 Sb、Zn、Pb和As等) 的能力，其中85%的重金屬累積在構(gòu)樹(shù)的地上部分，主要分布在葉和枝部，由此認(rèn)為構(gòu)樹(shù)是銻礦區(qū)重金屬污染地較為理想的生態(tài)修復(fù)植物。邵慧琪等[63]對(duì)釩礦冶煉廠區(qū)域植物調(diào)查顯示，構(gòu)樹(shù)具有很強(qiáng)的富集As的能力。Zhao等[64]通過(guò)調(diào)查湖南水口山礦區(qū) 18種木本植物對(duì) Pb、Zn、Cd和Cu的富集情況后發(fā)現(xiàn)，構(gòu)樹(shù)的綜合生物富集系數(shù)最高，表明其對(duì)多種重金屬具有較強(qiáng)的富集與轉(zhuǎn)移能力。

此外，也有研究表明油菜Brassica napusL.、向日葵Helianthus annuusL.和蓖麻Ricinus communisL.等經(jīng)濟(jì)作物對(duì)重金屬Cd-和Pb等具有一定的耐受性和吸收能力，可考慮用于重金屬污染土壤的修復(fù)。如南帥帥等[65]通過(guò)盆栽實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，油菜對(duì)土壤Pb和Cd污染具有一定的耐受性，在土壤 Pb濃度 0–200 mg/kg、Cd濃度 0–5 mg/kg范圍內(nèi)，對(duì)油菜的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用；與根部和籽粒相比，油菜莖葉對(duì)Pb、Cd的富集能力最強(qiáng)。同樣地，向日葵也具有從污染土壤吸收Pb和Cd的能力，并且對(duì)Cd的富集能力更強(qiáng)[66]。蓖麻對(duì)Cd有較強(qiáng)的耐性，在含Cd的尾礦土壤種植蓖麻，30 d內(nèi)修復(fù)率達(dá)到1.36%，施肥強(qiáng)化后可達(dá)3.83%[67]。

3 提高高生物量經(jīng)濟(jì)植物修復(fù)效率的措施

植物修復(fù)雖然具有原位、經(jīng)濟(jì)、綠色等優(yōu)點(diǎn)，但修復(fù)效率偏低，在實(shí)際中少有大規(guī)模應(yīng)用的案例。同樣地，對(duì)于高生物量經(jīng)濟(jì)植物，如何改善其修復(fù)效果也是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。通常可采用基因工程、遺傳育種和綜合運(yùn)用多種修復(fù)技術(shù)等手段提高高生物量經(jīng)濟(jì)植物的修復(fù)效率。

3.1 基因工程

加強(qiáng)高生物量經(jīng)濟(jì)植物吸收和耐受重金屬的機(jī)制研究，尋找調(diào)控植物吸收和耐受重金屬的關(guān)鍵基因 (包括其自身或外源的)，通過(guò)基因工程手段提高高生物量經(jīng)濟(jì)植物對(duì)重金屬污染土壤的修復(fù)效率。如將小麥TaPCS1基因轉(zhuǎn)入煙草體內(nèi)，其重金屬積累量是野生種的2倍[68]。

3.2 遺傳育種

廣泛開(kāi)展高生物量經(jīng)濟(jì)植物種質(zhì)資源收集、篩選和評(píng)價(jià)工作，通過(guò)雜交育種等方法培育對(duì)重金屬吸收、耐受能力強(qiáng)、生長(zhǎng)周期短和生物量大的新品種，提高植物修復(fù)效率。

3.3 聯(lián)合修復(fù)

土壤修復(fù)治理的復(fù)雜性預(yù)示著單一的修復(fù)方法很難達(dá)到目標(biāo)，應(yīng)綜合運(yùn)用多種修復(fù)技術(shù)，提高重金屬污染土壤修復(fù)效果。一方面可將植物修復(fù)與微生物修復(fù)相結(jié)合。已有研究表明添加特定微生物能夠增強(qiáng)植物修復(fù)效果。如假單胞菌Pseudomons adaceaeLk9能使龍葵地上部積累的Cd、Zn、Cu分別提高46.6%、16.4%、16.0%[69]。另一方面通過(guò)添加一些外源物質(zhì)也能增強(qiáng)植物修復(fù)效率。如在土壤中加入 EDTA (乙二胺四乙酸)能促進(jìn)玉米根中 Pb的積累及從根向地上部分的轉(zhuǎn)運(yùn)能力[70]。

4 展望

利用高生物量經(jīng)濟(jì)植物治理重金屬污染土壤，能夠?qū)⑼寥佬迯?fù)與經(jīng)濟(jì)植物生產(chǎn)聯(lián)合起來(lái)，具有很大的應(yīng)用潛力。但就目前而言，仍然存在很多問(wèn)題。如在實(shí)際修復(fù)中會(huì)產(chǎn)生大量攜帶重金屬的植物材料，如果處置不當(dāng)，將再次進(jìn)入環(huán)境中造成二次污染物。因此，在對(duì)經(jīng)濟(jì)型修復(fù)植物材料開(kāi)展資源化利用的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)處置過(guò)程中重金屬的遷移規(guī)律研究，降低發(fā)生二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。此外，高生物量經(jīng)濟(jì)型植物對(duì)重金屬的提取能力還有待于進(jìn)一步提高，應(yīng)綜合運(yùn)用植物生理學(xué)、分子生物學(xué)、微生物學(xué)、化學(xué)、生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，改善高生物量經(jīng)濟(jì)型植物修復(fù)重金屬污染土壤效率。