環(huán)境污染治理中植物修復(fù)方法的有效應(yīng)用

張掖市生態(tài)環(huán)境局肅南分局 妥翔

在針對污染物處理的過程中，當(dāng)下人們通常采用物理以及化學(xué)的方式進(jìn)行處理，但是這種處理方式經(jīng)常產(chǎn)生各種二次污染，并且在應(yīng)用的過程中需要付出較高的成本，同時需要花費大量的時間，而且在一些大面積低濃度的污染物處理過程中應(yīng)用效果并不好。近年來，我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展十分迅猛，人們開始重視植物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用，希望為我國環(huán)境污染治理工作提供新的方法與方向。在實際應(yīng)用的過程中，植物修復(fù)技術(shù)更多被應(yīng)用于水體與土壤的污染治理過程中，其有著十分顯著的成本低、操作簡單、不會產(chǎn)生二次污染的優(yōu)勢。植物污染技術(shù)在本質(zhì)上其實就是微生物、植物以及自然界之間的互相作用與反應(yīng)，是一種十分綠色的現(xiàn)代化污染治理技術(shù)。

一、植物修復(fù)技術(shù)在廢水治理中的應(yīng)用

（一）植物修復(fù)有機污染的一般原理

關(guān)于有機化學(xué)污染物所需要采用的有機植物光合科學(xué)修復(fù)技術(shù)的由來及其修復(fù)的科學(xué)原理主要涉及三個主要方面，分別是作為植物積累光合作用、降解和發(fā)生轉(zhuǎn)化光合作用以及作為催化劑的光合作用。積累性作用：其主要的目的就是通過吸收有機污染物，并且保留在植物體內(nèi)，進(jìn)而最大程度的分解與吸收這些有機污染物。轉(zhuǎn)化與降解的作用：現(xiàn)階段，土壤中通常都存在很多的污染物，例如油污以及農(nóng)藥等多種污染物，應(yīng)用植物修復(fù)技術(shù)能夠保障植物將這些物質(zhì)吸收在根莖內(nèi)部，充分利用植物內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)分解各種污染物，并且將這些污染物有效的存儲在植物體內(nèi)。也可以通過植物的光合作用效果，完全分解土壤中的化合物、新陳代謝、礦物質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。

例如，TNT分解的彈藥廢棄物可以被植物中的樹膠氧化酶以及硝基還原酶分解，并且將斷掉的環(huán)形結(jié)構(gòu)加入到植物組織有機碎片中，組成有機物的沉積。一種具有高度催化性的光合作用：主要工作目的是為了能夠充分發(fā)揮這些植物各個體的根系之間都會直接分泌特殊的有機分泌物及其功能（主要如消化酶、蛋白質(zhì)、糖類、有機酸、酚等），從而可以直接使得這些土壤環(huán)境中的有機化學(xué)污染物能夠直接得以有效吸收和合理分解，并且這些有機分解物能夠直接提供給其他植物作為主要養(yǎng)料，促進(jìn)它們的健康生長，在其他植物可以能夠持續(xù)健康成長的自然條件下，分泌物功能會逐漸更加增多，從而更好地能夠加速有機化學(xué)污染物的有效吸收和合理分解。圖1為治理后的土地。

圖1 治理后的土地

（二）植物修復(fù)技術(shù)在富營養(yǎng)化水體及有機污染治理中的應(yīng)用

近些年來，我國社會經(jīng)濟的發(fā)展有目共睹，但在發(fā)展的過程中也出現(xiàn)了十分嚴(yán)重的環(huán)境與經(jīng)濟之間的矛盾，例如有些企業(yè)將工業(yè)污染廢棄物、廢水、人們?nèi)粘Ｉ钪挟a(chǎn)生的污水等向河流中排放，導(dǎo)致我國的很多河流水域都出現(xiàn)了十分嚴(yán)重的富營養(yǎng)化狀況，或者是造成了十分嚴(yán)重的污染。

據(jù)相關(guān)調(diào)查分析可知，我國現(xiàn)在已經(jīng)有百分之九十以上的湖泊受到了不同程度的污染，N、P是這些湖泊富營養(yǎng)化的主要化學(xué)元素。

為了充分保障我國湖泊能夠得到更加有效的治理，目前相關(guān)部門開始由應(yīng)用植物修復(fù)技術(shù)中的特定植物生長的修復(fù)功能進(jìn)行治理。例如選栽喜旱蓮子草、鳳眼蓮以及水浮蓮等都被廣泛地應(yīng)用于植物修復(fù)技術(shù)中。

二、植物修復(fù)技術(shù)在美國和歐洲的發(fā)展趨勢

不管是污染物的數(shù)量或者修復(fù)的環(huán)境污染物品種類，歐洲均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國，從中就不難看出，為何在美國將會擁有一個更大、較為成熟的環(huán)境保護(hù)植物修復(fù)技術(shù)商業(yè)化推廣的市場[1]。

歐洲關(guān)于野生植物損傷修復(fù)應(yīng)用技術(shù)的科學(xué)研發(fā)項目經(jīng)費主要上都是從科學(xué)歐洲委員會手中獲取，而這些研發(fā)過程偏重于基本科學(xué)理論，技術(shù)研發(fā)的經(jīng)費在很大程度上又嚴(yán)重限制了它們在歐洲商業(yè)上的有效推廣及廣泛應(yīng)用。

值得一提的是，近年來因為一些中小型投資企業(yè)及其他風(fēng)險投資者的不斷介入，使得目前法國歐洲大學(xué)植物損傷修復(fù)工程技術(shù)專業(yè)研究所的工作，正朝著一個具有廣泛應(yīng)用性的研究方向不斷進(jìn)行深入研究和朝向發(fā)展性的過渡[2]。但是這些經(jīng)由籌款機構(gòu)資助的研究項目，目的主要是為了針對工業(yè)土壤和由于地下水的大量重金屬造成的水污染，而在現(xiàn)代歐洲的工業(yè)有機物使用造成的土壤和地下海的水污染仍然是一個越來越日益嚴(yán)峻的技術(shù)挑戰(zhàn)。目前該國的這一污染現(xiàn)狀已經(jīng)引發(fā)了來自歐洲多個發(fā)達(dá)國家和亞洲地區(qū)的高度重視，一些作為國家重點項目建立的多項針對土壤有機物和水污染的環(huán)境科學(xué)技術(shù)研究行動計劃也都已經(jīng)正式開始。但與美國相比，歐洲在開展保護(hù)自然植物修復(fù)生態(tài)環(huán)境植物修復(fù)工程技術(shù)應(yīng)用方面的專業(yè)領(lǐng)域以及商業(yè)項目投資仍然非常有限。

三、植物修復(fù)技術(shù)在重金屬污染治理中的應(yīng)用

（一）植物修復(fù)治理重金屬污染的機理

當(dāng)下，環(huán)境污染中十分突出的污染就是化合物以及金屬污染，而應(yīng)用植物修復(fù)技術(shù)對這些污染進(jìn)行治理的過程主要包括以下幾種類型：第一種是植物富集，這種治理方式的原理就是將重金屬成分積累在植物的內(nèi)部，或者是通過植物的根系分割土壤中超出部分的重金屬，這種治理手段對于重金屬的治理效果十分明顯；第二種是根系過濾治理方式，這種治理方式通常也被應(yīng)用于重金屬的治理過程中，其主要是利用一些耐重金屬的植物，或者是一些超積累植物，有效地降低重金屬的活性，進(jìn)一步保障地下水以及食物鏈當(dāng)中不會出現(xiàn)重金屬的下滲；第三種是植物固化技術(shù)，這種治理方式的根本原理就是借助超積累植物或者是一些耐重金屬的植物，將污水中的有毒重金屬不斷的吸附出來，隨后在植物根部進(jìn)行富集和沉淀；第四種為植物蒸發(fā)技術(shù)。這種技術(shù)就是通過植物的根系吸收土壤中容易揮發(fā)的重金屬，例如常見的硒、汞等元素，在重金屬被吸收之后植物利用自己的葉子將這些金屬蒸發(fā)掉，進(jìn)而有效的處理土壤中的重金屬污染元素。但是需要注意的是，在進(jìn)行環(huán)境治理的過程中，植物特性決定了任何一種修復(fù)方式的修復(fù)效率都是有限的。

（二）植物修復(fù)技術(shù)在土壤和重金屬污染防控中的作用

從上面的分析中，我們可以明顯地得知，重金屬治理的方式和有機污染物治理的途徑與其他污染物處理途徑截然不同，其主要是通過轉(zhuǎn)化，或者是積累。為此，在進(jìn)行重金屬污染防治的過程中，通常的情況下都是考慮利用超積累性的植物，該類型的植物主要特征之一就是它們能夠有效地對重金屬進(jìn)行解毒、積累。英國bak-er等人首次地進(jìn)行了田間試驗，并且通過實驗的結(jié)果對其進(jìn)行了深入的分析和研究，該項實驗研究主要是針對鋅污染的土壤，實驗結(jié)果顯示當(dāng)土壤中鋅超過444μg/g時，采用超積累的植物（t.caerulescens）方法來加以吸收，將有機體檢驗，會驚訝地發(fā)現(xiàn)田間鋅的含量大約是土壤中16倍，同非與超積累的植物蘿卜（raphnussatinus）相比，其中含鋅率的百分比為1∶150，從這個數(shù)據(jù)就能夠得出t.cae-rulesens從當(dāng)?shù)赝寥乐型ㄟ^提取和氧化吸收的完整銅和鋅總量的含量約平均為30.1kg/hm2。此外，植物在對這種放射性生物核素的直接治理上，同樣也可以具有很好地保護(hù)作用，通常在好的情況下，一個野生植物每天連續(xù)種植，3個月之后，就已經(jīng)完全可以直接利用，使得其根部土壤137cs的產(chǎn)生放射性核素強度大大降低3%。根據(jù)英國媒體報道，1986年在切爾諾貝核電站內(nèi)部曾經(jīng)發(fā)生了一次含有放射性化學(xué)元素的大量排放和泄露，導(dǎo)致了當(dāng)時大面積的廠區(qū)土壤被嚴(yán)重污染，之后政府采用大葉紅根莧等水生植物對其內(nèi)部進(jìn)行了綠化修復(fù)，基本取得了良好的效果。

四、結(jié)語

隨著我國社會和經(jīng)濟的迅速繁榮和發(fā)展，環(huán)境也遭受了嚴(yán)重的破壞和污染，影響了我國未來的健康和可持續(xù)發(fā)展，這就需要政府和相關(guān)部門高度重視對環(huán)境污染的治理?；瘜W(xué)手段和物理手段對土壤進(jìn)行處理，極易產(chǎn)生二次污染，并且所需的成本相對較高，不利于經(jīng)濟效益的提高。植物修復(fù)技術(shù)在我國的廣泛使用，不僅是一種自然和社會結(jié)合的綠色清潔的路線，而且也是一種有效、便宜的綠色修復(fù)技術(shù)。兩種防治污水技術(shù)相互作用進(jìn)行對比，植物修復(fù)工藝具有技術(shù)和經(jīng)濟上的優(yōu)越性。