重金屬污染土壤修復(fù)中植物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用

李 亮，張建賓

（1.中節(jié)能大地（杭州）環(huán)境修復(fù)有限公司北京分公司，浙江 杭州 310000；2.中節(jié)能大地環(huán)境修復(fù)有限公司，北京 100085）

我國地域遼闊，占地面積較大，因而各個(gè)區(qū)域的大氣環(huán)境和地質(zhì)條件大相徑庭?，F(xiàn)階段，隨著工業(yè)化城市化進(jìn)程的加快，耕地資源缺少以及土壤污染等不良情況逐漸凸顯，其中，土壤重金屬污染比較嚴(yán)重，從而既造成了大面積的土地被浪費(fèi)，又制約了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度。因此，相關(guān)部門需加強(qiáng)對(duì)此類土壤修復(fù)工作的關(guān)注，尤其是植物修復(fù)技術(shù)的具體運(yùn)用，以提高土地資源的利用率，并進(jìn)一步促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展。

1 重金屬污染土壤形成原因

1.1 空氣中重金屬的沉降

根據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，在工業(yè)發(fā)展過程中排放了大量的有害重金屬氣體，而這些有害物質(zhì)會(huì)在空氣中凝結(jié)和聚集，之后隨著雨水沉降至土壤中，從而加重土壤中有害物質(zhì)的含量。另外，隨著汽車保有量的增加，人們出行會(huì)以汽車為主，雖然提供了便利，但卻加重了溫室效應(yīng)，最終導(dǎo)致汽車尾氣中的大量有害重金屬沉降至土壤內(nèi)部。

1.2 工業(yè)和生活“三廢”

當(dāng)前，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們收入水平逐漸提高，但環(huán)保節(jié)能意識(shí)還較差，導(dǎo)致工業(yè)三廢和生活三廢的排放量日漸加重。具體而言，在工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)過程中，為了減少不必要的成本投入，大多會(huì)將工業(yè)廢氣、廢渣、廢水等有害物質(zhì)直接排放到周圍的河流和土壤中，而這些有害物質(zhì)中通常會(huì)含有重金屬，所以嚴(yán)重污染了生態(tài)環(huán)境。另外，隨著人們?nèi)粘Ｉ钯|(zhì)量逐漸改善，生活垃圾也趨于復(fù)雜化，如果直接將各種生活廢棄物排入下水道或周邊的土壤、河流，同樣會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成破壞。由此可以看出，工業(yè)三廢和生活三廢中含有的大量有害物質(zhì)，不僅會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成危害，還會(huì)影響人們的身體健康[1]。

1.3 礦產(chǎn)資源的不合理開發(fā)

隨著時(shí)代發(fā)展的腳步逐漸加快，各種資源的需求量持續(xù)增加，其中礦產(chǎn)資源的開發(fā)力度逐漸加大，但由于相關(guān)人員一味地注重開發(fā)成果，卻忽略了對(duì)周邊土壤環(huán)境的保護(hù)，而且在礦產(chǎn)冶煉和開發(fā)過程中產(chǎn)生的廢棄物，會(huì)含有大量的重金屬物質(zhì)，如果未經(jīng)處理而是直接堆放在土地上，就會(huì)對(duì)周邊的土壤和河流造成嚴(yán)重的影響，從而導(dǎo)致大量土地被閑置浪費(fèi)，影響當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ睢?/p>

2 重金屬污染土壤的危害

近年來，隨著城市化建設(shè)的不斷加快，土壤重金屬污染問題逐漸顯現(xiàn)出來，若不能采用科學(xué)合理的方法進(jìn)行處理，將會(huì)在短時(shí)間內(nèi)增加土壤中重金屬的含量，進(jìn)而會(huì)顯著增加治理的難度。因此，人們逐漸認(rèn)識(shí)到了重金屬污染土壤的危害，首先，此類污染土壤會(huì)對(duì)周邊的環(huán)境造成危害，并在大自然的作用下進(jìn)入周邊河流和空氣中，這使得周邊的生態(tài)環(huán)境逐漸惡化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)退化等現(xiàn)象。其次，對(duì)植物的生長也會(huì)造成一定影響，若在植物生長的土壤中含有大量的重金屬，將會(huì)限制植物的生長速度，使其無法進(jìn)行正常的光合作用。最后，人類健康的影響。若人們在日常生活中使用含有重金屬的水源，或空氣中含有一些有害物質(zhì)，而當(dāng)這些有害物質(zhì)進(jìn)入人體，就會(huì)在身體內(nèi)部產(chǎn)生一些有毒物質(zhì)，極易引起人們患有各類疾病[2]。

3 植物修復(fù)技術(shù)的概念

所謂植物修復(fù)技術(shù)，主要是指通過利用綠色植物的揮發(fā)和吸收作用，以起到清除污染雜質(zhì)的作用，從而降低土壤中的重金屬含量，使土壤環(huán)境滿足耕種條件。根據(jù)有關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，在開展重金屬污染土壤修復(fù)工作的過程中，植物修復(fù)技術(shù)是最有效的一種方法，可從根本上恢復(fù)土壤本來的土質(zhì)，并能有效避免對(duì)土壤造成二次傷害。因此，該修復(fù)技術(shù)非常符合低碳環(huán)保的理念。植物修復(fù)技術(shù)具有以下優(yōu)勢：其一，能有效利用植物降解的功能，對(duì)受到重金屬污染的土壤進(jìn)行科學(xué)修復(fù)。其二，由于植物的生長具有穩(wěn)定性的特點(diǎn)，且適應(yīng)性較強(qiáng)，所以不僅能起到修復(fù)土壤的作用，還能提高區(qū)域的綠化面積，防止大面積的水土流失。其三，借助植物的蒸騰功能，能有效對(duì)污染土壤采取蒸騰處理，以防止土壤內(nèi)部的重金屬流入到地下河水中。其四，通過科學(xué)使用植物修復(fù)技術(shù)，可有效降低對(duì)周邊環(huán)境的影響，從而也改變了重金屬污染物的性質(zhì)，使其轉(zhuǎn)變成有機(jī)物質(zhì)[3]。

4 植物修復(fù)技術(shù)在重金屬污染土壤中的具體應(yīng)用和優(yōu)化措施

4.1 具體修復(fù)技術(shù)

在運(yùn)用植物修復(fù)技術(shù)的過程中，需提前掌握該技術(shù)的特點(diǎn)，之后再采取科學(xué)的方法，并充分發(fā)揮出其優(yōu)勢，以提高此項(xiàng)技術(shù)的實(shí)踐效果。該技術(shù)與生物、化學(xué)等技術(shù)相比，具有以下特點(diǎn)：植物修復(fù)技術(shù)的能源主要是通過太陽能獲取，而太陽能不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，因此，該技術(shù)具有無污染的特點(diǎn)；而且該技術(shù)是利用植物的新陳代謝功能來改變重金屬的性質(zhì)，從而使得整個(gè)修復(fù)流程更加簡單；同時(shí)，還可以融入栽培技術(shù)和種植技術(shù)，并進(jìn)行有機(jī)融合；該技術(shù)應(yīng)用較為簡單，所以對(duì)技術(shù)人員的要求較低，也不需要較高的資金支持。

4.1.1 微生物修復(fù)技術(shù)

對(duì)于實(shí)際應(yīng)用植物修復(fù)技術(shù)，若想顯著強(qiáng)化土壤的修復(fù)成果，需搭配微生物修復(fù)技術(shù)，主要是通過科學(xué)運(yùn)用土壤中的一些微生物群落，使其能夠發(fā)揮出吸附重金屬的作用，從而協(xié)助工作人員快速開展土壤內(nèi)部的重金屬清除工作。具體而言，要求在污染土壤修復(fù)工作開展之前，要派專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行試驗(yàn)，以掌握植物對(duì)重金屬的積極影響，之后再通過利用植物的多元化功能，再選擇最佳的微生物群落，最大程度地從根本上強(qiáng)化修復(fù)效果，從而使區(qū)域的重金屬污染土壤問題可以得到有效改善。

4.1.2 普通植物修復(fù)技術(shù)

在運(yùn)用植物修復(fù)技術(shù)過程中，需要工作人員提前到重金屬污染土壤區(qū)域展開深入調(diào)查，并利用先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)對(duì)此地區(qū)的地質(zhì)條件進(jìn)行分析，以保證各項(xiàng)研究數(shù)據(jù)和資料的準(zhǔn)確性，之后再基于不同角度，制定有效的污染處理方案。在實(shí)際的重金屬污染土壤修復(fù)過程中，運(yùn)用最頻繁的方法為植物固化和植物提取。其中，植物提取主要是指通過植物的吸收功能，將土壤內(nèi)部存在的重金屬提取出來，但在具體操作過程中應(yīng)適當(dāng)引入植物萃取的方法，再采取最合理的處理方案，以快速達(dá)到預(yù)期的工作效果。而植物固化主要是通過運(yùn)用植物根系起到對(duì)重金屬物質(zhì)固定的作用，防止重金屬污染土壤的規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，此方法不需要投入大量的資金，且對(duì)周邊環(huán)境影響較低，但會(huì)消耗大量的時(shí)間，所以比較適用于一些長期重金屬污染土壤的控制工程。

通常情況下，在修復(fù)被重金屬污染的土壤之前，要做好前期的調(diào)研工作，并遵守因地制宜的原則，這樣才能達(dá)到事半功倍的效果。同時(shí)，運(yùn)用植物修復(fù)技術(shù)還應(yīng)重點(diǎn)考慮當(dāng)?shù)氐奶鞖鉅顩r和自然條件，以及選擇最適合當(dāng)?shù)厣L的植物類型。例如，在具體修復(fù)工作中，應(yīng)優(yōu)先選擇根系比較發(fā)達(dá)的植物種類，好為后期修復(fù)工作的順利進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。另外，在整個(gè)修復(fù)階段，還應(yīng)派相關(guān)人員仔細(xì)做好記錄，以便在進(jìn)行后期總結(jié)時(shí)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的不合理地方，以此對(duì)植物修復(fù)技術(shù)方案進(jìn)行整改。此外，該技術(shù)還能起到預(yù)防的作用，可有效避免受污染土壤的范圍擴(kuò)大，也顯著提高了生態(tài)效益。

與其他修復(fù)技術(shù)不同的是，植物修復(fù)技術(shù)主要是通過運(yùn)用特定植物的轉(zhuǎn)化和吸收等功能，快速降解或清除土壤中含有的有害物質(zhì)，可在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到凈化土壤的目的，降低土壤中重金屬的含量。由此，在對(duì)重金屬污染土壤進(jìn)行修復(fù)的過程中，主要是通過在植物生長階段進(jìn)行吸收，而植物根系降解有害物質(zhì)，且與微生物相互配合對(duì)污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化和吸收等。該技術(shù)的優(yōu)勢在于，具有投入資金較低、保護(hù)環(huán)境等特點(diǎn)，但在具體應(yīng)用中還會(huì)受到一些因素的影響，所以會(huì)具有一定局限性。因此，在選擇修復(fù)植物時(shí)需遵守針對(duì)性的原則，以確保植物能適應(yīng)重金屬污染土壤的性質(zhì)。不僅如此，在運(yùn)用植物修復(fù)技術(shù)時(shí)，若當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件比較惡劣，將會(huì)顯著降低具體植物的修復(fù)效果，且延長整個(gè)修復(fù)時(shí)間。此外，還應(yīng)重點(diǎn)考慮植物修復(fù)的深度，要參考修復(fù)植物的特點(diǎn)，如大多數(shù)的植物種植深度都不會(huì)超過1 m，所以也只能對(duì)受污染的土壤展開表面修復(fù)，一旦土壤深度加大，則很難達(dá)到預(yù)期的修復(fù)效果。

4.1.3 土壤淋洗技術(shù)

土壤淋洗技術(shù)是應(yīng)用比較廣泛的一種方法，該技術(shù)能在短時(shí)間內(nèi)清除土壤內(nèi)存在的重金屬物質(zhì)，而之后還可以將清洗后的土壤種植綠色植被，提高土壤內(nèi)的營養(yǎng)成分。所謂土壤淋洗技術(shù)，主要是通過將土壤中的污染物物質(zhì)剝離，之后再將其放入到淋洗液中，展開后續(xù)處置；最后再通過種植大量的植物，并運(yùn)用植物的吸收等作用，提高重金屬污染土壤的修復(fù)效果。但在運(yùn)用此技術(shù)的過程中，還需要根據(jù)具體作業(yè)地點(diǎn)之間的差異性，來選擇異位土壤淋洗或原位土壤淋洗的方法，以此最大限度地降低修復(fù)工作的任務(wù)量，從而有效滿足具體的種植要求。其中，異位土壤淋洗技術(shù)主要是通過運(yùn)用現(xiàn)代化設(shè)備，將含有重金屬的土壤挖掘出來并堆放在場地內(nèi)，然后通過適量的水源進(jìn)行沖洗，以此對(duì)廢液中的污染物展開系統(tǒng)化處理；而當(dāng)處理之后的土壤符合相關(guān)要求后，就可以重新運(yùn)輸?shù)皆唬归_植物種植操作。但原位土壤淋洗技術(shù)是需要工作人員提前準(zhǔn)備好大量的淋洗液，之后在受污染的土壤區(qū)域進(jìn)行大規(guī)模的噴灑，以起到?jīng)_洗土壤的作用。同時(shí)，也要對(duì)地下水進(jìn)行提取操作，以達(dá)到預(yù)期的修復(fù)效果。此技術(shù)的主要應(yīng)用特點(diǎn)是，比較適用于修復(fù)半揮發(fā)性污染土壤和重金屬污染土壤，其整個(gè)操作過程需要添加適量的洗滌劑，從而可以高效率高質(zhì)量清除土壤內(nèi)大部分的重金屬，以減少污染物的含量。同時(shí)，此技術(shù)還具有操作流程簡單、清除徹底等特點(diǎn)，且由于此技術(shù)能從根本上清除土壤中的重金屬，所以更符合運(yùn)用植物修復(fù)技術(shù)的目的。此外，還可以在修復(fù)后的土壤上種植大量的綠色植物，以不斷豐富土壤內(nèi)部的有機(jī)物含量，從而真正改變土壤的性質(zhì)[4]。

4.2 技術(shù)措施優(yōu)化

4.2.1 引入現(xiàn)代生物技術(shù)，改善土壤環(huán)境

在實(shí)際應(yīng)用中，為了進(jìn)一步提高植物修復(fù)技術(shù)的效果，應(yīng)結(jié)合土壤修復(fù)工作的現(xiàn)狀，引入現(xiàn)代生物技術(shù)，從而不斷強(qiáng)化修復(fù)植物的治理能力。例如，可借助植物的新陳代謝和轉(zhuǎn)基因技術(shù)等，改良植物的自身性能，使其具有更高的吸附能力和降解能力。同時(shí)，還要注重改善土壤環(huán)境。根據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，植物的生長發(fā)育情況，以及其抗病能力，與植物具體的生存地點(diǎn)和周邊環(huán)境等關(guān)系密切。因此，就需要工作人員從改善修復(fù)植物的土壤環(huán)境入手，可通過添加適當(dāng)?shù)幕钚詣粩嗾{(diào)整土壤的pH值，促使修復(fù)植物能滿足污染土壤的修復(fù)要求。

4.2.2 加強(qiáng)土壤管理，完善植物修復(fù)技術(shù)體系

現(xiàn)階段，提高植物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用效果，受到了環(huán)保部門的重視。而要真正提升修復(fù)效果，就要運(yùn)用現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)，完善植物修復(fù)技術(shù)體系，且不斷加強(qiáng)土壤管理，讓植物具有更高的修復(fù)能力。具體而言，要求研究人員加大對(duì)植物修復(fù)技術(shù)的研究力度，這也需要相關(guān)部門能給予充足的資金支持和人力物力支持，以滿足各項(xiàng)要求，同時(shí)，再對(duì)修復(fù)技術(shù)展開創(chuàng)新和科學(xué)優(yōu)化，之后在展開不斷試驗(yàn)，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)中存在的問題。此外，還要派相關(guān)專業(yè)人員對(duì)重金屬污染的土壤展開定期檢測，并仔細(xì)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，從而為具體修復(fù)技術(shù)的研究工作提供幫助，有助于技術(shù)體系的完善。

另外，由于植物修復(fù)技術(shù)需要運(yùn)用大量的植物，因此對(duì)于植物的各項(xiàng)性能要求較高。所以，在植物生長階段需要專門的技術(shù)人員展開科學(xué)管理，并運(yùn)用農(nóng)業(yè)操作工藝，最大限度地強(qiáng)化植物的生長能力，并不斷加強(qiáng)土壤的管理力度，提高其產(chǎn)量，同時(shí)，還要遵守科學(xué)種植、科學(xué)施肥等原則，從而為修復(fù)植物創(chuàng)造更加良好的生長環(huán)境，以達(dá)到強(qiáng)化其修復(fù)能力的目標(biāo)。此外，在植物生長過程中，周圍會(huì)存在大量的微生物群落，由于微生物也能起到治理重金屬污染土壤的目的，所以在運(yùn)用植物修復(fù)技術(shù)時(shí)可引入微生物，實(shí)現(xiàn)多個(gè)技術(shù)體系共同修復(fù)。

5 總結(jié)

總而言之，修復(fù)重金屬污染土壤關(guān)系到當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的未來發(fā)展情況，也與當(dāng)?shù)鼐用竦娜粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)。而植物修復(fù)技術(shù)作為一種新型技術(shù)被廣泛運(yùn)用，并且由于此技術(shù)具有低碳環(huán)保、綠色、低成本等特點(diǎn)，成為了修復(fù)土壤的最佳方法。但由于此技術(shù)研發(fā)時(shí)間較短，仍存在諸多弊端，所以要根據(jù)重金屬污染土壤形成的根本原因，不斷加強(qiáng)研究力度，完善植物修復(fù)體系，同時(shí)引入現(xiàn)代化生物技術(shù)，以顯著強(qiáng)化修復(fù)植物的各項(xiàng)性能，爭取從根本上解決現(xiàn)存的土壤重金屬污染問題。