植物对受损土壤生态系统的修复探究

陈章铭

（贵州省环境工程评估中心，贵州 贵阳 550002）

土壤是种植、养殖的基础，而土壤污染的表现很不明显，往往是通过被污染土壤上养殖和种植的动、植物对人体造成伤害。土壤污染需要经过严格的收集、测试、化验、分析等步骤进行确认，过程复杂、专业，如果确认土壤被污染，治理的难度会非常大[1]。所以我国土壤污染的治理和修复，在2016年就被国家列入重点工作内容。通过对土壤污染因素的分析，并结合现有的治理技术，确定利用植物修复土壤环境污染，是比较有效且成本较低的方法。为了促进我国社会经济可持续发展，为人们的正常生活提供保障，分析土壤污染、研究植物修复土壤污染的技术势在必行，且具有非常重要的意义。

1 土壤污染现状

1.1 工业污染

工业企业在生产过程中，会产生大量的污水，污水中又存在大量的金属元素，这些金属元素随着污水进入到土壤中，导致土壤中的重金属超标，对土壤造成了严重的污染。土壤重金属污染相对于大气重金属和水重金属污染来说，更加隐蔽，很难从直观的表现看出来，只能通过专业的土壤检测才能被发现。随着我国环境检测技术的不断进步，目前对土壤重金属污染可以做到及时检测、及时发现，并根据实际情况，对已污染的土壤进行及时修复和治理。土壤中重金属元素超标主要是两个原因造成的，第一是岩石和矿产在自然发展的过程中风化，导致土壤被重金属污染，这种污染不会产生太大的危害；第二是污水、污泥、废弃物和化肥的使用以及大气中粉尘沉降等原造成的土壤重金属污染。通过调查研究表明，我国大部分地区都存在土壤重金属污染现象，所以土壤重金属污染是我国当前急需解决的土壤污染问题之一[2]。

1.2 农业污染

农业生产对于土壤的污染主要是在农业生产中，畜禽粪便的排放和种植投入品的过量使用造成的。在我国农业发展初期，粪便作为肥料，普遍被人们用于种植生产，而现在我国大部分农业种植生产都从粪便肥料转向使用化肥，而种植过程中的除草也从人工除草改成使用除草剂除草。粪便如果没有经过特殊处理，就直接被排放或使用到土壤中，会造成土壤重金属超标及其他污染，因为粪便中含有大量的有害物质和重金属元素；除草剂等化学物质，在提高人们种植生产效率的同时，也给土壤带来了无法估量的污染和破坏；化肥和农药投入农业种植生产后，由于植物吸收量有限，因而利用率较低，致使土壤中残留了大量的有毒、有害物质，这些物质会严重影响土壤的生态环境，给土壤造成严重的污染。当前，随着农业设施的发展，除了化肥、农药等投入品对土壤造成污染外，大棚种植中使用的农膜、棚膜等塑料薄膜的使用量也越来越多，因为塑料制品无法在自然条件下分解，所以这些塑料制品无法做到及时合理地回收再利用，长期残留在土壤中，也会形成白色污染。

1.3 有机物污染

在土壤污染中，多环芳烃属于有机污染物，多环芳烃比较常见，具有较强的持久性、水溶性差、结构稳固、构成特殊以及阻碍微生物生长等特点，同时多环芳烃还有致癌、致畸、致突变的属性，所以土壤中如果大量积累多环芳烃，会对人们的健康造成巨大的危害。所以平时要严格检测土壤中多环芳烃的含量，并进行及时治理，防止由于多环芳烃污染造成的危害。土壤中的多环芳烃产生的原因，主要是由于大气沉降、污水灌溉以及废弃物利用造成的，其中大气沉降是土壤中多环芳烃含量的主要来源，所以大气污染会严重影响土壤的生态环境，给土壤造成严重的损害。

1.4 环境管理与执法问题

随着我国环境问题的日益严重，国家及时颁布了一系列关于环境保护的政策法规，但是由于人们的土壤环境保护意识淡薄，造成土壤环境管理不到位，尤其是在政策执行落地的时候。主要原因是机构不完善、考核制度不严格、法律不健全、操作性低、人员素质差、环保意识淡薄等，致使土壤生态环境保护工作在实际执行过程中存在问题。同时，由于人们对土壤污染认识的不正确，不了解与土壤环境保护相关的法律法规，不懂得调整环境保护与农业发展的关系，造成大部分农户认为土地可以无限制地重复种植和使用，忽略了对土壤结构的保护和生态治理，导致土壤结构和微生物环境遭到破坏，形成土壤生态环境污染。

2 植物生态修复技术

2.1 植物提取机理

在植物的种类里，有一种重金属积累植物，把这种植物种植在土壤重金属污染严重的地方，土壤中的重金属物质就会通过这种植物的吸收，把金属元素集中到植物根部，再将收割的植物根部进行集中处理，从而减少土壤中的重金属含量，使土壤重金属污染程度降低到国家规定的指标或变成无污染土壤。这种植物提取机理的修复过程，包括两个阶段：第一阶段是把土壤中重金属的形态转换为非束缚状态；第二阶段是将提取出来的重金属元素传输到植物的收割位置。当前被发现的重金属积累植物已经超过700种，重金属积累植物是土壤重金属污染治理过程中植物提取的重要组成部分。但是由于重金属积累植物种植后，长期生长在重金属土壤环境下，造成重金属积累植物植株较小、生长较慢等现象，大大减少了重金属积累植物对被污染土壤的修复频率，使土壤修复周期变长，所以在采用植物提取技术治理土壤污染时，要结合植物的生长特性和对生长环境、土壤条件的要求，因地制宜。

2.2 植物挥发和吸收机理

植物挥发和吸收机理指的是利用植物吸收重金属元素，然后对重金属元素进行转化并挥发的过程。植物在生长过程中，从土壤中吸收养分的同时，也会吸收重金属物质。因植物根部可以产生一种使重金属物质形态改变的特殊物质，这种物质可以将重金属转化成可挥发的形态，间接对重金属污染土壤进行了修复。

2.3 植物钝化机理

植物 钝化机理就是利用植物获取土壤中的重金属元素，然后将重金属元素分解，把分解后的元素氧化还原，再将其沉淀，这样就可以融合重金属离子，减少重金属物质在土壤中的流动性，从而减轻重金属对土壤造成的污染。

2.4 植物根系微生物和根系活动机理

植物的根系活动可以活化土壤中存在的重金属物质，同时对不同形态的重金属进行吸收。

3 植物修复污染土壤技术的优点

植物修复污染土壤技术具有以下优点：（1）受到污染的土壤可以利用植物的降解、吸收、挥发等特性进行修复；（2）植物对土壤沙漠化、水土流失和防风固土等现象，具有稳固的作用，通过这一作用，可以有效地减少因沙漠化、水土流失和风化造成的土壤污染扩散问题；（3）植物修复土壤技术对自然环境的影响较小，可以在不清理土壤的情况对土壤生态环境进行修复，较少因修复土壤而造成周边自然环境的破坏；（4）采用植物修复污染土壤，不但可以治理土壤污染问题，还可以使土壤自身的肥力和有机质有效增加；（5）通过植物对重金属污染土壤进行修复，可以分别处理重金属物质，进而使其创造更大的价值[3]。

4 应用植物修复土壤技术的注意事项

应用植物修复技术进行土壤修复时，需要注意以下几点：（1）因植物修复污染土壤技术会受土壤的温度、湿度、盐度、pH值等参数的影响，所以需要对这些数据进行分析和评价。另外要结合植物的吸收、挥发、分解等特性，培养植物在重金属土壤中生长的习性，提升植物治理重金属污染土壤的能力。（2）引入生物基因科学，培育具有优良基因的植物，提高植物对重金属的容纳量和忍耐力，提升植物根系的发达程度、生长速度，进而土壤修复效率得到提升。（3）建设并完善土壤污染检测系统，及时发现并修复受污染的土壤。另外要加大土壤环境保护力度，并完善相关制度，提高土壤污染标准，减少土壤污染情况的发生。（4）加大土壤生态环境保护的宣传，引导广大群众参与监督，落实土壤环境保护职责，切实做好土壤污染防治工作。

5 结语

综上所述，近年来我国土壤污染情况日渐严重，土壤污染已经引起了公众的重视，引发人们对食品安全的考量。土壤污染相对于大气污染和水源污染来说，治理修复更加困难。通过大量实验和实际应用表明，植物对受损土壤生态环境的修复具有很明显的作用，同时，植物修复技术可以在土壤形态和微生物环境方面发挥积极作用，其经济效益和生态效益明显。通过对植物修复受损土壤的技术特点进行分析，可以更直观地为其提供理论依据和实践说明，从而能够避免在应用过程中出现差错，有利于促进植物修复土壤技术的发展。