重金属污染土壤修复中植物修复技术的应用

李 亮，张建宾

（1.中节能大地（杭州）环境修复有限公司北京分公司，浙江 杭州 310000；2.中节能大地环境修复有限公司，北京 100085）

我国地域辽阔，占地面积较大，因而各个区域的大气环境和地质条件大相径庭。现阶段，随着工业化城市化进程的加快，耕地资源缺少以及土壤污染等不良情况逐渐凸显，其中，土壤重金属污染比较严重，从而既造成了大面积的土地被浪费，又制约了农业经济的发展速度。因此，相关部门需加强对此类土壤修复工作的关注，尤其是植物修复技术的具体运用，以提高土地资源的利用率，并进一步促进区域经济的飞速发展。

1 重金属污染土壤形成原因

1.1 空气中重金属的沉降

根据相关调查结果显示，在工业发展过程中排放了大量的有害重金属气体，而这些有害物质会在空气中凝结和聚集，之后随着雨水沉降至土壤中，从而加重土壤中有害物质的含量。另外，随着汽车保有量的增加，人们出行会以汽车为主，虽然提供了便利，但却加重了温室效应，最终导致汽车尾气中的大量有害重金属沉降至土壤内部。

1.2 工业和生活“三废”

当前，随着经济的快速发展，人们收入水平逐渐提高，但环保节能意识还较差，导致工业三废和生活三废的排放量日渐加重。具体而言，在工业企业的生产过程中，为了减少不必要的成本投入，大多会将工业废气、废渣、废水等有害物质直接排放到周围的河流和土壤中，而这些有害物质中通常会含有重金属，所以严重污染了生态环境。另外，随着人们日常生活质量逐渐改善，生活垃圾也趋于复杂化，如果直接将各种生活废弃物排入下水道或周边的土壤、河流，同样会对生态环境造成破坏。由此可以看出，工业三废和生活三废中含有的大量有害物质，不仅会对周边环境造成危害，还会影响人们的身体健康[1]。

1.3 矿产资源的不合理开发

随着时代发展的脚步逐渐加快，各种资源的需求量持续增加，其中矿产资源的开发力度逐渐加大，但由于相关人员一味地注重开发成果，却忽略了对周边土壤环境的保护，而且在矿产冶炼和开发过程中产生的废弃物，会含有大量的重金属物质，如果未经处理而是直接堆放在土地上，就会对周边的土壤和河流造成严重的影响，从而导致大量土地被闲置浪费，影响当地居民的正常生活。

2 重金属污染土壤的危害

近年来，随着城市化建设的不断加快，土壤重金属污染问题逐渐显现出来，若不能采用科学合理的方法进行处理，将会在短时间内增加土壤中重金属的含量，进而会显著增加治理的难度。因此，人们逐渐认识到了重金属污染土壤的危害，首先，此类污染土壤会对周边的环境造成危害，并在大自然的作用下进入周边河流和空气中，这使得周边的生态环境逐渐恶化，严重时会出现生态系统退化等现象。其次，对植物的生长也会造成一定影响，若在植物生长的土壤中含有大量的重金属，将会限制植物的生长速度，使其无法进行正常的光合作用。最后，人类健康的影响。若人们在日常生活中使用含有重金属的水源，或空气中含有一些有害物质，而当这些有害物质进入人体，就会在身体内部产生一些有毒物质，极易引起人们患有各类疾病[2]。

3 植物修复技术的概念

所谓植物修复技术，主要是指通过利用绿色植物的挥发和吸收作用，以起到清除污染杂质的作用，从而降低土壤中的重金属含量，使土壤环境满足耕种条件。根据有关调查结果显示，在开展重金属污染土壤修复工作的过程中，植物修复技术是最有效的一种方法，可从根本上恢复土壤本来的土质，并能有效避免对土壤造成二次伤害。因此，该修复技术非常符合低碳环保的理念。植物修复技术具有以下优势：其一，能有效利用植物降解的功能，对受到重金属污染的土壤进行科学修复。其二，由于植物的生长具有稳定性的特点，且适应性较强，所以不仅能起到修复土壤的作用，还能提高区域的绿化面积，防止大面积的水土流失。其三，借助植物的蒸腾功能，能有效对污染土壤采取蒸腾处理，以防止土壤内部的重金属流入到地下河水中。其四，通过科学使用植物修复技术，可有效降低对周边环境的影响，从而也改变了重金属污染物的性质，使其转变成有机物质[3]。

4 植物修复技术在重金属污染土壤中的具体应用和优化措施

4.1 具体修复技术

在运用植物修复技术的过程中，需提前掌握该技术的特点，之后再采取科学的方法，并充分发挥出其优势，以提高此项技术的实践效果。该技术与生物、化学等技术相比，具有以下特点：植物修复技术的能源主要是通过太阳能获取，而太阳能不会对环境造成污染，因此，该技术具有无污染的特点；而且该技术是利用植物的新陈代谢功能来改变重金属的性质，从而使得整个修复流程更加简单；同时，还可以融入栽培技术和种植技术，并进行有机融合；该技术应用较为简单，所以对技术人员的要求较低，也不需要较高的资金支持。

4.1.1 微生物修复技术

对于实际应用植物修复技术，若想显著强化土壤的修复成果，需搭配微生物修复技术，主要是通过科学运用土壤中的一些微生物群落，使其能够发挥出吸附重金属的作用，从而协助工作人员快速开展土壤内部的重金属清除工作。具体而言，要求在污染土壤修复工作开展之前，要派专业技术人员进行试验，以掌握植物对重金属的积极影响，之后再通过利用植物的多元化功能，再选择最佳的微生物群落，最大程度地从根本上强化修复效果，从而使区域的重金属污染土壤问题可以得到有效改善。

4.1.2 普通植物修复技术

在运用植物修复技术过程中，需要工作人员提前到重金属污染土壤区域展开深入调查，并利用先进的设备和技术对此地区的地质条件进行分析，以保证各项研究数据和资料的准确性，之后再基于不同角度，制定有效的污染处理方案。在实际的重金属污染土壤修复过程中，运用最频繁的方法为植物固化和植物提取。其中，植物提取主要是指通过植物的吸收功能，将土壤内部存在的重金属提取出来，但在具体操作过程中应适当引入植物萃取的方法，再采取最合理的处理方案，以快速达到预期的工作效果。而植物固化主要是通过运用植物根系起到对重金属物质固定的作用，防止重金属污染土壤的规模进一步扩大，此方法不需要投入大量的资金，且对周边环境影响较低，但会消耗大量的时间，所以比较适用于一些长期重金属污染土壤的控制工程。

通常情况下，在修复被重金属污染的土壤之前，要做好前期的调研工作，并遵守因地制宜的原则，这样才能达到事半功倍的效果。同时，运用植物修复技术还应重点考虑当地的天气状况和自然条件，以及选择最适合当地生长的植物类型。例如，在具体修复工作中，应优先选择根系比较发达的植物种类，好为后期修复工作的顺利进行奠定基础。另外，在整个修复阶段，还应派相关人员仔细做好记录，以便在进行后期总结时，能及时发现存在的不合理地方，以此对植物修复技术方案进行整改。此外，该技术还能起到预防的作用，可有效避免受污染土壤的范围扩大，也显著提高了生态效益。

与其他修复技术不同的是，植物修复技术主要是通过运用特定植物的转化和吸收等功能，快速降解或清除土壤中含有的有害物质，可在短时间内达到净化土壤的目的，降低土壤中重金属的含量。由此，在对重金属污染土壤进行修复的过程中，主要是通过在植物生长阶段进行吸收，而植物根系降解有害物质，且与微生物相互配合对污染物进行转化和吸收等。该技术的优势在于，具有投入资金较低、保护环境等特点，但在具体应用中还会受到一些因素的影响，所以会具有一定局限性。因此，在选择修复植物时需遵守针对性的原则，以确保植物能适应重金属污染土壤的性质。不仅如此，在运用植物修复技术时，若当地的气候条件比较恶劣，将会显著降低具体植物的修复效果，且延长整个修复时间。此外，还应重点考虑植物修复的深度，要参考修复植物的特点，如大多数的植物种植深度都不会超过1 m，所以也只能对受污染的土壤展开表面修复，一旦土壤深度加大，则很难达到预期的修复效果。

4.1.3 土壤淋洗技术

土壤淋洗技术是应用比较广泛的一种方法，该技术能在短时间内清除土壤内存在的重金属物质，而之后还可以将清洗后的土壤种植绿色植被，提高土壤内的营养成分。所谓土壤淋洗技术，主要是通过将土壤中的污染物物质剥离，之后再将其放入到淋洗液中，展开后续处置；最后再通过种植大量的植物，并运用植物的吸收等作用，提高重金属污染土壤的修复效果。但在运用此技术的过程中，还需要根据具体作业地点之间的差异性，来选择异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复工作的任务量，从而有效满足具体的种植要求。其中，异位土壤淋洗技术主要是通过运用现代化设备，将含有重金属的土壤挖掘出来并堆放在场地内，然后通过适量的水源进行冲洗，以此对废液中的污染物展开系统化处理；而当处理之后的土壤符合相关要求后，就可以重新运输到原位，展开植物种植操作。但原位土壤淋洗技术是需要工作人员提前准备好大量的淋洗液，之后在受污染的土壤区域进行大规模的喷洒，以起到冲洗土壤的作用。同时，也要对地下水进行提取操作，以达到预期的修复效果。此技术的主要应用特点是，比较适用于修复半挥发性污染土壤和重金属污染土壤，其整个操作过程需要添加适量的洗涤剂，从而可以高效率高质量清除土壤内大部分的重金属，以减少污染物的含量。同时，此技术还具有操作流程简单、清除彻底等特点，且由于此技术能从根本上清除土壤中的重金属，所以更符合运用植物修复技术的目的。此外，还可以在修复后的土壤上种植大量的绿色植物，以不断丰富土壤内部的有机物含量，从而真正改变土壤的性质[4]。

4.2 技术措施优化

4.2.1 引入现代生物技术，改善土壤环境

在实际应用中，为了进一步提高植物修复技术的效果，应结合土壤修复工作的现状，引入现代生物技术，从而不断强化修复植物的治理能力。例如，可借助植物的新陈代谢和转基因技术等，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。同时，还要注重改善土壤环境。根据相关调查结果显示，植物的生长发育情况，以及其抗病能力，与植物具体的生存地点和周边环境等关系密切。因此，就需要工作人员从改善修复植物的土壤环境入手，可通过添加适当的活性剂，不断调整土壤的pH值，促使修复植物能满足污染土壤的修复要求。

4.2.2 加强土壤管理，完善植物修复技术体系

现阶段，提高植物修复技术的应用效果，受到了环保部门的重视。而要真正提升修复效果，就要运用现代化的科学技术，完善植物修复技术体系，且不断加强土壤管理，让植物具有更高的修复能力。具体而言，要求研究人员加大对植物修复技术的研究力度，这也需要相关部门能给予充足的资金支持和人力物力支持，以满足各项要求，同时，再对修复技术展开创新和科学优化，之后在展开不断试验，以及时发现技术中存在的问题。此外，还要派相关专业人员对重金属污染的土壤展开定期检测，并仔细记录相关数据，从而为具体修复技术的研究工作提供帮助，有助于技术体系的完善。

另外，由于植物修复技术需要运用大量的植物，因此对于植物的各项性能要求较高。所以，在植物生长阶段需要专门的技术人员展开科学管理，并运用农业操作工艺，最大限度地强化植物的生长能力，并不断加强土壤的管理力度，提高其产量，同时，还要遵守科学种植、科学施肥等原则，从而为修复植物创造更加良好的生长环境，以达到强化其修复能力的目标。此外，在植物生长过程中，周围会存在大量的微生物群落，由于微生物也能起到治理重金属污染土壤的目的，所以在运用植物修复技术时可引入微生物，实现多个技术体系共同修复。

5 总结

总而言之，修复重金属污染土壤关系到当地经济的未来发展情况，也与当地居民的日常生活息息相关。而植物修复技术作为一种新型技术被广泛运用，并且由于此技术具有低碳环保、绿色、低成本等特点，成为了修复土壤的最佳方法。但由于此技术研发时间较短，仍存在诸多弊端，所以要根据重金属污染土壤形成的根本原因，不断加强研究力度，完善植物修复体系，同时引入现代化生物技术，以显著强化修复植物的各项性能，争取从根本上解决现存的土壤重金属污染问题。