基于超积累植物修复技术的土壤环境污染治理研究重金属污染物的来源及治理方式
摘要：在当今社会的发展过程中，土壤的重金属污染已成为一个世界性的环境问题。随着矿产资源的开发、农药肥料的过度使用、工业废气废水的排放、金属矿石的冶炼等，土壤重金属污染问题日趋严重。重金属在土壤中的扩散和移动具有很强的隐蔽性，其所产生的危害也更加严重，所以，重金属污染土壤的修复也成为全球科学界关注的焦点。植物修复技术由于其操作简单、成本较低、实用性广等优势，成为目前解决重金属污染土壤的一项重要的修复技术。
关键词：超积累植物修复技术；土壤；污染治理
引言
土壤属于生态系统中重要组成部分之一。目前工业污染物不断排放，耕地化肥和农药超标等问题，使得土壤出现不同程度的污染情况。超级累植物可以有效吸收和积累污染土壤中的重金属成分，主要依靠体内的微生物，将浓度高的金属转变成植物可吸收浓度低的金属，提升了其重金属吸收能力和耐受性，对周围污染土壤进行溶解吸收。根据这一特性，目前有关专家学者通过研究植物内根系细菌和内生菌，不断升级和改善超积累植物修复技术，从而实现土壤环境污染治理。基于上述分析，提出了基于超积累植物修复技术的土壤环境污染治理分析。采用超积累植物修复技术，完成土壤重金属治理和微量元素强化，从而有效实现土壤环境污染治理。
1植物修复技术的原理
现阶段中国土壤环境污染植物修复技术的研究主要集中在治理土壤污染与利用植物修复等方面。植物修复的原理是利用植物的耐受性以及超量积累某种化学元素的理论，构建植物和共存微生物体系，让植物发挥吸收污染物和富集作用，利用分析微生物和分泌物对污染物进行降解，有效地清理土壤污染物质，修复土壤环境。针对污染物质的不同，选择的修复方式也会不同，其中应用最为广泛的就是针对重金属和有机污染物质治理采用的植物修复技术。
2超积累植物修复技术
超积累植物内生微生物和根系微生物是超积累微生物的核心部分，也是后续修复技术应用的主体部分。内生微生物是长期居住在植物组织内部的微生物，与宿主植物互惠互利，不会产生病虫感染或微生物导致的感染病，是超积累植物进行土壤治理时自身最重要的生物保护之一。内生微生物通过居住在植物的质外体或共质体内，而根系微生物则主要寄聚于根系内，包括根系细菌和真菌。内生微生物与根系微生物的菌落相似，都会受到生物和非生物因子的控制，但是内生微生物其自身的抵抗性，比根系微生物可以更好地保护当前宿主植物不会受到生物威胁。植物提取的原理是通过种植超积累植物，利用根系对土壤的吸收功能，将土壤中的重金属转移到植物体内，从而实现重金属土壤的活化吸收。该项应用主要包括以下两个阶段:第一阶段:首先是将污染土壤中包含的束缚性重金属进行金属活化，转换成非束缚性。第二阶段:将土壤中重金属有害物质进行运输转移。应用该项技术除了常规的超积累植物外，还需要添加螯合剂诱导积累植物。其中，螯合剂诱导植物主要负责辅助超积累植物对土壤进行重金属吸收，并将其运输到土地表面。目前超积累植物修复技术在土壤微量元素强化作用中，需要对植物根尖进行多方位测定，选取超积累植物根系的有益内生菌，促进土壤中微量元素的运行活性，同时促进植物对微量元素的吸收和积累，从而实现土壤微量元素强化。超积累植物挥发法就是利用超积累植物根部挥发作用，通过积累和挥发两道工序，改善污染土壤中的微量元素成分，实现对土壤污染环境的改善和治理。超积累植物中根系中的麻黄成分，可以通过改变土壤微量元素的活性成分，将土壤中Se元素转化成甲基硒，甲基硒拥有挥发性，从土壤中挥发到空气中。除了挥发法以外，为了改善污染土壤的整体土质，还应用了固化法。超积累植物固化法是利用活性超积累植物的根际分泌一种微量元素固化活性物质，对当前土壤中的微量元素进行有序固化，降低微量元素的流失，实现污染土壤的治理。在这一过程中，超积累植物通过自身根系的分解、吸收、氧化、还原、沉淀等多项操作，与污染土壤中的微量元素相结合，降低其流动性和生物可利用性，从而减少因污染引起的土壤微量元素流失。
第26卷 第5期2010年3月甘肃科技GansuScienceandTechnologyVol.26 No.5Mar. 2010植物修复技术在重金属污染土壤治理中的应用王兆胡,王鸣刚,骆焕涛(兰州理工大学生命科学与工程学院,甘肃兰州730050)摘 要:重金属污染物排放和扩散进入到环境中造成日趋严重的污染问题由来已久,如何有效消除环境中重金属污染物已成为世界性难题。近些年来一种成本低廉,环境友好型的植物修复技术成为各国研究的热点。当前来看,研究不外乎优良品种的选育、土壤条件的改良、微生物配合投放等,长远来看,植物修复技术的长足发展还需依赖抗重金属或降解有毒化合物的关键基因的克隆与遗传转化,以期获得重金属“超级”积累植物品种来解决土壤的污染治理难题。文章综述了近些年来国内外相关的研究工作,并提出植物修复技术在今后实际应用中有待突破之所在。关键词:植物修复技术;重金属污染物;超积累植物;基因工程中图分类号:X505 植物修复技术(Phytoremediationtechnology)是通过绿色植物来固定、吸收、转移、转化、降解污染物,使之变为对环境无害的物质和将污染物加以回收利用的一项新兴的环境治理技术[1]。该技术从本质上讲,是通过植物光合作用将散存于土壤和水介质中的污染物抽吸出来转移到植物地上部分或可收割部位,通过刈割并做无害化处理来达到治理环境的目的。在重金属含量相对偏高的土壤中能生长的超积累植物(Hyperaccumulator)给人们以启迪,利用这类植物来治理重金属污染的土壤,特别是将基因工程技术应用于改良超积累植物的生物学性状和植物对重金属的积累特性来提高治理效率前景广阔;或分离、克隆那些在重金属富集过程中起重要作用的基因和调控元件,将其导入到具有生物量大、分布广、抗逆性优良的常规植物或经济作物中,使之具有重金属耐受性和累积性,并高效安全地生长而不危害食物链及生态安全。这方面的工作已获得一些结果,如对金属硫蛋白(MTs)、植物螯合肽(PCs)、金属搬运子、改变植物代谢途径和氧化应激机制的研究[2]。1 植物的重金属超常吸收积累机制与耐受性的产生1.1 植物根际环境的复杂性及重金属离子作用的相互促进性 研究植物修复时首先关注到植物根际的复杂性问题[3]:一是组成的复杂性;二是相互作用的复杂性;三是物理过程及化学反应的复杂性。植物根际既有散布在土壤胶体溶液中的重金属离子,又存在大量种类繁多的特异性和非特异性的根际微生物,这一环境在重金属元素从根部向地上部分转移的过程中发挥着极其重要的作用,它不仅是物质与能量交换的场所,也是土壤物质循环的活跃界面,发生着诸多类型的反应,如,酸碱反应、氧化还原反应、络和—解离反应、生物化学反应、活化固定、吸附解吸反应等。超积累植物由于具有庞大的根系———重金属吸收系统而大量地将土壤中的重金属离子通过交换吸附和选择性吸收蓄积于体内,通常超出普通植物50～100倍以上[4]。植物根系分泌质子使得根际环境酸化,进而促进了重金属化合物的溶解,植物根系还分泌出促进土壤重金属化合物溶解的有机物,植物根毛部细胞质膜上的专一性金属还原酶作用于土壤中的变价金属离子而使之还原从而增加溶解性。这些与金属的选择性吸收是分不开的,如,镍超积累植物Alyssumbertolonii在土培条件下各器官蓄积镍而非铜、锌。可见依赖于对金属的选择性吸收机制和金属进入共质体或运输到木质部过程中的根质膜跨膜转运有关,由此推测选择性吸收可能发生在木质部输入水平上。1.2 重金属离子在植物地上器官中的转移转运重金属离子经由根部交换吸附进入体内后开始转运。运输过程受两个因素的影响:输入木质部和木质部输出的容积流量;根压与蒸腾拉力。茎叶部的重金属离子会通过韧皮部回流到根部。不管植物系统如何循环运输,重金属离子必定要通过根系内皮细胞方可进入根木质部,继而通过木质部软组织细胞溶解物释放和吸收的调控作用使溶解物沿木质部进入茎叶器官。在此过程中起作用的有离子-质子逆向转运体、离子-ATPase、离子通道,研究发现自由组氨酸与重金属离子含量有线形关系[5],与之相关的研究工作正在如火如荼地进行,至今仍有很多问题有待阐明。1.3 金属离子在植物细胞内的螯合与区室化作用积累植物表皮和下表皮组织器官蓄积的重金属含量较高,这是长期进化和适应的结果,各种植物所采取的策略不尽相同[6]。相关研究表明重金属高亲和性螯合作用对超积累植物耐性起关键作用,重金属胁迫实验表明仅凭与重金属耐性相关的酶类难以解释超积累植物器官存在蓄积重金属离子的功能。如T.montanum.var.siskiyouense叶部的镍主要存在于气孔保卫细胞周围的副卫细胞中[7],植物会通过提供某种特定的高亲合性配体来螯合重金属离子或以沉淀的方式将金属化合物络合成难溶的或稳定的物质形式存在于细胞某一区域以达到降低胞内重金属离子浓度来避免损伤自身的目的[8]。镉在液泡中以镉-植物螯合蛋白的形式被钝化,因而可以解释为什么超积累植物对重金属离子的吸收具有选择性。镍在一些超积累植物中的配体主要有苹果酸、丙二酸盐、柠檬酸盐、氨基酸、细胞壁果胶酸盐、芥子油配糖物,呈现种类多样化。这样以来影响到植物体内的电荷平衡问题,有机酸解决了这一危机,有机酸虽能给细胞质毒性提供保护,但pH值是一个不可回避的问题,研究发现它可以与金属离子形成沉淀,如,草酸盐。相关的机制并没有完全搞清楚,如,有些金属离子被还原或被螯合到有机化合物中是否可以理解为植物的一种解毒机制还是本来正常的功能体现,例如:硒代半胱氨酸(Selenocysteine,Sec)和硒代甲硫氨酸(Selenomethionine,Se-Met)的存在,在分子水平上的进化意义并不清楚。1.4 植物细胞分子水平上的重金属超积累发生机理 重金属离子首先作用植物细胞靶区是脂质膜。在研究铜毒害导致膜损伤时发现植物对高浓度的铜离子的基本抵御机制是增加原生质膜的抗性及原生质膜的修复能力,另外研究表明,植物金属硫蛋白可被异戊二烯化并到达原生质膜参与修复过程[9];此外酰基载体蛋白(ACP)和乙酰辅酶A结合蛋白(ACBP)均参与膜脂的代谢。ACBP的反义负调节表达的实验结果显示植物对铜的敏感性增加[10]。这些结果均支持了膜修复在重金属耐受性机制形成中的重要作用。同时诸多研究显示超积累植物的重金属超量吸收过程受多基因表达产物的综合作用。科学家已从遏蓝菜(T・goesingense)中分离出一个锌转运蛋白基因———ZNT1,遗传分析表明,该基因属于一个微量元素转运体基因家族,对锌、镉等都有转运作用。对于植物这个复杂的体系必定有很多的蛋白质执行特定的功能并且有效地适应环境的变化,正如Schat和Vooijs在研究中发现的那样,Silenevulgaris对铜、锌、铬的耐性受非多向性铜、锌、铬重金属耐性基因的控制,而对于镍、钴的耐受性又受控于多向性等位基因的副产物[11]。1.5 植物耐受性的产生通过对重金属耐受性植物的研究发现富集机制(Accumulationmechanism)、变形机制(Sequestrationmechanism)以及排除机制(Exclusionmechanism)三个主要代谢机制确保了这类植物表现出耐受性。富集机制意味着植物即使吸收毒性离子也能向着降低其毒性的方向适应;变形机制确保植物的代谢产物与重金属形成复合体后储藏在细胞内的液泡中抑制毒性发作;排除机制保证植物识别毒性重金属以后排除毒性离子。特别要强调的是植物螯合物与Cd的结合力较强,植物通过根系吸收Cd以后首先进入导管运送到地上部,然后与植物螯合物结合形成稳定的化合物储藏在液泡中经历无毒化过程。关于植物重金属耐受性更深入的机理还在进一步的研究之中。2 植物修复技术发展的思路通过常规途径在短时间内获取可用于治理重金属污染环境的植物愈来愈难。如何在现有的熟悉植物类群中找到可以加以改造从而增加生物量的同时又可大幅度提高植物对重金属的绝对吸收量成为当前科学家致力追求的目标。从国内外研究动态上来看,此项工作还处于起步阶段,在三大方面有待攻克:基因工程方面的工作;新品种超积累植物的调查和筛选工作;对植物修复理论知识的深化认识,即植物生态策略的研究与植物生理学分子水平的研究[12]。2.1 基因重组技术的运用对重金属蓄积能力差但生物生长量大,耐寒耐贫瘠的植物进行转基因操作已经付诸实施。多种生物修复性蛋白基因正被从植物、微生物和动物中陆续分离出来,如,汞离子还原酶基因merA、汞转运蛋白基因merT、有机汞裂解酶基因merB、金属硫蛋白基因MT、植物络合素合成酶基因PCS、铁离子还原酶基因FRO2和锌转运蛋白基因ZIP[13],这些基因47 甘 肃 科 技 第26卷的发现和克隆为精准地研究重金属再生物体内代谢的生化机制提供了前提条件,同时也为重金属污染物形态的生物学控制提供了科学的认识基础。有两类研究得较为深入的编码植物修复性蛋白的基因正被广泛应用于基因工程[14]。一是金属硫蛋白,编码这类蛋白的基因已在多种高等植物中发现[15]。这些基因所编码的蛋白质均包含两个富含Cys的结构域,通常Cys的分布具有三种类型:Cys-Cys、Cys-Xaa-Cys、Cys-Xaa-Xaa-Cys;二是植物络合素,是一类一级结构具有(γ-Glu-Cys)n-Gly(n=2～11为主)型的多肽,由GSH酶促生成[16],在许多被子植物、裸子植物和藻类中均发现有其存在,它是一个广泛性的重金属络合肽,可以绑联或螯合重金属离子成稳定的化合物,加之巯基含量高,对多种重金属离子都具有较强的亲和性。国外将豌豆的类MT基因(PsMTA)克隆到Arabidopsisthalliana和E.coli中,发现对铜积累量增加,国内利用根癌农杆菌介导的植物螯合肽基因转入苜蓿中用于修复重金属污染的土壤,正在多个高校和科研院所进行试验[17]。2.2 寻找和开发新的超积累植物资源寻找超积累植物的方法通常是到目标重金属污染严重的地域去收集该地的先锋植物物种,进行实验室筛选。对于野生型超积累植物,为使其实用化,当前可采用的方法是通过改良育种手段培育新的植物品种,如,杂交、远缘杂交、突变筛选等常规育种技术。利用基因工程培育理想的超积累植物,进展缓慢,因此,寻找生物量大、生长迅速、适应性广、修复效率高的超积累植物是保证植物修复技术产业化的前提。常用的筛选修复植物的方法主要有野外采样分析法、标本馆植物微量取样法、土壤盆栽模拟法[18]。在已发现的400余种超积累植物中,大多数是通过前两种方法找到的。此外还有野外微量采样分析法和野外试纸初步诊断法也具有较好的效果,由于存在技术瓶颈而限制了其实际应用[19]。对新发现的尚不具开发条件的植物应用基因工程技术和传统育种方法改良超积累植物的生物学性状来提高植物修复污染环境的相对效率是一个新的研究方向。据报道,有把植物生长素合成基因导入超积累植物的;有把赤霉素合成基因转入木本植物的[20]。目前基因大规模精准克隆还有困难,大多停留在理论研究阶段,所以,改良生物技术应用尚不广泛,但也可以被认为是揭开了植物修复技术大幕的一角,国内外有许多科研院所和研究小组正致力于该项研究。2.3 植物修复过程中的根际微生物刺激与辅助细菌对根际圈中有机物分解和腐殖质的形成过程中起着决定性作用。根际圈内的细菌主要有三种存在方式:一是能与植物根系共生的如根瘤菌等细菌;二是生长于根表面的细菌;三是存在与于根系周围的细菌。由于根的分泌活动及其残体的脱落,使得根际圈内细菌旺盛的生命活动显著高于根际圈外的细菌。根际圈细菌对重金属的吸附,可以降低其移动性,改变生物有效性,降低生理毒性,从而对污染土壤起到修复作用。植物于微生物之间共同进化出了一种互惠互利的关系来共同应对环境中的毒害,植物根际分泌物使微生物受益,而微生物降解有毒化合物又让植物受益[21]。植物根系与根际微生物共同所构成的地下生态系统的复杂性与自洽性存在于根系物质与能量的周转过程中和根际圈内部信息的传递交换过程中,根系及其根际圈在输入有机物的同时也会不断地吸收土壤中的水分、养分、化学盐离子来调节整个植株的生理代谢平衡过程,如,水盐平衡,自稳态的维持,渗透压的调节。生态系统的恢复与重建直接与地下理化过程紧密相关,也存在着自体系的平衡维持。对修复过程中存在的一个个平衡移动的问题,土壤理化性质的调适,重金属离子浓度的递减,植物根系的适应等的研究还是空白[22]。3 展望植物修复技术作为新兴的绿色安全修复技术以其独特的优势和潜力倍受重视。由于发展的时间不长以及相关技术支持跟不上等现状,仍处于试验开发和探索阶段,加之它们各自有优缺点和适用范围,又对重金属超积累植物资源的筛查研究偏少,能在田间应用的植物资源更是匮乏。尽管在转基因植物的培育上取得了一些较大进展,同时也不得不对此抱谨慎和保守的态度去面对这一技术[23]。为了加快植物修复技术从实验阶段走向商业化并安全地发挥实际功用,对植物修复技术做了以下七点展望:在已知的植物资源基础上继续寻找和筛选超积累植物;研究超积累植物的抗性机理和生理生态过程,筛选出能同时富集几种重金属污染物的“超级”植物[24];对土壤进行工艺研究并结合土壤改良剂,提高植物对重金属的积累速率和水平;富集重金属的植物回收焚烧,从处理后的灰分中提取贵重金属,防止二次污染;将基因工程和现代分子生物技术结合57第5期 王兆胡等:植物修复技术在重金属污染土壤治理中的应用
119第１１卷第１２期 南方农业 ２０１７年４月Ｖｏｌ．１１ Ｎｏ．１２ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ａｐｒ． ２０１７重金属一般指密度大4.5 g/cm3的元素（除砷、硼、硒等），浓度过高会对植物、动物和人类有毒害作用。随着土地处理逐渐成为废物管理的重要手段之一，土壤逐渐被视为人类食物链中重金属的主要来源。科学界和调控、监管机构也逐渐意识到土壤污染在人类健康和生态系统中的严重性，对修复污染场地技术的关注越来越多。然而，与有机污染物不同，大多数重金属无法通过生物或化学反应降解，在土壤中长期存在。因此，土壤修复的方法通常是通过改善土壤条件以降低重金属的生物利用率。减少或消除有毒物质经人类活动进入土壤的传统方法主要包括土壤蒸汽提取、焚烧等，但这些传统方法均存在一定的风险。新兴科学技术为生物修复提供了一种替代方法——场地生物修复，该方法已被证实是减轻有机溶剂、有机化合物、碳氢化合物、非氯化杀虫剂、除草剂，重金属和放射性核素污染的有效手段，并已投入使用。本文主要介绍了有机改良剂对重金属污染场地修复的潜在价值，简要概述土壤重金属、有机改良剂的来源以及重金属在土壤中的一系列反应。描述通过有机改良剂强化重金属生物修复的机制，针对重金属在土壤中的生物有效性进行了讨论。１ 土壤环境中重金属的来源重金属通过成土和人为过程进入土壤环境，多数重金属天然存在于土壤母质中，因这些物质的溶解度很低，不易被植物吸收，对土壤中的生物影响很小。通常通过自然成土的方式释放到土壤系统中的金属浓度很大程度与母质的来源和性质相关。但与成土过程相比，人类活动给土壤带来的重金属具有很高的生物活性[1-3]，如施加在农业土壤中的污泥、粪便等机改良剂是植物生长的必需品，也是土壤中金属物质的主要来源[4-6]。污泥中受关注的重金属有Pb、Ni、Cd、Cr、Cu和Zn，它们主要来自于工业废水中的污染物。e[7]等人报道，土壤中的污泥对Ni和Cr的总浓度影响不大，但对增大Cd、Cu、Pb和Zn的浓度有明显效果，污泥中这些元素有很高的活性。这些元素通常被固化在土壤中，但它们对土壤微生物群落是有毒的，且可以在动植物中积累。粪便亦被认为是重金属输入土壤的主要来源，粪便在土壤中的大量使用，导致重金属浓度升高。由于重金属主要通过粪便和尿液排出，粪便中的重金属的浓度主要取决于饮食中的的浓度。Li[8]等指出，猪饲料铜浓度和粪便铜浓度呈显著相关性（R2=0.89，P＜0.05），铜在猪粪和饲料中的浓度分别为6.86 mg/kg和395.19 mg/kg，猪粪中的Cu含量大于5倍猪饲料。同样，在猪和家禽中过度使用生长促进剂，可导致污水和粪便中Cu含量增加[9]。２ 有机改良剂与重金属的作用机理２．１ 重金属在土壤中的反应2.1.1 吸附和络合重金属吸附的程度取决于土壤pH值[10]，与土壤成分也有密切关系，包括硅酸盐黏土、有机质、铁、铝和锰氧化物的含量。氧化还原电位，离子/阴离子交换量也影响重金属的吸附，且它们在土壤中的吸附很少由一个单一的因素决定[10]。影响重金属-有机配合物形成的因素包括温度、浓度、土壤pH值、离子强度、主导阳离子和土壤类型[11-12]。土壤pH值是影响重金属-土壤化学反应最重要的因素，在高pH土壤溶液中，金属离子几乎完全去除。土壤的类型和组成对重金属的络合具有重要影响作用，在一般情况下，细粒土比粗粒土有更大的重金属吸附力。2.1.2 共沉淀降水中含有硫酸、碳酸化、氢氧化磷等物质，在土壤pH值和重金属浓度均较高且有阴离子存在的条件下，与重金属共沉淀，有助于其固定，因此降水是一个重要的重金属固化过程[13-14]。重金属易在铁和铝的氧-氢氧化物存在的条件下发生沉淀[15]。同时，降水过程中硫化物沉淀也是一种降低重金属毒性的途径。硫化物沉淀过程具有在宽的pH范围也能实现且反应迅速的特征，且硫化物沉淀溶解度低[16-17]。收稿日期：2017-03-30作者简介：吴雪（1995—），女，四川江油人，本科在读，研究方向为土壤污染修复治理。有机改良剂在重金属污染土壤修复治理中的应用吴 雪，赵 力，丁 林（西南大学，重庆 ４００７１５）摘 要 土地利用逐渐成为重要的废物利用和处置方式，因此土壤被视为重金属的主要来源，通过植物吸收和动物转换进入食物链。随着公众逐渐意识到污染土壤对人类和动物健康带来的不良影响，场地污染修复技术的开发也得到了广泛的研究。生物修复是通过土壤微生物和植物改变重金属的生物利用率，添加有机改良剂提高其作用效果。堆肥、污泥和城市固体废物等许多有机改良剂可改善土壤物理性质和肥力，通过吸附、络合、还原、挥发等作用降低土壤中重金属的生物利用率。基于此，综述了有机改良剂在生物修复中的作用机制，并讨论了土壤重金属吸收与生物利用率的现实意义。关键词 重金属；有机改良剂；活化；植物修复，；生物利用率中图分类号：X53 文献标志码：B DOI：10.19415/ki.1673-890x.2017.14.065
新疆农业科技２００８年第３期总第１８０期 ）Ⅲ删 ＾ＧⅢ（肌舭Ｓ口囵 ＡＮＤⅡ咖
０引盲 由于现代工业的快速发展及农药的广泛使用，大量的汞、镉、
铅等重金属造成土壤污染日趋严重。全世界每年排放Ｈｇ约１．５万
ｔ，Ｃｕ３４０万ｔ，ＰｂＳＯ０万ｔ，Ｍｎ１５００万ｔ，Ｎｉｌ００万ｔ。据我国农业部的
调查，我国遭受重金属污染的土地面积占污水灌区总面积的
６４．８％，一些地方生产的粮食、蔬菜、水果等食物中重金属含量超标
或接近临界值。这些农产品中的重金属通过食物链富集到人或动
物体中，危及人类的生命和健康，同时导致大气、水体污染和生态
系统退化等其他次生生态问题。土壤重金属污染已引起许多国家
的高度重视，各种土壤修复技术陆续出现。植物修复技术是成本
低、效果好、无二次污染的绿色技术，较之传统的修复方法更符合
可持续发展污染治理模式，有着很好的发展前景。
１土壤重金属污染的植物修复技术
治理土壤重金属污染的原理大致有两种，一是改变重金属在
土壤中的存在形态，使其固定，降低其在环境中的迁移性和生物可
利用性，二是从土壤中去除重金属。
为了降低和消除重金属的危害，常用治理重金属的方法有物理
法，即电化法、玻璃化技术和提取法等；化学法，即添加土壤改良剂、淋
洗法等；农业生态工程法，即客土法、排土法和水洗法；植物修复法等。
本文主要对植物修复技术进行探讨。
２植物修复技术
植物修复是指将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤
上，该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，将植
物收获并进行妥善处理（如灰化处理）后即可将该重金属从土体中
去除，达到治理污染与生态修复的目的。
２．１植物修复技术分类 ２．１．１植物提取
利用重金属富集能力较强的植物，通过吸收和运转将重金属转
移并储存在地上部分，最终通过收获地上部分集中处理来达到减少
土壤重金属含量的目的。植物提取的关键要求所用的植物能在体内
积累高浓度的污染物；能同时积累多种重金属；生长快，生物量大，
