随着现代化工业、农业生产等活动产生的污染物进入土壤，导致土壤质量恶化和生产力下降。当污染物质累积到一定浓度，对生态环境中的动、植物产生毒害，并最终通过食物链威胁到人类的健康和生命。近年来，对于研发效率高、可操作性强、成本低、环境友好、适于大面积推广的土壤修复技术成为科学家研究的热点。通过在污染土壤上种植特定的植物（如重金属超富集植物、园林植物等）可以改变地表生物状况，可以去除、降解或者钝化土壤中的污染物，将污染土壤变废为宝。治理土壤污染的方法中，生物修复是对环境友好的修复方法。在生物修复方法中，植物修复因兼顾了重金属修复与美化环境的双重优点，这些具有修复功效的植物被称为“土壤清洁工”。

　　技术的应用

　　植物修复技术应用最广的是植物提取技术，这种技术在我国的实验室水平和野外工程试验均已开展，取得一定成果。如蜈蚣草治理砷污染土壤、香薷植物修复铜污染土壤、牵牛花降解土壤中石油类污染物、以及伴矿景天去除镉污染土壤。这些植物通常具备以下能力：具有对多种重金属的吸收富集能力；根系吸收能力强；抗逆性强；生物量大，植物地上部储存重金属能力大于植物地下部；能适应污染地区的气候环境等。同时植物根的伸展长度与土壤污染的深度也是一个需要考虑的因素。小型植物（如蕨类植物和草类植物）通常用于治理浅层污染土壤。中型和大型树木如杨树和柳树等用于修复深层次的污染土壤和地下水。某些植物如烟草可以将二价汞转化为气态汞，然后通过植物挥发作用降低土壤中的汞污染。铅可与磷结合形成难溶的磷酸铅沉淀在植物根部，减轻铅的毒害，藜和新麦草等常用于铅污染土壤的植物固定和植被恢复，东南景天可以超富集镉和锌和富集铅、铜，扁穗牛鞭草和野薄荷为铬超富集植物，圆锥南芥具有同时超量富集铅、锌和镉的能力，紫花苜蓿对铅有较强的富集作用。

　　植物修复技术也用来减缓受污染的地下水的迁移，一定程度上阻止污染物质的扩散。植物在吸收水分同时进行蒸腾作用的时候就像一个“水泵”，通过根部不断将地下水吸收到地上从而减缓地下水的移动。这种减缓地下水污染迁移的方法被称为“水力学控制”。它可以减少由于污染地下水运动导致的土壤污染。

　　可能存在的问题

　　植物修复可能需要数年才能完成，修复的时间主要取决于4个因素：污染物浓度高低、受污染土壤面积大小、受污染土层深度、植物生长速度快慢、适宜植物生长的季节长短等，这些会因为污染地区和土壤类型等因素的不同存在巨大的差异。同时用于植物修复的植物物种可能会因为极端天气、虫害或动物毁坏等因素导致的重新引种，这也会增加修复的时间。

　　植物修复通常来说是一种安全和环境友好的修复治理方法。修复过程中只需要注意两点：首先是在修复区域周围建造围墙或栅栏等屏障，以防止野生动物摄食用于土壤修复的植物。其次是在某些利用植物蒸发技术的情况下，需要定期人工采样污染区域附近空气，以确保植物释放蒸气的量不对环境中的动植物和人造成危害。与其他修复技术相比，植物修复技术不会对周边区域产生破坏。最初的工作可能涉及推土设备的土壤耕作和种植树木或灌木的挖掘工作。修复区域附近可能会有较小的设备噪音或轻微的化肥气味。

　　应用前景

　　近年来植物修复已成为一种获得广泛认可的新兴污染治理技术。关于植物修复方面的应用，许多优良的技术和成果还处于实验室阶段，向工程化和产业化应用还有很长的路要走。未来植物修复技术研究的关键是通过自然界寻找或者通过转基因的方式，筛选能超量积累污染物的植物以及能改善植物吸收性能的方法，加强植物与微生物相互作用机理的研究，加强对植物提取后污染物回收处理技术的研究。　　

　　修复方式

　　某些植物可以通过根系从受污染的土壤、沉积物或地下水中吸收养分和水，从而除去或分解其中有害的化学物质。植物可以在根系伸展的范围内通过自身的某些代谢机制清理污染物质（图1）：

　　（1）植物降解(Phytodegradation)，指通过植物体内的新陈代谢作用将吸收的污染物进行分解，或者通过植物分泌出的化合物（比如酶）的作用对植物外部的污染物进行分解。

　　（2）根际过滤（Rhizofiltration），借助植物羽状根系所具有的强烈吸持作用，从污水中吸收，浓缩，沉淀金属或有机污染物，植物根系可以吸附大量的铅、铬等金属。另外也可以用于放射性污染物，疏水性有机污染物(如三硝基甲苯TNT)的治理。

　　（3）植物提取(Phytoextraction)，种植一些特殊植物（如超重金属富集植物），利用其根系吸收污染土壤中的有毒有害物质并运移至植物地上部，通过收割地上部物质带走土壤中污染物的一种方法。

　　（4）植物固定(Phytostabilization)，利用植物根际的一些特殊物质使土壤中的污染物转化为相对无害物质。植物在植物稳定中主要有两种功能：保护污染土壤不受侵蚀，减少土壤渗漏来防止金属污染物的淋移；通过金属根部的积累和沉淀或根系表面吸持来加强土壤中污染物的固定。

　　（5）植物挥发（Phytovolatilization），植物将污染物吸收到体内后并将其转化为气态物质释放到大气中的一种植物修复方法。

　　（6）植物促进（phytostimulation），植物代谢产生的活性物质与根际微生物相互作用降解某些有机污染物。

　　作者单位：中国环境科学研究院