植物修复法

原理: 植物转化也称植物降解(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。

植物转化技术使用于疏水性适中的污染物, 如BTEX, TCE, TNT等军用排废. 对于疏水性非常强的污染物, 由于其会紧密结合在根系表面和土壤中, 从而无法发生运移. 对于这类污染物, 更适合采用之后提到的植物固定和植物辅助生物修复技术来治理.

(Plant-Assisted Bioremediation)

原理：通过植物的吸收促进某些重金属转移为可挥发态,挥发出土壤和植物表面,达到治理土壤重金属污染的目的。

有些元素如Se、As和Hg通过甲基化挥发,大大减轻土壤的重金属污染。如B.Juncea能使土壤中的Se以甲基硒的形式挥发去除。还有的研究表明烟草能使毒性大的二价汞转化为气态的零价汞。Rugh等将细菌的汞还原酶基因转入Arabidopsistfialiana中,发现该植物对HgCl2的抗性和将Hg2 还原为Hg的能力明显增强。

这一方法只适用于挥发性污染物，植物挥发要求被转化后的物质毒性要小于转化前的污染物质,以减轻环境害。

由于这一方法只适用于挥发性污染物，应用范围很小，并且将污染物转移到大气和（或）异地土壤中对人类和生物又一定的风险，因此，它的应用将受到限制。

原理: 借助植物羽状根系所具有的强烈吸持作用, 从污水中吸收, 浓集, 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.

进行根滤作用所需要的媒介以水为主. 因此根滤是水体, 浅水湖和湿地系统进行植物修复的重要方式, 所选用的植物也以水生植物为主.

植物修复过程中可以具体分为5种：

phytoextraction植物提取

phytostabilisation植物固定

phytovolatilization植物挥发

phytoinfiltration植物过滤

phyto-enhanced degradation植物加强的降解作用

原理：种植一些特殊植物,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。

植物提取作用是目前研究最多,最有发展前景的方法。该技术利用的是一些对重金属具有较强忍耐和富集能力的特殊植物。要求所用植物具有生物量大、生长快和抗病虫害能力强的特点,并具备对多种重金属较强的富集能力。

此方法的关键在于寻找合适的超富集植物和诱导出超级富集体。

从1999年开始，在国家“863”计划、“973”计划和国家自然科学基金重点项目的支持下，地理科学与资源研究所环境修复中心研究员陈同斌带领的研究组筛选出一种砷超富集植物，解决了砷污染土地植物修复技术中的一系列关键难题，在国际上建立了第一个砷污染土地的植物修复示范工程，并先后在广西河池和云南红河州开始推广应用。

此外关于水体污染植物修复技术（漂浮植物修复技术）的研究工作也在推行之中。

原理：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的一种方法。

植物在植物稳定中主要有两种功能:

1.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;

2.通过金属根部的积累和沉淀或根表吸持来加强土壤中污染物的固定。

应用植物稳定原理修复污染土壤应尽量防止植物吸收有害元素,以防止昆虫、草食动物及牛、羊等牲畜在这些地方觅食后可能会对食物链带来的污染。

然而植物稳定作用并没有将环境中的重金属离子去除,只是暂时将其固定,使其对环境中的生物不产生毒害作用,但并没有彻底解决环境中的重金属污染问题。如果环境条件发生变化，重金属的生物可利用性可能又会发生改变。因此，植物固定不是一个很理想的修复方法。

优点

花费低，适应性广，无二次污染物

缺点

修复周期长

对于深层污染的修复有困难

由于气候及地质等因素使得植物的生长受到限制

存在污染物通过“植物—动物”的食物链进入自然界的可能2100433B

植物修复具有成本低、不破坏土壤和河流生态环境、不引起二次污染等优点。自20世纪90年代以来，植物修复成为环境污染治理研究领域的一个前沿性课题。

植物修复过程中可以具体分为5种：

phytoextraction植物提取修复

phytovolatilization植物挥发修复

phytostabilisation植物固定修复

phytotransformation植物转化修复

rhizosphere bioremediation根圈的植物修复技术

植物修复植物提取修复

又称植物萃取技术，种植一些特殊植物，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。植物提取作用是目前研究最多，最有发展前景的方法。该技术利用的是一些对重金属具有较强忍耐和富集能力的特殊植物。要求所用植物具有生物量大、生长快和抗病虫害能力强的特点，并具备对多种重金属较强的富集能力。此方法的关键在于寻找合适的超富集植物和诱导出超级富集体。

植物修复植物挥发修复

通过植物蒸发作用将挥发性化合物或者新陈代谢产物释放到大气的过程。羟基是光化学循环中形成的一种氧化剂，地下环境中许多难处理的有机化合物进入大气后可很快与羟基氢氧基产生化学反应。然而，将污染物从土壤或地下水转移到大气中并不容易。植物中的硝酸盐还原酶和树胶氧化酶可分解药废弃物如TNT，并将降解后的环形结构物结合到新的植物组织或有机碎片中，成为有机物质的组成部分，从而达到去毒的目的。去毒机制是将母体化合物转化为无植物毒性的新陈代谢产物存在植物器官中。对酶作用途径和产物的深入研究无疑会丰富和发展现有的植物修复理论。

植物修复植物固定修复

原理：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的一种方法。

植物在植物稳定中主要有两种功能：

1.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;

2.通过金属根部的积累和沉淀或根表吸持来加强土壤中污染物的固定。

应用植物稳定原理修复污染土壤应尽量防止植物吸收有害元素，以防止昆虫、草食动物及牛、羊等牲畜在这些地方觅食后可能会对食物链带来的污染。

然而植物稳定作用并没有将环境中的重金属离子去除，只是暂时将其固定，使其对环境中的生物不产生毒害作用，但并没有彻底解决环境中的重金属污染问题。如果环境条件发生变化，重金属的生物可利用性可能又会发生改变。因此，植物固定不是一个很理想的修复方法。

植物修复植物转化修复

原理：植物转化也称植物降解(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。植物转化技术使用于疏水性适中的污染物，如BTEX，TCE，TNT等军用排废.对于疏水性非常强的污染物，由于其会紧密结合在根系表面和土壤中，从而无法发生运移.对于这类污染物，更适合采用之后提到的植物固定和植物辅助生物修复技术来治理。

植物修复根圈的植物修复技术

又称植物刺激技术、植物辅助修复技术，或根圈降解技术。

原理：通过植物的吸收促进某些重金属转移为可挥发态，挥发出土壤和植物表面，达到治理土壤重金属污染的目的。有些元素如Se、As和Hg通过甲基化挥发，大大减轻土壤的重金属污染。如B.Juncea能使土壤中的Se以甲基硒的形式挥发去除。

还有的研究表明烟草能使毒性大的二价汞转化为气态的零价汞。Rugh等将细菌的汞还原酶基因转入Arabidopsistfialiana中，发现该植物对HgCl2的抗性和将Hg2 还原为Hg的能力明显增强。这一方法只适用于挥发性污染物，植物挥发要求被转化后的物质毒性要小于转化前的污染物质，以减轻环境害。由于这一方法只适用于挥发性污染物，应用范围很小，并且将污染物转移到大气和（或）异地土壤中对人类和生物又一定的风险，因此，它的应用将受到限制。

本书介绍了植物修复及其相关的基本概念、重金属植物与超积累植物、植物修复的基本原理与方法、植物修复的影响因素及瓶颈问题、放射性核素污染环境的动植物修复、核分析手段在植物修复与植物过滤领域内的应用等内容。

目前现有的环境污染土壤修复技术通常采用物理和化学方法，如排土壤埋法、稀释法、淋洗法、物理分离法和稳定化及化学法等。成本高，难于管理，易造成二次污染，且对环境扰动大。近年来生物修复技术因其成本低，适合大规模的应用，利于土壤生态系统的保持，对污染地景观有美学价值，对环境基本没有破坏作用，从而引起了公众及科学界的广泛兴趣。生物修复技术包括植物修复技术、微生物修复技术和微生物-植物联合修复技术。

植物修复定义

植物修复指直接利用植物把受污染土地或地下水中的污染物（重金属、有机物等）移除、分解或围堵的过程。目前普遍认为利用植物修复的方法，来清除受重金属污染的土地，是一种较便宜且方便的作法，甚至有科学家指出，可利用植物的这种特性开采土壤中的金属矿物。

植物修复优点

植物修复技术属于原位修复技术，其成本低、二次污染易于控制，植被形成后具有保护表土、减少侵蚀和水土流失的功效，可大面积应用于矿山的复垦、重金属污染场地的植被与景观修复。

植物修复缺点

植物修复技术主要依赖于生物进程， 与 一些常用工程措施相比见效慢，修复耗时长。 对于深层污染的修复有困难，由于气候及地质等因素使得植物的生长受到限制，存在污染物通过“植物—动物”的食物链进入自然界的可能。