3．1 植物修復的概念和類型

　　植物修復是指利用植物轉移、容納或轉化環境介質中有毒有害污染物，使其對環境無害，使污染環境得到修復與治理。它是一項新興的污染環境治理技術，屬于生物修復的范疇。廣義上的植物修復技術是指利用植物吸收、提取、分解、轉化或固定土壤、沉積物、污泥或地表、地下水中有毒有害污染物的技術的總稱。而狹義上的植物修復技術是指將某種特定的植物種植在重金屬污染的土壤上，該種植物對土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力，將植物收獲并進行妥善處理(如灰化回收)后即可將該種重金屬移出土體，達到污染治理與生態修復的目的。與傳統的修復方法相比，植物修復具有綠色、環保、經濟等優勢。

　　植物去除土壤中重金屬的機理主要依靠植物萃取作用、根系過濾作用、植物揮發作用和植物固定化作用。根據修復植物在某一方面的修復功能和特點，可將植物修復分為植物提取、植物揮發和植物穩定3種類型。

　　植物提取法是利用一些植物對某種重金屬的吸收和在地上部的蓄積，并通過收獲地上部達到減少土壤重金屬含量的目的。當地上部對某種重金屬的蓄積達到一定量可稱之為超積累或超富集植物，規定植物積累的Cd含量一般在100mg／kg以上。

　　植物揮發是指植物吸收土壤中的重金屬，將體內重金屬轉化為可揮發的狀態，并通過植物的葉片等部位揮發出去，從而降低土壤中重金屬含量，這種修復方法應用范圍較小，更多的用于一些揮發性的重金屬，比如№ 、Se等。并且，通過植物揮發雖然減少了土壤中重金屬含量，但揮發出的重金屬進入大氣，會造成大氣的重金屬污染。筆者認為，從整體環境考慮，修復土壤中的重金屬污染不能以對其他環境造成污染為代價。

　　植物穩定是通過吸收、分解、氧化、固定等過程，降低重金屬的流動性和生物可利用性，防止重金屬的滲漏和轉移，減少重金屬對植物的危害。在這一過程中，土壤中重金屬含量并不減少，只是存在形態發生了變化。通過大面積種植此類作物，可有效降低廢棄礦場和重金屬污染嚴重地區重金屬的危害。

　　3．2 Cd污染土壤植物修復研究現狀

　　1977年Brooks等首次提出了超積累植物的概念，1983年，美國科學家Chaney等首次提出運用超積累植物去除土壤中重金屬污染物的設想。目前，國內外已發現的各類超積累植物有700多種，大部分都在國外。Cd的超積累植物近年來也陸續被發現，如王松良等研究了蕓苔屬蔬菜對Cd的富集特性并發現這類植物對修復土壤Cd污染有一定的潛力；劉威發現寶山堇菜可以富集Cd，在自然條件下，其地上部Cd平均含量為1168mg／kg；魏樹和通過盆栽模擬實驗發現龍葵(Solanum nigrum)滿足Cd超積累植物的衡量標準；王激清通過水培與土培實驗篩選出了芥菜型油菜川油lI一10為理想的高積累Cd油菜；熊愈輝通過大量實驗研究發現礦山型東南景天是一種Cd超積累植物；彭克儉等研究的結果表明龍須眼子菜能有效轉移水中的Cd、Pb，可以作為吸附劑用于含Cd、含Pb廢水的處理；聶發輝發現株洲冶煉廠生產區實驗范圍內的商陸是一種Cd的超積累植物；潘志明等采用正交試驗法對腎蕨進行實驗發現腎蕨對Cd、Hg有較好的富集作用。國外發現的Cd超積累植物還有Baker 1989年在歐洲中西部發現的能富集Cd高達2130mg／kg的十字花科植物天藍褐藍菜、Thlaspi caerulescens J&C Presl和Arabidopsishalleri(L)0 Kane&Al—Shehbaz等等。我國植物種類繁多，資源豐富，在尋找Cd的超積累植物方面仍有很大空間。

　　目前，利用植物修復cd污染土壤的做法正在被越來越多的研究人員所推崇，此做法也得到社會的認可和強烈關注，是一個前景廣闊的研究領域。此方法的關鍵是通過多種方法找尋更多超積累植物或修復效率高的植物，有部分研究人員還提出可以用大生物量的植物進行替代，雖然有些植物不是超積累植物，但因其生物量大和對重金屬有耐性等特征，仍能應用于重金屬污染土壤的植物修復。比如有研究人員用煙草、美人蕉等作物進行Cd污染土壤的植物修復研究，也取得了很好的效果，這也為其他研究人員提供了一種思路。

　　3．3 Cd污染土壤植物修復技術的優點與不足

　　與傳統的化學修復、物理和工程修復相比，植物修復技術有一些顯著的優點：植物修復技術是一種原位修復技術，對土壤擾動小，可永久解決土壤污染問題，并可大面積修復受污染土壤。另外，在污染土壤上種植植物對環境有綠化和美化作用，并利于生態系統的保持，易于被人們接受，目前已有學者開始研究用觀賞性植物進行修復。此外，與其他修復技術相比，植物修復技術成本較低。

　　植物修復技術目前仍處在實驗階段，對于污染環境治理的具體應用而言，還存在一些局限性，目前發現的可用于植物修復的超積累植物一般都存在地上部作物量小、生長緩慢和季節性較強的限制，耗時較長，修復效率不高。另外，不同的植物僅對某一種污染有較好的修復效果，對于復合型污染的修復則收效甚微。此外，在植物修復過程中，還應防止植物的籽實可能被誤食導致食物鏈污染。

　　植物修復技術目前受其局限性制約，無法大面積應用于實地修復，面對日益嚴重的重金屬污染，當務之急是需要完善植物修復技術，提高植物修復效率。

　　4 Cd污染土壤生物修復技術研究展望

　　目前，因工業三廢、污灌等原因導致的土壤Cd污染越來越嚴重，眾多研究人員對污染土壤的修復技術進行了大量卓有成效的研究，生物修復尤其是植物修復技術因其經濟、環保等優點而備受推崇，并不斷有新突破。在以后的生物修復技術研究過程中，以下幾方面將會是重點和難點：

　　4．1 重金屬污染土壤修復植物的選育

　　目前，全世界已經篩選出數量眾多的Cd的超積累植物，但這些超積累植物普遍存在生物量小、修復效率不高的缺陷，找尋生物量大、易于收割、氣候適應性強的超積累植物仍是當前的重點工作之一。除草本植物外，也可對木本植物進行選育，有研究人員用楊樹和柳樹做了實驗，發現它們對重金屬Cd污染土壤的修復具有良好的效果和作用。此外，可通過選育多種超積累植物，用這些植物在重金屬污染土壤區域構建立體生物群落，在不同季節，進行不同組合，實現生物多樣性并提高修復效率。

　　4．2 植物根際圈內環境研究

　　菌根真菌對根際圈內的重金屬具有吸收、屏障及螯合作用，能影響菌根植物對重金屬的積累和分配，使菌根植物體內重金屬積累量增加，提高植物提取的效果。此外，根際圈內細菌也能吸附和固定重金屬，說明細菌對重金屬也有修復作用。怎樣使菌根一植物～ 微生物修復體系達到最佳組合，將成為一個新的研究方向。

　　4．3 生物工程技術和基因工程技術的應用

　　建立Cd的超積累植物基因庫，資源共享，加快研究步伐．通過應用生物工程技術和基因工程技術，將Cd超積累植物的基因導人到生物量大、生長迅速、季節適應性強的植物體內，可以培育出較理想的超積累植物，此技術的不斷成熟和應用，將會突破目前超積累植物選育的瓶頸，并將因其綠色環保、經濟高效而在以后的重金屬污染土壤修復方面發揮不可替代的作用。