治理环境污染的绿色植物修复技术探究

治理环境污染的绿色植物修复技术探究

摘要:指出了在治理污染物过程中,通常采用物理或者化学方法,但是会产生少量的污染物,并且经济效益不高。随着科学技术的不断发展,尤其是植物修复技术的发展,在污染物治理方面得到了广泛的应用,相比其它治理方法,具有诸多优点,并且不会产生不良效果。对植物修复有机污染物的原理以及植物修复技术在有机污染物中应用进行了简要阐述。与此同时,从植物萃取、根系过滤、植物固化以及植物蒸发等方面探讨了植物修复金属和放射性核素的机理及其在重金属污染治理中的应用。

关键词:植物修复;污染治理;有机污染物;重金属

1引言

近年来,社会经济的迅速发展,导致环境受到严重污染,对人们的日常生活具有不利影响,这种情况将会导致经济可持续发展受挫。现阶段的环境污染主要是工业或者是人们日常生活垃圾造成,为此治理环境污染,就需要对污染物治理引起高度重视。现阶段,通常利用化学、物理方法对污染物进行处理,但是在处理过程中,极易造成二次污染,最为主要的是所耗费的成本较高,尤其是对大面积低浓度的污染物更是难以处理。随着科学技术的不断发展,植物修复技术的出现,促使环境污染治理出现了春天,其主要应用在污染的水体与土壤治理当中,具有操作简单、耗费成本少、不造成二次污染等优点。关于植物修复技术应用原理主要是利用植物、微生物与环境的相互作用,从而清除、分解以及吸收环境污染物质,进而恢复生态原有环境。

2植物修复技术在废水治理中的应用

2.1植物修复有机污染的一般原理

关于有机污染采取植物技术修复原理主要包括三方面的内容,分别是积累作用、降解转化作用以及催化作用。①积累作用,主要是植物将有机污染物加以吸收,并且在植物体内加以保存,从而使得污染物得到有效的分解;②降解转化作用,主要是现阶段土壤当中,富含了有机污染物(主要包括农药、油等),植物将其吸收进入体内,通过植物内部组织对污染物加以分解,并且储存在植物组织当中,或者是通过植物的光合作用,促使环境污染物得以全部分解为二氧化碳以及水;③催化作用,主要是充分发挥植物根系分泌特定的分泌物作用(酶、蛋白质、糖类、有机酸、酚等),从而使得土壤中有机污染物得以分解,并且将分解物提供给植物为养料,促进植物生长,在植物生长的情况下,分泌物增多,从而有助于加速有机污染物的分解[1]。诸如在美国生长的一种桑葚(MorusrubraL.),该植物根系就能够分泌一种多酚物质,能够加快聚氯联苯(PCB)的细菌生物的分解;再比如葫芦科植物,该植物根系就能够分泌出蛋白质,值得注意的是该种蛋白质与一般蛋白质具有本质的区别,其中含有氯芳香性物质TCDD,能够促进微生物的分解,并且一直以溶解状态呈现在人们面前。一种植物用于环境污染治理,通常情况下是特定的植物,并且其发挥的作用也是不尽相同。

2.2植物修复技术在富营养化水体及有机污染治理中的应用

随着社会经济的迅速发展,我国工业污染水以及人们日常生活污水大量排入湖泊当中,促使我国湖泊出现富营养化情况,或者是造成严重污染。根据有效调查数据显示污染的湖泊高达90%,造成湖泊水体富营养化的主要化学元素包括N、P元素[2]。为使湖泊水体富营养化得到有效的治理,现阶段,国家采用植物修复技术的主要方式是利用特定植物的修复功能。目前在全球范围内使用最多的有凤眼莲(EichhotmiacrassipesSo-mis)、喜旱莲子草(Al-ternantheraphiloxeroides)以及水浮莲(PistiastratiotesL.)等植物。诸如荷兰某厂在治理生活污水时,主要采用的是香蒲以及水浮莲,通常情况下,是保持10d停留时间之后,将可以得出一串数据,BOD5的去除率为79.8%,N元素去除率高达95%,大肠杆菌去除率高达98%。除此之外,存在少数国家,诸如日本就采用宽叶香蒲进行生活污水的治理,该种方式的治理通常情况下需要保持24d,才能确保处理效果[3]。总而言之,在对富营养化的水体进行处理时,通过植物修复技术进行水体的净化,不仅仅能够美化环境,还能够有效促进经济效益的增长。

3植物修复技术在重金属污染治理中的应用

3.1植物修复治理重金属污染的机理

现阶段,环境污染物主要包括化合物以及金属污染。金属污染的治理不同于化合物污染治理,化合物的治理主要通过植物的降解,从而实现污染物的消除,但是金属元素以及放射性核素造成的污染治理就不同于有机污染物,该种污染治理主要通过一种形态转化成为另一形态,或者是进行金属元素的扩散迁移,从而使得其发挥的作用实现逐步降低[4]。目前,通过植物修复技术治理重金属,主要方式包括四种类型,分别是植物富集、根系过滤、植物固化以及植物蒸发。①植物富集,该种方式主要是利用植物将重金属进行积累在植物内部,或者是将土壤当中超出部分的重金属通过植物根系加以分割,从而使得重金属污染得到有效的治理;②根系过滤,该种方式治理重金属污染,主要是利用耐重金属植物,或者是超积累植物促使重金属的活性得到有效的降低,从而使得重金属难以渗透到地下水或者是进入食物链当中;③植物固化,该种治理方式,主要是通过超积累植物或者是耐重金属植物,不断吸收污水当中的有毒重金属,并且将其沉淀以及富集在植物根部;④植物蒸发,该种方式主要通过植物根系对土壤当中极易挥发的重金属加以吸收,诸如汞、硒等,植物在吸收易挥发重金属之后,利用蒸腾作用通过叶片将金属蒸发,从而使得土壤中的金属污染得到有效的处理[5]。值得注意的是植物在修复环境时,任何一种的修复方式的修复效率,主要取决于植物特性。

3.2植物修复技术在重金属污染治理中的应用

在上述分析中,从中可以了解到重金属治理方式与有机污染物的处理方式完全不同,其主要通过转化,或者是积累方式。为此,在重金属污染治理过程中,通常情况下是利用超积累植物,该种植物主要的特点便是能够对重金属具有很强的解毒和积累能力。在英国Bak-er等人首次进行了田间试验,并且对实验结果进行了深入的研究,该项研究主要针对的是锌污染土壤,实验结果表明土壤中含锌444μg/g时,采用超积累植物(T.caerulescens)加以吸收,将会发现田间锌含量是土壤中16倍,同非超积累植物萝卜(Raphnussatinus)相比,含锌量比为1∶150,从这一数据就可以得出T.cae-rulesens从土壤中吸收的全锌量为30.1kg/hm2。此外,植物在治理放射性核素方面,同样具有较好的效果,通常情况下,在植物种植3个月之后,就可以使得土壤137Cs放射性强度减少3%。根据报道,在1986年切尔诺贝核电站发生了放射性元素的泄露,造成大面积土壤受到污染,在当时主要采用红根苋植物进行修复,并且取得了良好的效果[6]。此外,我国的周风帆早在1989年就对凤眼莲净化放射性核素60Co、65Zn、137Cs进行了深入的研究,从研究结果来看,凤眼莲对放射性核素具有较强的选择性吸收,并且相对而言,吸收度快,尤其是对钴与锌的吸收率很高,分别高达97%与80%,并且能够将其长时间存储在植物体内,从而有助于环境污染的治理。

4结语

随着社会经济的迅速发展,环境遭到了严重的污染,不利于经济的可持续发展,这就需要有关部门重视环境污染治理。化学方法以及物理方法进行治污,极易造成二次污染,并且所需成本较高,不利于经济效益的提升。植物修复技术的应用,不仅仅是一条生物学的、绿色的净化途径,还是一种有效的、廉价的绿色技术。两种治污技术进行比较,植物修复技术具有技术以及经济的优越性。目前植物修复技术在全世界治污当中得到了广泛的应用,但是由于实践起步较晚,存在经验不足等情况,为此还需要进行深入探究,从而促使其得到进一步的推广应用。

参考文献:

[1]王庆海,却晓娥.治理环境污染的绿色植物修复技术[J].中国生态农业学报,2013(2):261~266.

[2]刘福兴,宋祥甫,邹国燕,等.农村面源污染治理的“4R”理论与工程实践———水环境生态修复技术[J].农业环境科学学报,2013(11):2105~2111.

[3]范阳.根际促生菌强化植物修复技术治理重金属污染[J].边疆经济与文化,2014(4):171~172.

[4]黑亮.植物修复技术治理土壤重金属污染的机制研究进展及其应用前景[J].安徽农业科学,2014(18):39~40,77.

[5]何明珠,胡天光,程斌让,等.干旱区尾矿污染环境的植物修复技术研究进展[J].中国沙漠,2014(5):1329~1336.

[6]陈青春,陈平.植物修复技术在环境污染治理的应用现状[J].污染防治技术,2016(2):59~62,69.

作者:杨学军 郑天才 单位:河南省商城县国营苗圃场 河南省国有商城县黄柏山林场