陈 政

（科盛环保科技股份有限公司 江苏南京 210046）

1 植物修复技术概述

植物修复技术是近年来刚刚发展起来的技术，不同于以往污水处理的物理法和化学法，其主要作用原理是通过植物本身以及根部微生物正常的生理活动进行代谢，对水中存在的污染物、有害物和放射性物质进行吸收、转化和降解，从而降低水中污染物的浓度，净化污水，使污水能够达标排放。该技术的优势在于更加环保，不易产生二次污染，并且成本低，效果好，可重复利用，且适用于大面积和大规模的污水处理[1]。基于此，植物修复技术在污水处理方面有着天然的优势，这一技术正方兴未艾，对于我国的污水处理有着很好的借鉴意义。

2 植物修复技术类型

植物修复技术在污水处理中的运用，主要有如下三种作用机理，即植物提取、植物挥发和植物转化。

2.1 植物提取

植物提取是目前研究最多，发展前景最好的植物修复技术之一，其原理是利用植物的根部对污染物进行吸收并经由植物内部的传输系统将污染物转移到地上植物部位，然后将转移出水体并留存在植物体内的污染物以收割植物的方式将污染物去除，从而达到污水治理的效果。植物提取技术可应用于清除水体中的无机物、有机物及重金属等物质，其最大的优势是可以降低运行成本，而且这种技术的主要载体都是经济价值较高的植物，通过对水中无机物、有机物的提取，可以提高植物的产量，从而实现可观的经济效益[2]。但值得注意的是，通过植物提取出来的铜、锌、铅等重金属物质，因其具有严重的危害特性，收割后的植物不可直接进行综合利用，可通过焚烧植物的方式对重金属进行再提取利用或安全处理。

植物提取技术主要是利用富集能力较强并且对水中污染物有超强吸附能力的一些植物，比如我们生活中常见的木本植物，如杨树、柳树等都是典型的植物提取技术的载体，他们可以吸收污水中过多的无机物和重金属，从而达到对污水的治理。而且树木生长较快，经济价值又高，还可以美化环境，兼具经济效益与生态效益，是非常好的污水处理选择。但是树木在吸收水中重金属的时候，会或多或少影响自身的生长，这就决定了其不能适用于重金属污染程度较高的污水处理，只能在处理污染物浓度较低的污水中发挥较好的作用。此外，睡莲、芦苇、水葫芦、浮萍等水生植物对水中的污染物也表现出极强的提取能力。实践表明，睡莲根能够吸收水中的汞、铅、苯酚等有毒物质，还能过滤水中的微生物。浮萍在重金属含量较低的水体中可以正常生长，同时还能在15天内将水体中的重金属比如铅进行有效的清除，清除率可高达80%。

2.2 植物挥发

植物挥发所使用的植物主要有烟草、印度芥菜和低芥酸油菜等，有些特殊树木也同样适用，其作用机理是利用植物日常的新陈代谢活动吸收水中的污染物质并使其达到极易挥发状态的特性，使水中的污染物质挥发到大气之中，从而达到污水处理的目标。植物挥发技术最初是用于对环境污染中的汞元素进行修复，后来才慢慢扩散到污水处理中的，这种技术可以经由植物的吸收作用将二价的汞转化为气态汞，这样就使得汞的毒性大幅度的下降[3]。植物挥发技术运用的前提是要求污水中的污染物质极易挥发，并且在经由植物吸收转化之后形成物质的毒性要远远小于在水中的毒性，上述条件限制了植物挥发的应用范围。此外，植物挥发不同于植物提取，植物体表面挥发出来的污染物很难进行观察和收集，污染物一旦挥发到大气中，会对周边大气环境造成一定的影响（或污染），这些污染物质亦可通过沉降或者淋溶的作用，进入土壤或者重新回到水体中，同样会给土壤和水体带来一定的影响（或污染），因此，该技术隐患相对较大，在未来利用过程中需特别注意植物体表面污染物的收集。

2.3 植物转化

植物转化也称植物降解，其作用原理是通过植物体内特殊的生理活动将吸收的污染物进行分解或通过植物分泌出的化合物对污染物进行分解，以此来达到去除污染物的目的。植物转化法适用于苯系物、三氯乙烯等疏水性适中的污染物。对于疏水性较强的污染物，由于其会紧密结合在水生植物根系表面，从而污染物无法发生运移，植物转化技术在水体中针对该类污染物，修复效果较差。

3 植物修复技术应用

植物修复技术在污水处理中发挥的优势是得天独厚的，要知道的是，三种植物修复技术并不是分割对立的，其作用的对象也不仅限于一种污染物，而且三种技术也不是单独使用的。它们自身各有特点，针对不同种类的污染物发生作用的效果不尽相同，在具体的污水治理过程中，要有主有次，相互配合，最大程度的处理污水，达到修复效果最大化。

3.1 植物提取降低重金属浓度

水体里面的重金属大多含有毒性，比如锌、铬、铅、镉等。在低污染区，可以种植沉水植物和浮叶植物，不仅可以吸收重金属，还可以监控水中的重金属含量。比如镉的浓度过高的话就会抑制植物的生长，剑兰具有吸收镉的效果，当镉浓度过高时，剑兰的数量就会减少，吸收能力下降。大多数情况下，水生植物根部的重金属含量比叶部、茎部要高，但有的则各部位含量差不多，因为其整个植株都长在水中。木本植物大多使用于处理人工湿地的污水，可治理面积大，效果好，无二次污染。陆生植物根系发达，在其幼时种在水中，发达的根系便可随着长大吸收水中的重金属，清除水中的重金属，并可以把重金属固定住，方便人们从植物中提取出重金属。

3.2 植物挥发去除氮磷化合物

水中最多的是氮磷化合物，因其营养能力高，在淡水中形成水华，排入海中便形成赤潮，污染环境，极难治理。氮能通过挥发去除，在这里植物挥发技术就可以发挥作用。水体中含有的各种类型的氮，如氨氮、硝态氮、亚硝态氮、有机氮等，经由植物根部的吸收，融入植物体内，在经过植物叶部的挥发，便可以以气体（主要是氮气）的方式排放到大气中，氮气在空气中的比例约为78%，所以这种去除水中氮的方式效果好，几乎无污染。磷用植物挥发去除效果不佳，只能结合植物提取技术去除。但植物挥发发生的作用仅限于小范围，且不可将水中的氮和磷全部去除。

3.3 植物转化净化放射性物质

污水中也含有一些放射性物质，对于放射性物质的处理是比较让人头疼的一件事情。植物转化技术在净化放射性物质方面有着良好的效果。相关研究表明，油菜、向日葵、芥菜和浮萍等可用来修复铯-137、铯-134等放射性物质，用浮萍来进行植物修复，在7天内，受到核污染水体中的铀元素明显减少。此外，部分水生植物还能固定放射性物质，以避免放射性物质进入到自然循环和地下水当中，从而有效缩小了放射性物质的污染范围，对于污水中放射性物质的治理效果明显。

结语

植物提取，植物挥发和植物转化这三种植物修复技术是利用植物本身的特性来对污水进行治理，因为植物是自然环境重要的组成部分，所以通过植物来治理污水效果更好、成本更低、也无二次污染的产生，具有良好的生态效益和经济效益。然而，植物的自动修复能力毕竟有限，而且一味的让植物生长在污水里对植物本身性状的改变也尚未可知，因此需要对植物修复技术进行更加深入的研究，以方便更好地在污水处理中发挥作用。