【正文】 的主要形態(tài)都為可交換態(tài)。黃棕壤則不同，主要形態(tài)為碳酸鹽結(jié)合態(tài)，因此，在 Cd污染濃度相同時(shí)， Cd在紅壤中的毒性較大； ? 鐵錳氧化物結(jié)合態(tài) Cd在小麥根際、非根際沒有顯著差別而在水稻根際、非根際明顯不同，水稻根際存在富集鐵錳氧化物結(jié)合態(tài) Cd的現(xiàn)象，與旱作相比，對(duì) Cd的毒性有一定緩解作用； ? 實(shí)驗(yàn)條件下，水稻根際有機(jī)結(jié)合態(tài) Cd遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于非根際； ? 不同 Cd處理濃度下，紅壤水稻根際與非根際各形態(tài) Cd發(fā)生變化，該現(xiàn)象表明了高濃度 Cd處理下，根際可能存在碳酸鹽結(jié)合態(tài)向鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化的機(jī)制。 重金屬污染土壤的植物修復(fù)過程的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià) 重金屬污染土壤植物修復(fù)程序 污染地的自然條件及土壤基本理化性質(zhì)的調(diào)查與分析 ? 進(jìn)行重金屬污染區(qū)土壤的植物修復(fù) ， 首先要查明污染區(qū)的地理位置（ 經(jīng)緯度 、 氣候類型等 ） 、 受污染土壤的面積 、 主要的植被 （ 類型 、生育期 ） 、 日照時(shí)數(shù) 、 該地區(qū)的溫度 （ 包括該區(qū)的平均溫度及溫度的變幅 ） 、 年降雨量等 。 ? 對(duì)于上述這些因素的分析 ， 有助于對(duì)該污染區(qū)生長(zhǎng)的植物進(jìn)行分析 ，找到適合于該區(qū)域生長(zhǎng)的植物 。 ? 土壤的基本理化性質(zhì)主要要分析土壤的結(jié)構(gòu)、鹽堿度、pH值、肥料的基本狀況、水分含量、土壤中污染物的種類和污染物的濃度、存在形式等。同時(shí)，要調(diào)查分析土壤被污染的時(shí)間，如果是廢棄的尾礦區(qū)，要查明其廢棄的時(shí)間長(zhǎng)短等 ? 通過上述的調(diào)查分析，主要的目的是為選擇適合當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)、并能夠修復(fù)被污染土壤的植物做準(zhǔn)備 植物的選擇 土壤修復(fù)的植物的選擇要考慮多種因素。由于不同的植物對(duì)不同的重金屬的敏感性不同，對(duì)重金屬的積累也不同。如在溫室和田間的試驗(yàn)中不同的 T. caerulescens 物種雖然對(duì)鋅的積累相同，但對(duì)鎘的積累具有明顯的不同：從法國(guó)南部采來的物種比比利時(shí) Prayon及英國(guó) 。而且，植物都有各自特定的生存環(huán)境。因此，對(duì)于植物的選擇，最好能夠有當(dāng)?shù)氐闹参锓N，因其更適應(yīng)所修復(fù)的區(qū)域生態(tài)環(huán)境。如果沒有當(dāng)?shù)氐闹参锓N適合，那么，選擇外來物種時(shí)，就要考慮其當(dāng)?shù)厣车倪m應(yīng)性，如當(dāng)?shù)氐臏夭钭兎?、蟲害、干旱條件、土壤環(huán)境及是否會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)匚锓N產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)等。并且 ,這些植物種要經(jīng)過溫室栽培或田間試驗(yàn)驗(yàn)證具有很好的植物修復(fù)功能。 土壤中重金屬的移出量取決于種植植物的生物量和植物中的重金屬含量。對(duì)于目前發(fā)現(xiàn)的超富積植物，大多數(shù)是生長(zhǎng)緩慢、生物量低；而有些非超富積的植物卻是生長(zhǎng)迅速、生物量大的物種。所以，植物的選擇，要同時(shí)考慮到其生長(zhǎng)速度的快慢、生物量的大小及其體內(nèi)的重金屬含量。不過，有些科學(xué)家研究指出，非超富積植物一般不宜用于植物修復(fù)，因?yàn)榉浅环e植物在高重金屬的土壤中其生存力下降并且生物量也迅速下降。如Chaney等通過用非超富積的農(nóng)作物吸收 Zn和 Cd的研究表明，非超富積農(nóng)作物作為重金屬的植物提取體不能夠有效地去除土壤中的 Zn和 Cd的污染。到目前為止，已發(fā)現(xiàn)的吸收重金屬的超富集植物有多種。對(duì)于不同重金屬污染土壤的植物修復(fù)技術(shù)的植物選擇，同時(shí)，現(xiàn)在還在不斷有新的超富積植物被發(fā)現(xiàn)。 種植過程的管理 土壤肥料的選擇和使用：植物修復(fù)過程同時(shí)也是植物的種植和收獲過程，植物種植過程中的施肥是其中很重要的一環(huán)，對(duì)于被污染土壤的施肥，不僅要考慮到肥料的種類和施肥量的多少，還要考慮到肥料是否促進(jìn)植物對(duì)土壤中重金屬的吸收。對(duì)于進(jìn)行植物修復(fù)的重金屬污染的土壤， Chaney建議用（ NH4） 2SO4作為主要的 N肥和 S肥，因?yàn)?，這樣一方面補(bǔ)充了土壤中的這兩種營(yíng)養(yǎng)元素，另一方面，提高了土壤的酸度，有利于提高土壤中重金屬生物有效態(tài)含量，促進(jìn)植物對(duì)土壤中重金屬的吸收。 P肥作為作物生長(zhǎng)不可缺少的營(yíng)養(yǎng)元素，但是研究表明 P素容易抑制植物對(duì)土壤中一些重金屬的吸收，如 Pb等，因此， P肥的施用一定要合理。 種植過程中的管理：在種植過程中的一系列管理，要根據(jù)選擇的植物的特點(diǎn)和當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件來合理安排。這些過程包括：種子發(fā)芽的前處理（比如一些牧草），種植方式，時(shí)間、密度、深度、灌溉、土壤 pH值的控制、蟲害及疾病的防治等。如種植的密度是影響其生物量的只要因素。這樣，就要同時(shí)考慮植物單株生物量每公頃的生物量。一般情況下，高密度的種植方式帶來的是每公頃的生物量的增加和單株生物量的減少 促進(jìn)植物吸收重金屬的有效途徑：重金屬對(duì)植物的生物有效性是植物修復(fù)中要考慮的主要因素之一。土壤中重金屬的溶解度受土壤膠體的特性、土壤的 pH值、 CEC、有機(jī)物含量等因素的影響、為了提高植物對(duì)污染土壤的重金屬的吸收，縮短修復(fù)的年限。可以通過添加一些改良劑，提高重金屬的生物有效性。目前，有兩種主要的途徑，一種是添加螯合劑，如 EDTA、 HEDTA等；添加螯合劑，不僅能夠增加重金屬的生物有效性，而且能夠增加土壤中微量元素的有效性，降低土壤中微量元素缺乏的可能性。據(jù)研究表明： Pb不易被植物吸收的主要因素是它有限的溶解度和生物有效性，在受 Pb污染的土壤中添加螯合劑，可以使土壤溶液中生物有效性的 Pb的濃度增加 100倍 [10]。一般向土壤中添加的螯合劑的濃度每千克土壤中要高于一毫摩爾。另一種途徑是改變土壤的酸度，主要是添加有機(jī)酸（如醋酸）和無機(jī)酸（如硝酸），檸檬酸和鹽酸已經(jīng)被報(bào)道可以增加植物對(duì)某些重金屬的吸收 植物的收獲處理 用于土壤修復(fù)的植物，一般含重金屬量都很高。如何處理這些植物，是植物修復(fù)中需要解決的又一重要內(nèi)容。目前應(yīng)用最多的是焚燒、微生物降解、以及一些化學(xué)方法來來處理收獲后的植物，但對(duì)于使用那種方法更有效，目前，還沒有形成共識(shí)。而且，要考慮到這些植物的收獲物是否有經(jīng)濟(jì)價(jià)值 表 2 一些國(guó)家植物修復(fù)土壤重金屬污染的實(shí)例T able 2 The c as e of p hytorem edi ati o n of heavy m eta l contam ina te d soil in s om e c oun tri es地點(diǎn) 所用植物 目標(biāo)污染物美國(guó) 德克薩斯州 油污染 S or ghum , R y e P b, Cd波蘭 煉油廠 Bras si ca jun ce a P b, C d瑞士 廢棄的垃圾添埋廠 S alix Zn, C d英國(guó) 污水處理廠 S alix N i, C u , Zn , Cd捷克 鋅廢棄物 H . annu us, C. sativ a, Z. m a y s, C. ha ll eri Zn瑞士 鋅、銅污染地 Im proved t o b acc o plants Cu, C d , Zn比利時(shí) 鋅 / 鎘污染地 Bras si ca nap us Zn, C d , Pb ,植物修復(fù)污染土壤的評(píng)價(jià) ? 植物修復(fù)技術(shù)雖然是近幾年剛剛發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，但是由于其所具有的許多優(yōu)點(diǎn)。正逐步被研究應(yīng)用。 ? 但是，通過表中，我們也可以看到這項(xiàng)研究技術(shù)也有一些不足，如清除土壤中的重金屬污染需要的時(shí)間較長(zhǎng)， McGrath 等計(jì)算出在鋅污染的土壤中，用 Thalspi 440 μg g 1減少到 300 μg g 1需要 9年。如何縮短植物提取土壤中的重金屬年限就需要去進(jìn)一步的研究。另外，土壤污染的植物修復(fù)技術(shù)涉及到了許多生態(tài)工程方面的問題，需要在應(yīng)用的過程中進(jìn)一步的探討，如對(duì)出現(xiàn)的收獲后的植物的處理、如何提高生物的積累效率等 表 3 土壤污染的植物修復(fù)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和涉及的生態(tài)學(xué)問題T able 3 A dvan tage, disa dvantag e and ec o logi cal pr o ble m s of phytorem edi ation of he a vy m eta lcontam ina ted s oil優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 涉及到的生態(tài)工程問題1 低投入 恢復(fù)過程較慢 通過基因工程提高超富積植物 對(duì)重金屬的積累2 重金屬的回收利用 植物必須具有 收獲后的處理 帶來新的經(jīng)濟(jì)利益 典型的超富積性3 可應(yīng)用于大面積 一般只能清除表面污染 重金屬的回收的污染區(qū) 4 對(duì)土壤中的生物有效性 不能全部去除土壤中的重金屬 食物鏈中的積累的重金屬進(jìn)行吸收5 可以防止土壤中重金屬 太高的積累可能帶來新的毒性 食物鏈中的積累的遷移、淋失等6 建立起了新的生物群落， ———————— 引入物種后的生態(tài)平衡問題進(jìn)行自我恢復(fù)、自我維持，土壤表層也得到了很好的