一、植物修復技術的概念與分類

植物修復是利用某些可以忍耐和超富集有毒元素的植物及其共存微生物體系清除汙染物的一種環境汙染治理技術。植物修復系統，可以看成是以太陽能為動力的“水泵”和進行生物處理的“植物反應器”，植物可吸收轉移元素和化合物，可以積累、代謝和固定汙染物，是一條從根本上解決土壤汙染的重要途徑，因而植物修復在土壤汙染治理中具有獨特的作用和意義。

按照治理的汙染物型別，植物修復可分為金屬(包括重金屬和類金屬)、有機汙染物和放射性元素三大類。從原理上來講，植物修復有6種類型：

(1)植物富集

這種技術是利用重金屬超富集植物從土壤中吸收重金屬，並將其轉運到可收割的部位；然後收割植物富集部位，並經過熱處理、微生物、物理或化學的處理，減少植物的體積或重量，以達到降低加工、填埋和人工操作費用的目的。

(2)植物固定

利用特殊植物將汙染物鈍化/固定，降低其生物有效性及遷移性，使其不能為生物所利用，達到鈍化/穩定、隔斷、阻止其進入水體和食物鏈的目的，以減少其對生物和環境的危害。植物枝葉分解物、根系分泌物以及腐殖質對重金屬離子的螯合作用等都可固定土壤中的重金屬。

(3)植物揮發

植物可以從土壤中吸收汙染物並將其轉化為氣態物質釋放到大氣中。一些植物能將土壤中的Se,AS和Hg等甲基化，從而形成可揮發性的分子，釋放到大氣中去。

(4)植物降解

利用植物及其根際微生物區系將有機汙染物降解，轉化為無機物(CO2、H2O)或無毒物質，以減少其對生物與環境的危害。

(5)植物轉化

在植物的根部或其他部位透過新陳代謝作用將汙染物轉化為毒性較小的形態。

(6)植物刺激

植物的根系分泌物如氨基酸、糖和酶等物質能促進根系周圍土壤微生物的活性和生化反應，有利於汙染物的釋放和降解。

二、植物修復技術的優點與侷限性

(一)植物修復的優點

1)價格便宜根據美國的實踐，種植管理的費用在每公頃200～10000美元之間，即每年每立方米的處理費用為0.02～1.00美元，比物理化學處理的費用低幾個數量級。例如，用植物修復的方法把土壤Pb含量從1.4g/kg降到0.4 g/kg，按照每年種植3季、每季收穫幹物質40 t/hm2計算，共種植10年，植物收穫物在填埋場進行處理，所需費用為279000美元/hm2；而用挖掘和填埋方法處理的費用為1 620 000美元/hm2，用土壤淋洗法的處理費用為790 000美元/hm2。

2)對環境擾動少植物修復是原位修復，不需要挖掘、運輸和巨大的處理場所；不破壞土壤生態環境，能使土壤保持良好的結構和肥力狀態，無需進行二次處理，即可種植其他植物。植物修復技術可增加地表的植被覆蓋，控制風蝕、水蝕，減少水土流失，有利於生態與環境的改善和野生生物的繁衍生境。

3)減少二次汙染對植物集中處理可減少二次汙染，對一些重金屬含量較高的植物還可透過植物冶煉技術回收利用植物吸收的重金屬，尤其是貴重金屬。

4)美化環境植物修復不會破壞景觀生態，能綠化環境，容易為大眾所接受。

此外，植物修復可以激發微生物的活動；增加蒸騰作用，從而可以防止汙染物向下遷移；植物可把氧氣供應給根際，有利於根際土壤中有機汙染物的降解。

(二)植物修復的侷限性

1)缺乏廣譜性一種植物通常只忍耐或吸收一種或兩種重金屬元素，對土壤中其他濃度較高的重金屬則往往沒有明顯的修復效果，甚至表現出某些中毒症狀，從而限制了植物修復技術在重金屬複合汙染土壤治理中的應用。對於植物富集技術而言，汙染物必須是植物可利用態並且處於根系區域才能被植物吸收。

2)費時植物修復過程通常比物理、化學過程緩慢，比常規治理(挖掘、異位處理)需要更長的時間，尤其是與土壤結合緊密的疏水性汙染物。

3)生長條件的限制性植物修復受到土壤型別、溫度、溼度和營養等條件的限制，對土壤肥力、氣候、水分、鹽度、酸鹼度、排水與灌溉系統等自然條件和人工條件有一定的要求。植物受病蟲害侵染時會影響其修復能力。

用於淨化重金屬的植物器官往往會透過腐爛、落葉等途徑使重金屬元素重返土壤，因此必須在植物落葉前收割植物器官，並進行無害化處理。

植物修復是利用綠色植物來轉移、容納或轉化汙染物使其對環境無害。植物修復的物件是重金屬、有機物或放射性元素汙染的土壤及水體。

研究表明，透過植物的吸收、揮發、根濾、降解、穩定等作用，可以淨化土壤或水體中的汙染物，達到淨化環境的目的，因而植物修復是一種很有潛力、正在發展的清除環境汙染的綠色技術。

優點

植物修復技術屬於原位修復技術，其成本低、二次汙染易於控制，植被形成後具有保護表土、減少侵蝕和水土流失的功效，可大面積應用於礦山的復墾、重金屬汙染場地的植被與景觀修復。[2]

缺點

植物修復技術主要依賴於生物程序， 與 一些常用工程措施相比見效慢，修復耗時長。[3] 對於深層汙染的修復有困難，由於氣候及地質等因素使得植物的生長受到限制，存在汙染物透過“植物—動物”的食物鏈進入自然界的可能。