Tak 等( 2013) 提出将植物根际促生菌联合植物修复土壤中重金属可提高植物修复的效率,可以进行深入研究。Weyens 等( 2014) 应用杨树幼苗修复土壤中Ni-TCE复合污染的实验中发现,接种假单胞菌的修复效率比不接种的修复效率高45%。黄艺等( 2000) 研究污灌土壤中菌根小麦与无菌根小麦根际 Cu 的变化趋势,结果表明,菌根小麦中交换态 Cu 的量显著增加,可有效促进植物对 Cu的吸收。杨柳等( 2010) 对土壤中 Pb 用黑麦草进行处理,在其根系接种菌根真菌后,植物中 Pb 的累积量提高了50%。Kong 等( 2014) 应用植物修复处理珠江三角洲一带电子垃圾污染土壤的实验中发现,植物与微生物联合对修复土壤中 Pb、Cd 及 PCBs 均有很高的修复效率。
除了上述 3 种添加剂外,施加生长调理剂可调控植物体内的激素水平,并使其更好地适应重金属的胁迫。如生长素可增加植物中 Pb 的浓度,提高植物的生物量。当生长素与 EDTA 联合使用时,植物叶片中 Pb 的浓度显着增高( Monni et al.,2001) 。施加乙烯等生长调理剂还能够提高印度荠菜适应Cd 的胁迫能力( Salt et al.,1995) 。所以合理地利用生长调理剂可在一定程度上抵抗重金属胁迫植物正常发育,减轻污染物对植物量的影响,提高植物对重金属的吸收能力,进而提高植物修复的效率。
不过有些调理剂仅能促进污染物从植物根部到地上部的转移,不能提高对污染物的降解率,因此需要配合螯合剂使用才可达到理想的效果。此外,Varanasi 等( 2007) 应用纳米零价铁、V2 O5/TiO2 修复土壤中PCBs,PCBs 的总体被破坏程度达到 95%以上,纳米零价铁还可将三氯乙烯在1.5 h 内完全脱氯,纳米铁联合植物修复土壤技术也成为当今植物修复领域中的另一热点。
高园园等( 2013) 利用不同表征的纳米铁强化孔雀草及凤仙花处理重金属与 PCBs 复合污染土壤,提高了植物吸收土壤中 PCBs 的含量。Chen 等( 2010) 利用环糊精强化多种植物修复 PCBs污染土壤的试验中发现,环糊精的使用对植物吸收PCBs 有明显的促进作用。还有学者发现,利用活性 炭修复土壤中 PAHs 和 PCBs,修复效率最高可达90%以上( Vasilyeva et al.,2010; Hale et al.,2012) 。
展望
植物修复效率受多种因素影响,而在研究过程中,人们往往只侧重于单因素进行实验。
因此,针对以上论述的 3 个方面的影响因素,并辅以施加植物添加剂,对植物修复技术进行改良是今后植物修复技术应当加强的研究。
改变土壤性质、控制气象条件及栽培措施等在实施过程中具有一定的困难,需耗费大量的人力物力且具有很大的不确定因素。植物添加剂对植物修复的影响十分明显,可操作性强,能提高植物对污染物的提取和累积能力,但植物添加剂的使用势必会提高修复成本,甚至会带来二次污染且对工程的操作制造一定的困难。
因此,今后应从以下 3 个方面开展深入研究:
深入研究：
( 1) 对影响植物修复各种因素的机理进行研究,尤其是机理尚不明确的因素,如污染物初始浓度交互影响的机理,从机理方面入手改善植物修复的条件。
( 2) 继续开发经济节约型、环境友好型且效果显著的植物添加剂,对微生物菌剂可进行重点研究,并通过实验针对不同的植物确定各种植物添加剂乃至几种添加剂联用的合理投加范围。
( 3) 因地制宜并有针对性地筛选超富集植物处理污染土壤中各类污染物。如,凤仙花、孔雀草、紫茉莉等对重金属及有机物复合污染土壤具有较强超累积作用的植物。结合上述几种影响因素,采用盆栽与田间实验相结合,分析实验数据的显著性差异,探索污染土壤植物修复的最佳条件,摸索出一套合理的植物栽培管理措施; 将基因工程技术和分子生物学理论应用于超累积植物的改良,并通过调节外界环境因素最大限度地促进植物的生长发育,进而达到提高修复效率的目的。