1. 引言
石油，是一种粘稠的、深褐色的液体，被称为“工业的血液”，主要储存于地壳的上层。石油的性质因为它的产地不同而性质不同，密度约为0.8~1.0 g·cm−3，十分粘稠，凝固点相差很大(30℃~−60℃)，沸点范围为常温到500℃以上，不溶于水，可溶于多种有机溶剂，可与水形成乳状液体。石油烃中主要含有烷烃，环烷烃，芳香烃，不饱和烃等多种烃类化合物。其主要元素是C、H、S、N、O，此外还含有微量的Fe、Ni、V、Cu等金属元素。石油主要被用作燃油和汽油，是目前世界上最重要的二次能源之一。伴随着工业技术飞速的发展，石油资源在经济运行中的所处的地位十分重要，然而石油在满足人类的需要的同时，也不可避免的造成大量污染。20世纪80年代，石油污染问题就得到了普遍关注。
被石油污染的土壤，能破坏土壤结构，抑制植物的根系生长，严重的污染土壤可抑制植物生长。石油烃能通过渗透作用进入地下井，造成地下水污染。如何处理石油污染土壤问题已经成为热点话题。对石油污染土壤的修复方法有很多，如物理、化学和生物方法。20世纪90年代以来，植物修复石油他污染土壤逐渐走进人们的视野中，并且越来越受到重视。
2. 植物修复石油烃污染土壤
2.1. 植物修复技术的定义
植物修复被污染的土壤主要是利用植物在生长过程中，对土壤中的污染物质进行吸收、转化和转移，从而使土壤环境恢复到正常的生态环境功能的修复方式 [1] [2]。植物修复技术的理论研究在很早就开始了，对于植物修复，人们首先是从其对土壤中重金属污染的修复开始研究的，在人们渐渐意识到土壤中石油类物质污染的严重性时，才逐渐扩大了植物修复手段的应用领域 [3] [4]。现如今，植物修复技术被广泛应用在治理石油烃污染土壤方面，但仍需改进。
2.2. 植物修复技术的机理
植物主要通过三种途径去除土壤中的有机污染物，即植物直接吸收土壤中有机污染物；植物受到刺激之后释放分泌物和酶，刺激根区微生物活性和生物转化作用；植物增强根区的矿化作用。
2.2.1. 植物吸收
植物在污染土壤中直接吸收有毒物质，然后将吸收的有毒物质运送到植物组织中。其中，植物可以分解部分有毒物质。植物吸收有毒物质经过挥发，代谢能够转化为二氧化碳和水。植物吸收是去除有机污染物的有效途径之一，如凌婉婷等 [5] 研究20种植物根对土壤中多环芳烃菲，芘的吸收作用，得出不同植物根中菲，芘的含量和根系富集系数与根的脂肪含量呈显著正相关。
2.2.2. 植物积累
植物积累是根系直接将有机污染物质吸收并转移到其它组织的过程 [6]。研究表明，水稻根系即可大量吸收积累多环芳烃 [7]。由于石油烃中有机污染物使土壤中饱和化学键断开，因此植物不能直接吸收土壤中积累的有机物质。有机污染物被吸收后，在被木质部的蒸腾流转移到植物其他组织之前必须进入到共质体内，以克服根内皮层凯氏带的阻碍作用 [8]。但是，植物在根系中吸收了大量的有机物，不能及时分解，导致残留在土壤中。因此能将污染物质从根部转运到地上部分的植物，才能真正做到将污染物质从土壤中去除 [9]。植物将有机物和有毒物质积累在植物根部，随着时间的推移进行降解。然而，时间比较漫长，这也是植物修复的一个弊端。
2.2.3. 植物降解
植物降解是指植物自身新陈代谢作用，吸收土壤中有机物质，在一些酶的作用下，使有毒物质转化为毒性较弱或无污染物质的过程。污染物质到达根际周围后，亲脂性的有机物或者被抑制吸收，或者通过木质化作用等转化为植物细胞组成成分，再或者是经过一系列的挥发、代谢、矿化等过程，最终转变为植物体易于吸收和排放的二氧化碳、水、毒性较小或基本无毒的中间代谢物 [10]。具体来讲，有机物首先要经历相I反应，而这一反应中，细胞色素P-450酶系发挥最重要作用，在它的催化下有机污染物发生羟基化、氧化脱硫等变化；谷胱甘肽转移酶则促进了相II反应即结合反应，而结合反应对植物解毒尤为重要，它使得有机污染物毒性基团失活并生成极性大、易溶于水的有机物 [11]。
2.3. 植物修复技术的优缺点
目前，石油烃污染土壤修复技术中，最常见的是物理法修复，化学修复法，植物修复法，微生物修复法。早在20世纪80年代前，并没有植物、微生物修复技术，广泛应用的技术是物理修复法、化学修复法。物理法是指利用物理手段，通过改变污染物质的浓度、迁移性、水溶性等物理性质而修复污染土壤的方法，常用的有固化稳定化、热处理、热解吸、隔离法等，其目标污染物主要为重金属；化学法是向土壤中添加化学修复剂或改良剂，利用修复剂或改良剂与污染物之间的氧化还原、吸附、拮抗或沉淀等化学反应，使污染物的毒性和浓度降低或去除的过程，如化学淋洗、萃取法、化学氧化等 [12]。
化学、物理修复技术成本较高，但是作用效果较快。化学、物理修复技术在修复过程中，残留的物质有可能会对土壤造成二次污染。植物修复技术成本低，修复效果比较慢，二次污染风险小，修复过后还可以做景观供人参观。作为一项经济实惠，绿色环保，无二次污染的修复手段，目前为止是具有发展空间和市场的。植物修复虽然有上述优点，但不能完全去除污染物。植物修复过后，将有机物和有毒物质残留在植物根系，对土壤底部造成污染。因此植物修复相对于比较局限(如表1)。
Table 1. Comparison of advantages and disadvantages between phytoremediation and physical and chemical restoration
表1. 植物修复与物理、化学修复优缺点对比
3. 植物修复石油烃污染土壤的影响因素
3.1. 环境因素
土壤本身具有降解污染物的能力，土壤自身可以降解和吸附一些有机物质和有毒物质。研究发现，有机质含量高的土壤中，憎水有机物的生物可利用性降低 [13]。除此之外，土壤的水分、pH值、土壤酸碱度、土壤有机质等因素都会影响石油烃的降解。
3.2. 污染土壤浓度
石油烃污染土壤根据浓度可划分为三个等级：轻度污染，中度污染，重度污染。石油烃的生物降解率受其浓度的影响较大，高浓度石油烃会抑制微生物的活性并对其有毒性作用，4% (质量分数)是石油烃生物降解率达到最低值得临界浓度 [14]。石油烃浓度越高，对植物生长，发育抑制效果越明显。在培养植物过程中，由于石油烃浓度太高，可能导致水无法渗透到底部，种子无法吸收水分。
3.3. 植物因素
植物的生长受到了诸多条件的限制，所以为了更好地修复石油污染土壤，植物的筛选已经成为了至关重要的一步。目前，用于石油烃污染土壤修复的土著植物大都是禾本科植物或草本植物 [15]。地毯草(Axonopus compressus (sw.) P. Beauv.)、紫花苜蓿、披碱草、黑麦草、高羊茅等植物被较多地应用于修复石油烃污染土壤 [16] [17] ，并具有较好的修复效果。
上述研究结果表明，如果选择合适的植物，就可以修复被污染的土壤。现阶段，微生物治理石油烃污染土壤广泛使用，那么植物与微生物相互联系，相互协同，就可以达到一个快速修复污染土壤的效果，二者联合更需要注意外界环境的影响。而且未来植物—微生物联合技术是很有发展潜力的。
3.4. 根系分布
在石油烃污染土壤的修复中，植物的根部，为土壤中有机物和有毒物最终聚集的位置。植物修复机理中，根际的降解正是植物根部分解这些有机物和有毒物质的过程。在大量研究中发现。
4. 植物修复技术展望
石油烃的特点是难降解、不溶于水、难去除。随着工业，农业的发展，人类越来越离不开石油，这就导致了石油污染的严重加剧。从修复技术发展的进程来看，植物修复已经成为了修复石油烃污染土壤的主流技术。植物修复技术不仅成本低，而且无二次污染，修复过后不用再处理，直接可以做景观供人参观。作为一项经济实惠，绿色环保，无二次污染的修复手段。目前，植物修复技术还没有完全成熟，仍存在诸多值得考虑的问题：
1) 不同环境对植物修复能力的效果不同，在实验室中不存在的因素太多，如何将这门技术应用到实际中，在实际中大范围使用，是应该要考虑的。
2) 植物修复技术虽然没有二次污染，成本低，但是修复时间过于漫长，且如何提高修复效率是一个技术突破口。将植物修复技术与其他修复技术连用，是一个不错的选择。
3) 植物种类比较多，在各类石油烃污染土壤中，适合哪种植物，植物的耐受性，生长情况等也是需要考虑的因素。我们可以根据不同植物的不同特性，来进行分类，在找到所适应该种植物的污染土壤进行改善。
基金项目
兰州城市学院第四届“城院好项目”创意创新创业大赛2019HXM071；兰州城市学院博士科研启动基金，LZCU-BS2015-07。
NOTES
*第一作者。
#通讯作者。