土壤是陸地生態係統的重要組成部分 ，是人類賴以生存的最寶貴的自然資源之一 。自20世紀以來 ，科技進步推進了工農業的快速發展 ，然而大量工業廢水以及農用化學用品的不規範使用和處理 ，使許多含有重金屬的汙染物通過各種途徑進入土壤環境 。這些重金屬通過農田作物的富集作用進入食物中 ，嚴重影響糧食安全 ，對人類健康造成危害 ，進一步還會導致土壤資源退化和生態係統退化 。據調查顯示 ，我國受重金屬汙染的農田耕地麵積約占我國總耕地麵積的五分之一 ，而每年受重金屬汙染引起的糧食減產達到1 000多萬噸 。重金屬汙染土壤的修複研究已成為環境與土壤界的關注熱點 。
近年來 ，植物修複技術在重金屬汙染土壤治理領域被特別關注 ，專家學者們普遍認為植物修複是一種新興 、環境友好的技術 。通常 ，物理和化學修複技術雖然能有效 、快速去除受汙染土壤中的重金屬 ，但具有價格昂貴 、實施困難的缺點 ，並且很大可能改變土壤性質 。相比之下 ，植物修複技術不僅成本低 ，而且有良好的綜合生態效益，但是該技術還存在修複時間長 、見效慢的缺點 。為了提高植物修複效率 ，國內外學者用其他修複技術聯合植物修複 ，並取得了良好的效果 。 
1.植物修複技術
1.1基本概念
植物修複來自於1977年Brooks等的發現 ， 首次提出了超積累植物的概念 ，當時用以命名莖中鎳含量(幹重)大於1 000 mg/kg的植物 。1983年 ， 美國科學家Chaney又提出運用植物去除土壤中重 金屬汙染物的設想 ，植物修複作為一種治理汙染土壤的技術逐漸被人們應用於重金屬汙染治理 。
植物修複技術是基於植物從土壤中提取重金屬的能力 ，並在各個部分(根 、莖 、葉 、花 、果實)中生物 積累 ，而不會對土壤結構 、肥力和生物活性產生不利影響 。在受汙染的土壤上生長的植物必須對各種重金屬(1種或多種)具有一定的耐受性 ，生長速度高 ， 能產生大量的生物質 ，從而保證良好的植物修複效率 。具有超量積累重金屬能力的植物 ，稱為超積累植物 。當生長在富含金屬的土壤上時 ，可以積累金屬(幹重)超過100 mg/kg ，包括鎳 、銅或鉛;或 者可以在芽部積累錳和鋅2種金屬的含量超過 10000 mg/kg 。目前 ，超過500種植物物種被發 現是良好的超積累植物 ，如芸苔科 、大戟科 、菊科 、蠶 豆科 、拉米亞科等植物 。 
1.2修複機製
植物修複技術的核心機製是利用植物對金屬的富集能力將土壤中重金屬累積在植物根部 ，根係具有非常大的比表麵積 ，對重金屬有耐受和積累作用 。而植物體內對重金屬的生物積累和耐受具有複雜的機製 。一些專家學者們研究了植物在細胞和分子水平上去除金屬的策略和機製 ，其機製與細胞壁和質 膜的結構和組成 、根係 、某些酶的參與 、絡合配體的存在 、液泡結構等有關 。


一般地 ，根據植物積累和轉運重金屬的不同機製 ，可以將植物修複技術分為植物揮發 、植物穩定和植物提取3種類型 。植物揮發是將某些重金屬汙染物轉化為危害較小的揮發物 ，該技術主要適 用於砷 、硒 、汞等元素 ，但也存在揮發的重金屬會進入空氣中從而造成大氣汙染的風險 。植物穩定是植物通過根部作用 ，與金屬絡合 ，直接或間接限製金屬的遷移能力 ，使其無法遷移到地下水或加入食物循環中，該技術主要廣泛應用於鋅 、鉛 、鎘 、錳 、銅 、 鎘 、鐵 、鎳等元素 。植物揮發的原理是植物提取 ， 是指通過植物根部吸收重金屬並運輸至莖葉部轉移並貯存 ，隨後對累積大量重金屬的植物莖葉部進行收割並進行集中處理 ，達到降低土壤重金屬含量的目的 ，該技術主要適用於鉛 、鎘 、銅 、汞和砷等元素 。
1.3優缺點
與物理 、化學修複方法相比 ，重金屬汙染土壤植 物修複技術具有經濟 、生態友好的優點 ，包括治理成 本低 ，對土壤環境擾動小 ，某些金屬元素甚至可回收 利用 ，兼有環境美學性等 。因此 ，植物修複是一種可靠的 、較為生態友好的綠色技術 。在實際應用中 ，由於植物自身一些固有的特性使植物修複技術還存在一些明顯的缺點:①植物生長易受到土壤類型 、溫度 、濕度 、營養等環境條件限製;②一年生或半年生的作物或植物 ，在收獲期可能會留在田間堆肥 ，再次造成環境汙染;③重金屬對植物或多或少存在脅迫作用 ，重金屬在植物中的積累有限 。為解決這些問題 ，近年來植物聯合修複技術備受關注 ，例如螯合劑和微生物可與該技術結合使用以提高重金屬的生物利用度 ，允許植物和土壤清理中更多的重金屬積累 。
2聯合修複技術
 2.1動物－植物聯合修複技術
動物－植物聯合技術最早被應用於農學領域 ， 動物可以有效促進農作物生長 。到了近幾年 ，動 物－植物聯合修複技術逐漸應用於汙染土壤的修複 工程中 。該技術的機製比較簡單 ，因動物和植物的
生存區域的重疊而容易產生相互促進作用。通常 ，無脊椎動物和節肢動物在土壤營養結構改善 、促進植物生長方麵都具有積極作用，常用於植物－動物聯合修複中 。
蚯蚓是一種常用於重金屬土壤修複的無脊椎土壤動物 ，可以通過蠕蟲活動提高植物的養分利用率從而促進植物生長 ，因此常常與植物修複聯合進行 。
土壤中添加蚯蚓能促使植物對鎘的積累增加 ，蚯蚓能改善土壤p H ，激活植物的抗氧化係統 ，提高植物修複的效率 ，是動物－植物聯合修複技術的理想材料 。
蚯蚓－植物協同移除酸性土壤中鉻技術 ，添加蚯蚓後 ，土壤中的氧化態和殘渣態的鉻顯著降低 ，酸可提取態和還原態的鉻顯著增加 ，蚯蚓可促進鉻形態的轉化 。
 2.2微生物－植物聯合修複技術
微生物－植物聯合修複技術是利用植物在土壤 中構成的一個特異的根際係統 ，為微生物的生長提供了條件 ，從而通過微生物和植物共同作用直接或間接地吸收和降解土壤中汙染物質 。其中 ，根際係統是指靠近植物根係的狹窄土壤區域 ，是植物根係 、土壤和微生物相互作用的高度複雜的微係統 。 微生物－植物聯合修複技術的修複機製主要是依靠微生物與植物之間相互促進作用:①植物的根係為微生物生存提供可轉移的氧氣以及豐富的營養和能量;②微生物的生長代謝活動促進根係分泌物的釋放，提高超積累植物對重金屬的吸收能力 。
目前 ，植物與菌根真菌的聯合被許多專家學者廣泛研究 。菌根真菌是一類極其重要的微生物 ，廣泛存在於耕地 、林地 、草原等生態環境中 ，能夠與 90%以上的陸生植物根係形成共生關係 ，即“菌根” 結構 ，這一結構是同時具有微生物和植物根係特性的互惠共生體 ，在修複重金屬汙染土壤上能發揮極大作用 。
2.3化學法－植物聯合修複技術
化學法－植物聯合修複技術主要是利用螯合劑 、生長調節劑 、酸堿調節劑和電動強化措施提高植 物修複效率 ，其機製主要是通過化學強化劑的科學 選擇和合理施加 ，提高汙染物生物可利用性以及植物修複效率 。 在土壤中添加有機質可以改善土壤並增加植物修複中的植物生物量 。近年來 ，生物炭－植物聯合 修複技術受到廣泛關注 。生物炭與植物聯合修複具有許多優點 ，比如生物炭可以通過表麵吸附作用來固定土壤中的金屬 ，提高土壤中的生物活性 ，還可以釋放有利於植物生長的必需營養素 。此外 ，土壤的生物炭改良劑對土壤性質也有所改善 ，可以提高土壤的持水能力和孔隙率 ，改善土壤結構 ，促進植物更好地生長 。