土壤重金屬污染的危害及修復.doc

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1、土壤重金屬污染的危害及修復摘　要:土壤重金屬污染問題越來越引起人們關(guān)注,闡明了土壤中重金屬污染的來源、污染情況及造成的危害,主要綜述了目前國內(nèi)專家、學者對土壤污染及生物修復的研究進展,結(jié)合我國具體情況,提出一些自己的看法.關(guān)鍵詞:土壤;重金屬污染;生物修復土壤重金屬污染是指人類活動將重金屬加入到土壤中,致使土壤中重金屬含量明顯高于原有含量,并造成生態(tài)環(huán)境惡化的現(xiàn)象[1].環(huán)境污染方面所指的重金屬主要指對農(nóng)作物和人畜生物毒性顯著的Hg、Cd、Pb、Cr、以及類金屬As,還包括具有毒性的Zn、Cu、Co

2、,Ni、Sn、V等污染物,后者在常量下對作物和人體是營養(yǎng)元素,過量時則出現(xiàn)危害.加強土壤污染的化學及生態(tài)研究對推動綠色食品和生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要意義.1　土壤中重金屬元素的來源和污染狀況除了來自于土母質(zhì)本身的重金屬,土壤重金屬污染主要來自于人類活動.研究表明:Pb、Cd、Hg、As與大氣污染有直接關(guān)系[2].來源于象汽車含鉛汽油燃燒排放的尾氣、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、汽車輪胎磨損產(chǎn)生的大量含重金屬的氣體,它們經(jīng)過自然沉降和雨淋進入土壤.公路、鐵路兩側(cè)土壤中的重金屬污染主要是Pb、Cr、Zn,Cu、Co、Cd等

3、,大氣汞的干濕沉降也可引起土壤中汞含量的增高.城市大量的工業(yè)廢水流入河道,其中含有的許多重金屬離子,隨著污水灌溉、污泥施肥而進入土壤.太原、淮陽污灌區(qū)土壤中重金屬的含量自污灌以來逐年增高.廣州市郊污灌區(qū)農(nóng)田中Pb、Cd、Hg、Cr、As等重金屬污染超過臨界值,殘留超標率分別達16%、100%、68%、16%和52%[3、4].研究還表明:用城市污水污泥改良土壤,重金屬Hg、Pb、Cr的含量明顯增加,青菜中的Pb、Zn、Cu、Cd、Ni也增加[5].胡永定[6]通過對徐州荊馬河區(qū)域土壤重金屬污染成因的

4、分析和研究,發(fā)現(xiàn)Cd是由垃圾施用和農(nóng)灌引起的,Pb、Zn、Cu、Cr是由垃圾施用引起的,As是農(nóng)田灌溉引起的,Hg是各種途徑都有.另外城市生活垃圾、車輛廢棄物、垃圾堆放場附近土壤中重金屬的含量都高于當?shù)赝寥辣尘爸?如北京郊區(qū)某垃圾場周邊土壤中Cd含量是對照組的8倍.金屬礦山的開采、有色金屬的冶煉排放的廢水、重金屬冶煉礦渣的堆放,工廠煙囪的排放物等,隨著降雨淋溶被帶入水環(huán)境或直接進入土壤,都會成為土壤重金屬的來源.許多研究表明:隨著磷肥、復合肥的大量施用,土壤有效鎘的含量在不斷增加,作物吸收鎘量也相應

5、增加.據(jù)馬耀華等對上海地區(qū)菜園土研究發(fā)現(xiàn):施肥后,Cd的含量從0.1mgkg-1上升到0.32mgkg-1.魏秀國等人通過對廣州市蔬菜地土壤重金屬污染狀況調(diào)查及評價發(fā)現(xiàn):鉛污染最為普遍,其次是砷污染;就污染的程度而言,鎘污染最為嚴重,其次為砷[7].2　土壤重金屬污染的危害2.1　對土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定性的影響大多數(shù)重金屬在土壤中相對穩(wěn)定,一旦進入土壤,很難在生物物質(zhì)循環(huán)和能量交換過程中分解,難以從土壤中遷出.從而對土壤的理化性質(zhì)、土壤生物特性和微生物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯不良影響,影響土壤生態(tài)結(jié)構(gòu)和功

6、能的穩(wěn)定.大量研究證明:重金屬污染的土壤,其微生物生物量比正常使用糞肥的土壤低得多,并且減少了土壤微生物群落的多樣性.藤應[8]等在國內(nèi)首次通過核酸快速提取系統(tǒng)提取了重金屬復合污染農(nóng)田的DNA并進行分析,結(jié)果表明:重金屬復合污染導致了農(nóng)田土壤微生物在基因上的損傷,影響了農(nóng)田土壤生態(tài)系統(tǒng)的細菌豐富度,改變了土壤環(huán)境的優(yōu)勢菌群,從而使農(nóng)田土壤微生物群落結(jié)構(gòu)多樣化發(fā)生變化,重金屬復合污染嚴重的農(nóng)田土壤DNA含量較低.2.2　對植物的影響吸收到植物體內(nèi)的重金屬能誘導其體內(nèi)產(chǎn)生某些對酶和代謝具有毒害作用和不利

7、影響的質(zhì),間接引起植物傷害.如某些重金屬脅迫下植物體內(nèi)產(chǎn)生過氧化氫、乙烯等類物質(zhì)對體內(nèi)代謝和酶活性的負效應,同時也能夠?qū)ζ鋷碇苯觽?如鎘與巰基氨基酸和蛋白質(zhì)的結(jié)合引起氨基酸蛋白質(zhì)的失活,甚至導致植物的死亡[9].重金屬的脅迫有時會引起大量營養(yǎng)元素(N、P、K)的缺乏和有效性的降低,較高濃度的重金屬含量有抑制植物體對鈣、鎂等礦物質(zhì)元素的吸收和轉(zhuǎn)運的能力.重金屬處理引起植物鐵含量的下降或缺乏,導致鐵參與生理過程的異常,呈現(xiàn)鐵缺乏癥狀.如較高濃度的鋅處理使大豆出現(xiàn)葉片失綠的毒害癥狀,在鐵供應條件下葉片

8、也不能復綠.經(jīng)過鎘處理的小麥幼苗葉和根的生長明顯受到抑制,其莖和葉中富集的鎘量增加,鐵、鎂、鈣和鉀等營養(yǎng)元素的含量下降,重金屬也影響鈣離子在植物體內(nèi)的分配.研究證明:當鎘超過一定濃度后對葉綠素有破壞作用,并促進抗壞血酸分解,使游離脯氨酸積累,抑制硝酸還原酶活性[10].土壤較高的鎳水平顯著抑制了小麥對氮的吸收,外界較高的鎘濃度也引起玉米植株磷濃度和吸收量的下降.劉秀梅等人在研究農(nóng)作物的分布規(guī)律時發(fā)現(xiàn),高濃度的鉛嚴重阻礙作物的生理活動.研究發(fā)現(xiàn):Cr、Hg使小麥、玉米受