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1、 .wd.土壤修复复习绪论土壤污染：当土壤中含有有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、构造和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累、通过“土壤-植物-人体或通过“土壤-水-人体间接被人体吸收，到达危害人体安康的程度，就是土壤污染。土壤的主要污染物：1.Heavy metal 重金属：Pb, As, Cd, Zn, Cr,Cu；2.organic pollutants (有机污染物：PAHs, PCBs 3.pathogenic microorganism病源微生物4.radioactive contaminant放射性污染物5.Others其它
2、土壤污染物以固液气三态存在，主要来源分为人为源与天然源，污染的 根本方式为直接污染和间接污染 1、土壤污染的特点：隐蔽性和滞后性累积性和地域性不可逆转性重金属及一些有机物治理难而周期长 2、修复方法： 1.污染土壤修复的分类：植物修复、微生物修复、生物修复、化学修复a原位化学淋洗技术； b异位化学淋洗技术；c溶剂浸提技术；d原位化学氧化修复技术；e原位化学复原与复原脱氯技术；f土壤性能改进技术、物理修复物理别离修复技术；土壤蒸汽浸提修复技术；固化/稳定化土壤修复技术；玻璃化修复技术；热力学修复技术；热解吸修复技术；电动修复技术；冰冻修复技术；、综合修复原位In Situ修复、异位Ex Situ
3、修复： 原位修复更为经济有效，对污染物就地处置，使之得以降解和减毒，不需要建设昂贵的地面环境工程根基设施和远程运输，操作维护起来比拟简单，还可以对深层次污染的土壤进展修复。 异位修复技术的环境风险较低，系统处理的预测性高于原位修复生物修复技术：主要包括微生物修复技术、植物修复技术、动物低等修复技术化学修复技术物理修复技术 第一章1、造成土壤污染的过程： 1接触阶段：污染物进入土壤的初始阶段，主要的接触形式有3种：气型接触的污染：工业活动中的烟尘和废气排放物，首先污染大气，然后沉降到地表和土壤，以及汽车尾气的排放、农业农药的使用等等。水型接触的污染。固体型接触的污染 2反响阶段：以不同途径进入土
4、壤中的污染物经过吸附-解吸、沉淀-溶解、氧化-复原、络合-解离、降解和积累放大等一系列的生态化学过程，参与土壤系统功能的表达，影响土壤的原始平衡；污染物作用过程在改变土壤物理化学性质的同时，本身的形态、毒性、浓度等性质也发生相应的变化，污染物与土壤有机质及其它组分之间的相互作用，在影响各个子系统的正常代谢过程中改变了土壤生态系统整体平衡开展的趋势 3污染中毒阶段：污染物进入土壤并参与到土壤各个组分之间的物理化学反响当中，使土壤及其中的生命组分发生急性中毒或慢性中毒 4恢复阶段：急性中毒土壤一般很难恢复初始的安康状态，需要人为的力量才能恢复正常的功能表达；慢性中毒的土壤一般可以自然恢复 2、污染
5、诊断方法：1.污染土壤诊断：实验室诊断：化学分析方法、毒理学分析方法等田间诊断：场地试验是一种适合的方法，通过这种试验可以发现场地条件或接近场地条件下污染物对各种土壤生物的毒害作用 2.快速诊断与长期诊断：快速诊断一般通过 急性毒性试验【急性毒性试验(Acute Toxicity Test)是研究化学物质大剂量一次染毒或24h内屡次染毒动物所引起的毒性试验。其目的是在短期内了解该物质的毒性大小和特点,并为进一步开展其他毒性试验提供设计依据。如：哺乳动物、水生生物鱼、水蚤、藻类、蚯蚓等。】；长期诊断一般通过亚慢性毒性试验和慢性毒性试验【人类接触环境污染物时,通常接触水平低于急性中毒剂量或浓度。为
6、了得到更接近实际情况的毒作用资料,需进展亚慢性和慢性毒性试验。A亚慢性毒性试验(Subchronic Toxicity Test)验是在相当于动物生命周期的1/301/20时间内使动物每日或反复屡次接触受试物的毒性试验。检测指标：(1)一般综合指标 (2)血液及生化检验(3)病理组织学检查； B慢性毒性试验(Chronic Toxicity Test)：是指以低剂量外来化合物,长期与试验动物接触,观察其对试验动物所产生的生物学效应的试验。】高等植物毒理试验与特殊毒性试验法：病症法、生长量法、高等植物毒性诊断试验方法藻类毒性试验法、蚕豆根尖微核技术、紫露草微核技术敏感动物指示法：陆生无脊椎动物试
7、验、蚯蚓毒性试验、土壤原生动物毒性试验敏感微生物诊断法：一般的土壤微生物试验、发光菌试验、转基因工程微生物试验优点：土壤污染生态毒理诊断集合了土壤中不同食物链生物对化学品的整体毒性效应，提供土壤污染的全部信息通过选择敏感代表者作为毒性诊断指标，对土壤污染诊断具有重要补充作用缺点：难以对土壤中各种物质进展全面测定，不可能鉴定土壤中所有物质的潜在毒性效应，也不可能测出污染物的复合污染效应难以区别和提取不同暴露路径中(如，孔隙水中、土壤空气中、食物的吸收中、不可提取性残渣中或键合到某些物质中)的污染物质，因此，污染物的有效毒性往往被低估无法以量化方式对产物的毒性做出准确评价，因为有些物质量的大小与其
8、毒性大小之间不成正比。无法对污染物的代谢毒性进展追踪，检测上也存在困难3、剂量效应的关系 1.生态毒理学诊断原理主要是依据生物在毒物作用下的不良生理、生化反响，所进展的生物学系列试验。生物对毒物毒性响应的大小，依据在一定时间内某一污染物的剂量-效应关系决定.效应与反响：效应(Effect)表示接触一定剂量化学物质引起机体个体发生的生物学变化。反响(Response)是接触一定剂量化学物质后,表现一定程度某种效应的个体在一个群体中所占的比例 剂量-效应关系(Dose-effect Relationship)和剂量-反响关系(Dose-response Relationship):分别表示不同剂量
9、在个体或群体中表现出来的量效应大小之间的关系,以及不同剂量与质效应发生率之间的关系。剂量反响关系是评价化学物质的毒性和确定安全接触水平的 根本依据。2. 剂量确实定：引起生物某种程度毒害所需的剂量统称为毒害剂量剂量是决定毒物对机体造成损害的最主要因素对于同一种毒物，不同剂量对机体造成的损害程度不同； 效应effect：即生物学效应，指机体在接触一定剂量的化学物后引起的生物学改变。生物学效应一般具有强度性质，为量化效应graded effect或称计量资料。效应用于表达在群体中发生改变的强度时，往往用测定值的均数来表示。 研究污染物对土壤生态系统带来可能危害的剂量-反响关系，进展污染物毒性和土壤
10、生态安全性评价。4、生物标志物 1.概念：生物标志物(Biomarker)是通过测定生物体液、细胞和组织的各种反响，用生物化学、免疫学、遗传学等方法来指示污染物的存在与否及生物个体的反响。它能够直接以生物体内靶细胞或靶分子为反响终点，十分敏感。检测结果能够说明生物个体内的细胞和组织是否已经暴露于超量的污染物中，环境污染物是否已对生物靶诱发了毒性效应，以及毒性效应是否会对种群、群落、或生态系统引起连锁效应。2.选择生物标志物的原则：具有一定的敏感性，生物标志物的敏感性应高于一般生物检测指标；反响要有一定的稳定时间，同时要快速； 在分子和生化水平上的效应(效应生物标志物)与高级生物学水平上的效应(
11、如生长、繁殖)联系在一起；具有一定野外应用价值；要求选取对受试生物损害较小的指标，技术易于掌握。3.生物标志物的类型：生物标志物 根本上可以分为生化、免疫、遗传等3个方面。生化系统：一些生化反响与污染物的作用机制极为相似，这些效应在很短的时间内就可发生，对于污染物的反响十分敏感：主要的两种生物标志物类型是生物酶和特异蛋白质。免疫系统：如巨噬细胞、红细胞和白细胞。以免疫系统的抵抗力为毒性反响终点，对化学品暴露、生理状态和疾病情况等，提供综合性标志物。遗传系统：如DNA和癌基因等作为生物标志物有不少应用实例。4.生物标志物的分类：一般根据个体从暴露到疾病发生过程的进展把生物标志物分为暴露标志物、效
12、应标志物和易感性标志物。暴露标志物(Biomarker of Exposure ): 也称接触生物标志物，指机体生物材料中外源性物质及其代谢产物(内剂量)，或外源性物质与某些靶分子之间相互作用的产物(生物有效剂量)。内剂量生物标志物包括细胞、组织或体液(如血、尿、粪便、乳汁、汗液、毛发、指甲、唾液)中的毒物及其代谢产物；有效剂量(到达剂量或靶剂量)生物标志物如DNA加合物、蛋白质加合物、DNA-蛋白质交联物等等。效应生物标志物(Biomarker of Effect)：指机体内能反映生化、生理或其他方面改变的物质。依照改变程度的不同，效应生物标志物又可分为反映早期生物学效应、构造和(或)功能改
13、变、毒性或疾病3类标志物。机体内能反映早期生化、生理或其他方面改变的物质称为早期生物学效应生物标志物。如DNA链断裂、癌基因活化、抑癌基因失活等；当外源性物质引起细胞构造或功能改变时，机体内能反映生化、生理或其他方面改变的物质叫做细胞构造和功能改变的生物标志物。如肿瘤生长因子、癌胚抗原等；能反映外源性物质机体毒性的物质。如染色体畸变、姐妹染色单体交换等，称作毒性生物标志物。易感性生物标志物(Susceptibility Biomarkers) ：指反映机体先天或后天获得的对接触外源性物质产生反响能力的指标，与个体免疫功能差异和靶器官有关。5.生物标志物的优越性：可反映污染物暴露的时空变化和历史
14、情况；可联系微观和宏观效应；直接联系污染物浓度与效应；可确定各种暴露途径之间的差异；综合了多种污染物的相互作用；判定污染物引起的效应对生物个体或生态上的意义；可对长期生态效应进展短期预测。6. 生物标志物的应用：目前人们研究的重点集中在开展生物标志物，而不是生物标志物的应用，并且对生物标志物的理解缺乏统一的标准，使很多标志物都只能停留在开展阶段而很难应用于实际问题的解决。复合污染状况下的生物标志物响应的研究：在实际环境中生物有机体主要暴露于复合污染物而非单个化学物质，通过研究复合污染暴露体系下生物标志物响应，并综合考虑生物有机体个体大小、生长发育和性别等对标志物响应的影响，将会大大提高标志物在
15、指示实际环境中暴露和效应的准确性和灵敏度，使标志物检测能更准确地反映实际环境状况。 多指标检测体系的应用和开展生物标志物的生态相关性的阐述：对生物标志物的测定结果与特定环境致变之间的关系进展研究，找出生物标志物的效应与相关种群、群落和生态系统水平效应的直接联系，是生物标志物研究的重要任务之一标志物测定的标准化：首先，要对标志物的理解具有统一的标准；其二，要开发出标准统一的测定方法，使来自不同实验室的数据具有可比性；最后，开发出方便检验的试剂盒，降低标志物检测的费用，使之得以推广应用分析检测技术：重金属的生物标志物：金属硫蛋白(MTs)、抗氧化酶类、复原性谷胱甘肽(GSH)、外周血清转氨酶、免疫标志物有机磷农药的生物标志物：胆碱脂酶(ChE)、对氧磷酶、烷基磷酸脂、多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)等的生物标志物：混合功能氧化酶(MFO、谷胱甘肽转移酶(GSTs)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化酶(GPx)、DNA加合物第二章1、土壤安康风险 土壤安康的生态指示：植物指示：敏感植物指示：如植物的抗盐、抗酸以及超富集植物等；植物根的反响；植物根的病原体土壤动物指示：土壤节肢动物群落构造；蚯蚓土壤微生物指示土壤微生物群落构造：土壤微生物生物量；营养物的循环土壤酶指
