土壤重金属污染综述

《土壤重金属污染综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土壤重金属污染综述（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、重庆文理学院环境管理学课程作业之三综述报告题 目：土壤重金属污染综述姓 名：冯思特学 号：201204159007班 级：环科2班成 绩： 土壤重金属污染综述摘要:土壤是生物和人类赖以生存和生活的重要环境。随着工业化的发展、城市化进程的深入，我国土壤环境污染不断加剧。土壤环境质量变化较大，土壤环境污染物种类和数量的不断增加，发生的地域和规模在逐渐扩大，危害也进一步深入。而土壤重金属污染是其中重要的组成部分，由于其不能为土壤微生物所分解，且污染具有蓄积性的特点，土壤一旦遭受污染，就难以在短时间内消除，从而对农产品的产量品质和人类的身体健康造成很大的危害【1,2】。关键词：现状；来源；特性；修复方

2、法一.我国重金属污染现状 我国土壤重金属污染形势严峻。近年来，我国土壤重金属污染事件频发，不仅对耕地与农产品质量构成严重威胁，还直接损害了民众身体健康，影响社会稳定【3】。国务院批复的重金属污染综合防治“十二五”规划、近期印发的国务院办公厅关于印发近期土壤环境保护和综合治理工作安排的通知(国办发2013 7号)和国务院关于加快发展节能环保产业的意见(国发201330号)中，都明确提出了攻克污染土壤修复技术和加强试点示范的要求。建设土壤重金属污染治理试点示范工程，加强修复技术体系研究和推广应用，防控和修复土壤重金属污染，提高土壤环境质量，保障生态环境与食物安全，已成为国家重大现实需求。二.重金属

3、污染主要来源土壤重金属的来源主要有自然来源和人为干扰输入两种途径。在自然情况下，土壤中重金属主要来源于母岩和残落的生物物质，含量比较低，一般不会对土壤一植物系统生态环境造成危害【4】。人为活动是造成土壤遭受重金属污染的重要原因，在金属矿床开发、城市化建设、固体废弃物堆积以及为提高农业生产而施用化肥、农药、污泥和污水灌溉的过程中，都可能导致重金属在土壤中大量积累。三.土壤重金属的特性3.1 重金属在土壤中的沉积重金属能在一定的幅度内发生氧化还原反应，具有可变价态，因重金属的价态不同，其活性和毒性也不同；重金属易在土壤环境中发生水解反应，生成氢氧化物，也可以与土壤中的一些无机酸反应，生成硫化物、碳

4、酸盐、磷酸盐等。这些化合物的溶度积【5】都比较小，使得重金属累积于土壤中，不易迁移，污染危害范围扩大的可能性较小，但却使污染区域内的危害周期变长，危害程度加大。3.2 重金属对土壤微生物的影响通常情况下，重金属污染对微生物有两个明显效应：一是不适应生长的微生物种数量的减少或绝灭，表现为有些重金属还会在微生物的作用下转化为毒性更强的有机化合物（如甲基汞等）；二是适应生长的微生物数量的增大与积累【5,6】。重金属对微生物的生物转化具有抑制作用，其中表现为重金属能降低微生物的固氮作用。3.3 重金属对土壤酶活性的影响土壤酶参与土壤中的众多代谢过程，是土壤生态系统代谢的重要动力，土壤中所进行的一切生物

5、学和化学过程都要由酶的催化作用才能完成，在生态系统的物质和能量循环等过程中，土壤酶起到表征物质和能量转化强度的作用【7】。土壤酶活性的高低可以衡量土壤生物学活性和土壤生产力，土壤重金属含量的高低影响土壤酶活性，土壤酶活性在一定程度上反应土壤的污染情况。贺玉晓【8】等在对土壤重金属对土壤酶活性的研究中，研究表明土壤总体酶活性与重金属实际污染状况基本一致。3.4 土壤重金属污染的生物学效应土壤环境中重金属的生物作用，主要是指植物通过根系从土壤中吸收某些化学形态的重金属，并在植物体内累积起来，这种迁移既可认为是植物对土壤的净化，亦可认为是污染土壤对植物的危害。累积下来的重金属物质可以通过食物链的关系

6、，逐级传递到食物链的顶层【9】，也就是我们人类，这样在人类体内累积下来的量也就成为植物体内的好几倍、十几倍甚至几十倍，这也就是自然界中的生物放大作用【10】。四. 土壤修复方法4. 1 土壤生物修复技术土壤生物修复技术作为近20年发展起来的一项用于污染土壤治理的新技术，主要是利用土壤中的微生物分泌酶降解污染物来减少其对环境的危害【11】。它的基本原理是利用土壤中天然的微生物资源或人为的添加目的菌株，甚至用构建的特异降解功能菌株投加到受污染的土壤中，将滞留的污染物快速降解和转化成无害的物质，使土壤恢复其天然功能生物修复可分为原位生物修复和异位生物修复。原位生物修复是指对受污染的介质(土壤、水体)

7、不作搬运或输送，而在原位污染地进行的生物修复处理，修复过程主要依赖于被污染地自身微生物的自然降解能力和人为创造的合适降解条件;异位生物修复是指将被污染介质(土壤、水体)搬运和输送到它处进行生物修复处理。但是生物修复存在生物降解比较困难的局限性，因此. 在采用生物修复技术对污染土壤进行治理之前，应充分考虑微生物、土壤环境等因素的影响。4.2植物修复技术重金属污染及放射性污染是土壤环境污染的重要方面，如何消除土壤环境中的重金属以及放射性污染物已成为国际性难题。近年来，植物修复技术的出现和快速发展为我们展示了一条新的希望之路:即利用植物对重金属化合物的吸收、富集和转化能力把土壤、水体和大气中残存的重

8、金属污染物吸收、富集到植物体内，然后收获植物，通过焚烧等方法回一收重金属，由此减少进入土壤或水体中重金属的含量，实现环境修复的目标【12】。对于放射性污染物来说，相对于传统的填埋、土壤清洗、离子交换、螯合剂浸取、絮凝技术等物理化学处理方法，放射性污染植物修复技术对大面积低剂量放射性污染的去除率较高，利用植物根系吸收水分和养分的过程来吸收、转化污染体(如土壤和水) 中的放射性核素，来达到清除核素、修复或治理目的。4.3分子生物学技术随着分子生物学技术的发展，先进的分子生物学技术越来越多的被引入到土壤污染治理及检测的研究中。越来越多的修复性蛋白的基因正被从植物、微生物和动物中陆续分离出来。人们可以

9、改造这些基因的结构，采用更强的启动子，或者选择生物量高的受体植物转移该修复性蛋白的基因，大幅度地提高转基因植物对重金属污染物的富集速率和最高富集程度以及抗性水平，获得具有应用价值的超富集植物。利用基因工程技术，人们将目的基因片段转移到受体植物细胞中并表达，使受体植物具有该目的基因表达显现特殊性状，从而达到治理污染的目的5。如找到特定污染的抗性基因，转基因后获得其它抗性植株及筛选可转化污染物的植物，或开发超量积累植物进行污染土壤的生物修复。到目前为止，已分离出100 多种重金属抗性基因金属硫蛋白基因，这是一类在生物界广泛分布的、小分子量的、富含半胱氨酸的金属结合蛋白质。由于这类蛋白质与重金属离子

10、具有高度稳定的结合能力，在富集金属、清除环境污染方面有着重要的应用价值。应用基因工程技术，生产利用微生物聚酯为原料生产出来的一类可以被环境微生物降解的新型塑料，由于这类塑料进入自然界之后，便会被有关的微生物迅速降解，因而不至于给环境带来长期的污染危害。另外，基因的序列分析可揭示出生物物种之间的关系，在污染治理研究中可用于生物基因组特殊区域或特异基因的测序。核酸探针检测技术以mRNA 为基础的分子标记能更灵敏地反映污染条件对生物的作用，反映变异水平高。4.4 化学修复化学修复【13】是指通过向土壤施改良剂、抑制剂，改变pH值、Eh和电导率等理化性质，使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制等

11、作用，以降低重金属的生物有效性。4.4.1 施用改良剂 根据土壤缓冲性原理【14】，施用改良剂可降低土壤重金属污染物的水溶性、扩散性和生物有效性，减轻重金属对生态环境的危害。4.4.2 沉淀法沉淀法是利用一些物质与重金属形成沉淀，来降低土壤溶液中重金属离子的溶解度，从而有效地降低植物体的重金属浓度。施用石灰、高炉灰、矿渣等碱性物质或配施一定量的硅肥、钙镁磷肥等碱性肥料，提高土壤pH值，形成沉淀而降低重金属的溶解性，从而减少植物对重金属的吸收。施入石灰硫磺合剂、硫化钠等含硫物质，能使土壤中重金属形成硫化物沉淀。沉淀法可以降低土壤溶液中重金属离子的溶解度，同时也会使土壤植物必需的营养元素也发生沉淀

12、，易导致微量元素的缺乏。4.4.3 加入吸附剂吸附剂可以钝化土壤中的重金属，降低重金属活性，以减少的吸收。4.4.4 拮抗法利用离子间拮抗作用来降低植物对重金属的吸收。在酸性土壤上施用石灰，利用Ca2+离子与Pb的拮抗作用，减少作物对Pb的吸收。4.5 物理修复【13】一是改变轮作制度【15】。改变耕作制度会引起土壤环境条件的变化，可消除某些污染物的毒害。据研究，实行水旱轮作是减轻和消除农药污染的有效措施。如DDT、六六六农药在棉田中的降解速度很慢，残留量大，而棉田改水田后，可大大加速DDT和六六六的降解。二是换土和翻土。对于轻度污染的土壤，采取深翻或换无污染客土【16,17】的方法。对于污染

13、严重的土壤，可采取铲除表土或换客土的方法。这些方法的优点是改良较彻底，适用于小面积改良。但对于大面积污染土壤的改良，非常费事，难以推行。参考文献:【1】傅克文.农业环境的化学污染.北京:科学出版社.1985【2】叶玉武,姚春云.农业环境与农村环境保护.上海:上海科学技术出版社.1992【3】中国工程院，环境保护部等.中国环境宏观观战略研究.北京;中 国环境科学出版社，2011.【4】陈怀满.土壤一植物系统中的重金属污染M.北京:科学出版社，1996.【5】Thomas Hanauer, Peter Felix-Henningsen. In situ stabilization of metal

14、s (Cu, Cd, and Zn) in contaminated soils in the region of Bolnisi, Georgia . Plant and Soil. Volume 341, Numbers 1-2 (2011), 193-208, DOI: 10.1007/s11104-010-0634-5 【6】Achlesh Daverey and Kannan Pakshirajan. Recent Advances in Bioremediationof Contaminated Soil and Water Using Microbial Surfactants.

15、 Microbes and Microbial Technology.2011, 207-228, DOI: 10.1007/978-1-4419-7931-5_9【7】曹慧,孙辉,杨浩等.土壤酶活性及其对土壤质量的指示研究进展J.应用与环境生物学报.2003.9（1）：105-109【8】贺玉晓,赵同谦,刘刚才等.采煤沉陷区土壤重金属含量对土壤酶活性的影响.水土保持学报.2012.第26卷第1期【9】章真.污染的食物链传递.上海节能.1998年Z6期【10】张学洪，刘杰等. 广西荔浦锰矿废弃地植被及优势植物重金属生物蓄积特征.地球与环境.2006年 01期【11】安琼，董元华，王辉，等苏南农田土壤有机氯农药残留规律J土壤学报，2004，41(5)：414419【12】万勇善.植物和土壤的金属污染指数.环境科学与管理.1991年02期【13】蒋小红，喻文熙等.污染土壤的物理/化学修复.环境污染与防治.2006年03期【14】邓仕槐，郑仁宏等.土壤对污染物的缓冲性研究进展.四川环境.2006年04期【15】黄宝同，徐永刚等.不同轮作模式下设施菜地土壤和蔬菜中砷、汞、镉遣的分布特征.中国科学院研究生院学报.2012年02期【16】陈兵，曹子龙等.客土喷播在霍林河矿山植被恢复中的应用.山西建筑.2009年30期【17】刘亚军，董军强等.客土喷播技术在秦皇岛地区生态环境恢复治