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土壤重金属污染与其生物修复技术
姜凯
（山西大同大学,山西大同037009）
［摘 要］ 土壤重金属污染已逐渐成为我国土壤环境面临的一个严峻的环境问题和社会问题,对人类身体健康构成极大威胁.本文介绍我国土壤重金属污染的现状,概括重金属超富集植物修复、微生物修复和植物-微生物联合修复三类土壤重金属生物修复技术,并展望生物修复技术的发展情景,以期为进一步开展土壤重金属修复研究提供参考和借鉴.
［关键词］ 土壤污染；重金属；生物修复技术
［中图分类号］ X53 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-7909（2017）07-66-2
“民以食为天,食以土为本”.土壤是人类赖以生存的基础.然而,随着工业的迅速发展和农业生产中化肥、农药的大量使用,土壤污染问题愈加突出.土壤中的污染物如重金属难以被微生物分解和消化,造成土壤结构、组分和功能发生变化,有害物质不断在土壤环境中残留、累积.当重金属浓度超过一定限值时,会对土壤—植物系统产生毒害效应,进而通过食物链进入人体,危害人类健康.1931 年,日本富山县发生的“痛痛病”事件就是闻名世界的重金属镉污染案例.因此,加强土壤重金属污染修复技术研究,积极探索修复重金属污染土壤的方法,对于推动我国生态文明建设和农业可持续发展,十分必要且十分迫切.
1 我国土壤重金属污染现状及危害
重金属是指含量超过5 g/cm3的金属元素,如镉、汞、铜、铅、锌和镍等金属及准金属砷.土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带到土壤中,致使土壤重金属含量超过背景值,并出现生态破坏和土壤环境质量恶化的现象.目前,我国土壤环境质量不容乐观,重金属污染状况堪忧.2014 年,环境保护部和国土资源部联合发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示,我国土壤重金属超标范围较大的是西南和中南地区,其中镉、汞、砷、铅的含量分布从西北到东南、从东北到西南逐渐升高,而镉污染物点位超标率高达7.0%.近年来,我国重金属污染事故频发.2010 年,湖南省郴州市200 多名儿童血铅超标事件；2012 年,广西河池市2 家冶炼企业泄漏约20 t 镉,致使龙江河镉污染；2014 年,湖南省衡阳市化工污染导致300多名儿童血铅超标事故；2014 年,贵州省万山县出现土壤汞污染事件.这些污染事故的发生,引发社会高度关注和广泛讨论.
重金属污染容易使人体致癌、致疾、致突变.如长期接触一定剂量的镉,会损害人体肾脏功能,严重时导致肾脏衰竭,进而导致骨质疏松和软化［1］.美国国家环境保护局规定,土壤中重金属砷的浓度限值为24 mg/kg,金矿丰富的地区土壤中砷的浓度远高于土壤背景值,砷污染地区膀胱癌和肺癌患者人数是其他地区的2 倍.土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性、积累性和不可逆性等特点,不仅使我国土地利用效率大大下降,更严重威胁人们的生命健康和食品安全.2016 年5 月,《土壤污染防治行动计划》发布实施,加强涉重金属行业污染防控,将重金属污染耕地修复纳入重点治理内容,有望逐步改善我国重金属污染现状.
2 土壤重金属污染生物修复技术
重金属污染土壤的生物修复技术具有经济有效、不产生二次污染等优势,可广泛地应用于矿山开采、金属冶炼企业周边土壤恢复,具有较好的发展前景［2］.目前,最常见的生物修复技术包括植物修复、微生物修复和植物-微生物联合修复.
2.1 植物修复
植物修复是指利用种植在重金属污染地块中的特定植物（超富集植物）对重金属元素的吸收、富集作用,将植物收获后进行回收处理,将重金属从土壤中转移出来,从而降低土壤重金属污染物含量,达到污染防治的治理技术.
超富集植物对重金属的累积量是一般植物的100 倍以上,在低浓度重金属环境中对污染物的累积速率较高［3］.目前已发现有700 多种重金属超富集植物,已报道的铅超富集植物有17 种,印度芥菜是目前公认的镉/铅/锌耐-富集型植物.我国的超富集植物及对应的富集元素有东南景天（镉、锌）、蜈蚣草（镉）、蒲公英（镉铅铜锌）等.超富集植物在重金属污染地块修复中的实践应用越来越广泛.
近年来,随着越来越多的超富集植物被人们报道、研究,植物修复技术领域的研究重点已由筛选超富集植物向提高超富集植物的修复效率转变.添加天然螯合剂可以促进植物对重金属的吸收和富集,增加植物修复效率.
2.2 微生物修复
微生物修复是利用微生物的氧化还原、化和去化作用,吸收多种重金属,或产生特殊的生物表面活性剂,参与土壤中污染物的循环过程,降低有毒重金属污染物的活性,达到土壤重金属污染修复的目的.这种方法投资费用低、易于管理与操作、效果较好、不产生二次污染,能缩短修复时间,提高修复效率.该方法正日益受到人们的重视,成为土壤重金属污染修复的研究热点.
2.3 植物-微生物联合修复
植物-微生物联合修复技术是利用植物与根际微生物的共生作用,来提高植物富集、固定土壤中重金属的能力,增强重金属修复的效果.
丛枝菌根（AM）真菌是自然界分布最广的植物共生真菌,与宿主植物建立共生关系,提高宿主植物对重金属胁迫的耐性,促进植物修复重金属污染土壤的效率.在重金属污染环境下,AM真菌通过根外菌丝的过滤和螯合作用,改变根际环境和土壤重金属生物有效性,改善植物生理代谢和营养生长,增强宿主植物对重金属的吸收、转运和累积.
重金属污染论文范文结:
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