導(dǎo)語：如何才能寫好一篇土壤重金屬污染概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：重金屬污染；土壤污染；生物修復(fù)；超量積累

作為人類發(fā)展的基礎(chǔ)，土壤資源往往在城市化以及工業(yè)化的發(fā)展之下出現(xiàn)了不同程度的污染以及破壞。在這樣的背景之下，我國的土壤容易受到重金屬的污染而危害人類的生命安全。本文基于此，分析探討國內(nèi)外土壤重金屬污染防治技術(shù)以及相關(guān)研究的發(fā)展。

1 土壤重金屬污染預(yù)防的發(fā)展歷程

1.1 預(yù)防體制

基于世界各國城市化以及工業(yè)化發(fā)展程度的日益加深，各國家普遍存在土壤重金屬污染的問題。為了進(jìn)一步促進(jìn)各類問題的解決，世界各國加強(qiáng)了對(duì)于土壤重金屬污染預(yù)防。關(guān)于土壤重金屬污染預(yù)防的發(fā)展歷程，筆者進(jìn)行了相關(guān)總結(jié)，具體內(nèi)容如下。

日本為了進(jìn)一步促進(jìn)土壤重金屬污染問題的解決，頒布了《土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)》《土壤污染對(duì)策法》等法律法規(guī)，而我國自改革開放之后，逐步加強(qiáng)了對(duì)于環(huán)境問題的關(guān)注，并于1989年頒布《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》，開始了我國土壤重金屬污染問題的處理，隨后中國在該法律的基礎(chǔ)之上進(jìn)行修訂工作，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)于污染物排放的限制與處理。

1.2 預(yù)防技術(shù)

為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)按土壤重金屬污染問題的解決，各國逐步提出了清潔生產(chǎn)的概念。在這樣的背景之下，歐共體于1979年宣布推行工業(yè)清潔生產(chǎn)的政策。在這樣的背景之下，該區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門加強(qiáng)了對(duì)于各類先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的運(yùn)用，從而實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)的清潔生產(chǎn)，規(guī)避了農(nóng)業(yè)化學(xué)產(chǎn)品的超量使用對(duì)土壤污染。

事實(shí)上，這種從源頭上降低污染源的措施，能夠降低了土壤中重金屬離子的引入，從而實(shí)現(xiàn)了土壤資源的保護(hù)。

2 土壤重金屬污染治理方法

目前，我國處于經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型期間，土壤重金屬污染的問題也較重。在這樣的背景之下，為了實(shí)現(xiàn)我國社會(huì)的綠色、低碳、可持續(xù)發(fā)展，我國的有關(guān)部門加強(qiáng)了對(duì)于該類問題的解決。關(guān)于常見的土壤重金屬污染治理方法，筆者進(jìn)行了相關(guān)總結(jié)，具體內(nèi)容如下。

2.1 工程治理法

所謂的工程治理法，指的是相關(guān)單位借助物理原理以及方法進(jìn)行土壤重金屬污染問題的解決。在傳統(tǒng)的工程治理過程中，工作人員多借助換土、翻土等方法進(jìn)行作業(yè)，但伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷變更，我國有關(guān)部門逐步采用淋洗法、電解法、熱處理等辦法進(jìn)行作業(yè)。

一般而言，工程治理方法在運(yùn)行的過程中具有效果顯著等特點(diǎn)，但是其因?yàn)楣こ虖?fù)雜、工程量等問題進(jìn)而導(dǎo)致工程成本的進(jìn)一步增加。此外，該方法在運(yùn)用的過程中往往因?yàn)榫S護(hù)措施不到位而導(dǎo)致部分土壤中的金屬元素被遷移到其他地區(qū)，造成土壤重金屬污染面積的擴(kuò)大，難以真正改善土壤的重金屬污染現(xiàn)狀。

以日本富士縣神通川流域的土壤重金屬污染防治為例，為了降低土壤中的鎘元素，相關(guān)單位加強(qiáng)了對(duì)于工程治理法的運(yùn)用。在這一過程中，工程單位去除污染區(qū)域15cm的表土，并壓實(shí)心土，并采用淋洗法對(duì)污染土壤進(jìn)行清洗。

2.2 農(nóng)業(yè)治理

所謂的農(nóng)業(yè)治理，指的是通過優(yōu)化、完善傳統(tǒng)的耕作管理制度，實(shí)現(xiàn)土壤重金屬污染的降低。在這一過程中，工作人員需要依據(jù)重金屬污染的實(shí)際狀況而選擇相應(yīng)的植物種植，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)于土壤中重金屬元素的消除。此外，在農(nóng)業(yè)治理的過程中，作業(yè)人員還需要合理選擇花費(fèi)，從而降低土壤中的重金屬元素。

學(xué)者林汲等人就通過實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)了硅藻土有機(jī)肥能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于Cd、Zn重金屬離子的吸收，從而降低了土壤中的重金屬離子。一般而言，該方法在運(yùn)行的過程中普遍存在操作簡(jiǎn)便、費(fèi)用低的特點(diǎn)，但是由于其仍舊未能夠從根本上消除重金屬污染，進(jìn)而導(dǎo)致其只能夠作為輔助手段進(jìn)行處理。

在進(jìn)行廣西壯族自治^環(huán)江縣廢礦土壤污染治理的過程中，中科院地理所環(huán)境修復(fù)中心陳同斌率團(tuán)隊(duì)，借助蜈蚣草等植物開展了土壤重金屬處理工作，并成功修復(fù)1280畝重金屬污染農(nóng)田。

2.3 生物治理

生物治理方法在運(yùn)行的過程中主要借助生物生命代謝活動(dòng)的開展，從而降低了環(huán)境中重金屬污染的濃度。從而確保部分受到污染的土壤能夠恢復(fù)到初始狀態(tài)。一般而言，生物治理方法在運(yùn)用的過程中因?yàn)閰⑴c治理的主角不同，故而分為動(dòng)物修復(fù)、微生物修復(fù)以及植物修復(fù)。

所謂的動(dòng)物修復(fù)技術(shù)，指的是有關(guān)部門以及人員利用土壤中的低等動(dòng)物進(jìn)行土壤中重金屬的吸收，從而實(shí)現(xiàn)了土壤中重金屬含量的進(jìn)一步降低。相關(guān)的研究表明，蚯蚓的出現(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于硒、銅元素的吸收。事實(shí)上，該方法在推行的過程中也具有一定的問題：諸如低等動(dòng)物往往會(huì)將吸收的金屬元素再次釋放到土壤中，從而造成了二次污染。

微生物修復(fù)技術(shù)則是利用土壤中的微生物進(jìn)行各類金屬元素的吸收。目前，最為常用的微生物就是――真菌。真菌在生存的過程中往往能夠分泌一定量的氨基酸、有機(jī)酸等物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)于重金屬的溶解。目前，從相關(guān)的研究分析可以發(fā)現(xiàn)：微生物修復(fù)技術(shù)在運(yùn)行的過程中具有較為光明的前景，且能夠較好的實(shí)現(xiàn)我國土壤重金屬問題的解決。

植物修復(fù)技術(shù)的運(yùn)行原理主要是在污染的區(qū)域種植特定植物，從而借助植物的生長過程實(shí)現(xiàn)對(duì)于重金屬的吸收以及化解。目前，植物提取技術(shù)獲得了相關(guān)研究人員的重視，并由此促進(jìn)了土壤重金屬問題的解決?，F(xiàn)階段，最為常用的植物有遏藍(lán)菜、高山甘薯等。

仍舊以日本富士縣神通川流域的土壤重金屬污染防治為例，土壤重金屬處理單位在含鎘100mg/kg土壤上進(jìn)行苧麻的種植，從而由此實(shí)現(xiàn)對(duì)于土壤中鎘元素含量的降低。該地區(qū)在采取生物法治理土壤重金屬污染的過程中，實(shí)現(xiàn)了鎘元素含量降低27.6%。

3 發(fā)展論述

為了進(jìn)一步促進(jìn)我國土壤重金屬污染問題的解決，我國的有關(guān)部門需要從法律的角度出手，加強(qiáng)對(duì)于各類土壤重金屬污染法律法規(guī)的制定。此外，我國還需要加強(qiáng)對(duì)于清潔生產(chǎn)的發(fā)展，并大力運(yùn)用清潔能源。而在已經(jīng)發(fā)生的土壤重金屬污染問題，作業(yè)人員需要加強(qiáng)植物修復(fù)技術(shù)的運(yùn)用。

4 結(jié)束語

為了進(jìn)一步促進(jìn)我國土地重金屬污染問題的解決，我國的有關(guān)部門以及人員需要采取科學(xué)的方式進(jìn)行問題解決。本文基于此，分析探討土壤重金屬污染預(yù)防的發(fā)展歷程（預(yù)防體制、預(yù)防技術(shù)），并就常見的土壤重金屬污染治理方法進(jìn)行分析，最后論述了我國土壤重金屬污染問題解決的措施。筆者認(rèn)為，隨著相關(guān)措施的落實(shí)到位，我國的環(huán)境問題必將得到顯著的改善。

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（24）：30+28.

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關(guān)鍵詞：有機(jī)肥；土壤重金屬；生物有效性

中圖分類號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.02.006

Abstract：With the increasing concern of soil heavy metal pollution， it is necessary to do the research on reducing the heavy metal toxicity of soil， while the bioavailability of heavy metals is an important index for researching. There were many researchers have done the researches on the effects of fertilization and tillage on bioavailability of heavy metals， however only a few have been focusing on the effect of organic fertilizer.This dissertation have referenced many literatures in relation to organic fertilizer and soil heavy metals in recent years， the conception of soil heavy metals bioavailability， and the related infecting factors of bioavailability， as well as the effects of fertilization on bioavailability of heavy metals was conclused. It also gave a conceivable prospect of relationship between organic fertilizer and the soil bioavailability to improve the research on organic fertilizer and soil heavy metals bioavailability.

Key words：organic fertilizer；heavy metals in soils；bioavailability

隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，各種工業(yè)污染、人為活動(dòng)以及不合理施肥等原因?qū)е碌挠卸居泻χ亟饘伲≒b、As、Cd、Hg等）通過各種途徑進(jìn)入土壤，使重金屬污染程度不斷加深。調(diào)查顯示，全世界各國的土壤都存在著不同程度的污染。土壤中重金屬含量的上升，使土壤發(fā)生質(zhì)量退化、農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)降低，并且經(jīng)食物鏈等方式被帶入到人的身體內(nèi)，影響危害著人類的身體健康[1-2]。在關(guān)于土壤重金屬有效性的研究方面，科學(xué)家們更加關(guān)注的是添加改良劑與修復(fù)改良等，而對(duì)施用有機(jī)肥與重金屬生物有效性方面研究較少。本研究主要綜合了現(xiàn)有有機(jī)肥對(duì)土壤重金屬有效性研究的相關(guān)文獻(xiàn)，從土壤重金屬生物有效性的概念、影響因素、有機(jī)肥對(duì)土壤性狀及重金屬有效性的影響3個(gè)方面進(jìn)行了歸納總結(jié)。

1 土壤重金屬生物有效性的概念

關(guān)于土壤重金屬生物有效性的定義，第一次被提出是基于物理化學(xué)的概念，它是指污染物在水體中生物傳輸或生物反應(yīng)被利用的程度。后來，又被應(yīng)用到固體環(huán)境，例如土壤和污泥以及大氣環(huán)境中的生物可給性問題[3]。環(huán)境化學(xué)概念中，生物有效性是指能夠被生物所吸收利用的那部分物質(zhì)。而生物學(xué)概念中的生物有效性，則是指能夠經(jīng)細(xì)胞膜而進(jìn)入生物體，并參與生物新陳代謝過程的物質(zhì)[4]。除此之外，由于研究對(duì)象和研究環(huán)境的不同，生物有效性的定義也不相同，如生物吸收物質(zhì)的途徑和方式，生物吸收物質(zhì)的量，潛在的能被生物吸收的部分[5]。土壤重金屬生物有效性不僅與土壤環(huán)境有關(guān)，也與生物自身的特征有關(guān)，這也就導(dǎo)致了土壤重金屬生物有效性概念的復(fù)雜性。

2 影響土壤重金屬生物有效性的因素

影響土壤中重金屬生物有效性的因素很多，主要有重金屬形態(tài)、總量，土壤理化性質(zhì)和土壤環(huán)境條件等。除此之外，土壤類型、土壤生物等因素都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定影響。

2.1 土壤重金屬形態(tài)

土壤重金屬形態(tài)是最重要的因素。重金屬和土壤中的不同成分結(jié)合成不同的形態(tài)，各個(gè)形態(tài)的含量影響著重金屬生物有效性。重金屬在土壤中的存在形態(tài)研究主要有以下幾種。Tessier 等[6]在1979年提出可以把重金屬在土壤或者沉積物中的形態(tài)劃分為5種形態(tài)：可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)物結(jié)合態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)。這種劃分也是到現(xiàn)在為止學(xué)者們所認(rèn)為的最常見、最有代表性的。Shuman[7]在1985年提出把其劃為交換態(tài)、水溶態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、氧化錳結(jié)合態(tài)、緊結(jié)合有機(jī)態(tài)、不定性氧化鐵結(jié)合態(tài)、松結(jié)合有機(jī)態(tài)、硅酸鹽礦物態(tài)。Gambrell[8]則將其劃分為水溶態(tài)、易交換態(tài)、大分子腐殖質(zhì)結(jié)合態(tài)、無機(jī)化合物沉淀態(tài)、硫化物沉淀態(tài)、氫氧化物沉淀吸收態(tài)（吸附態(tài)）和殘?jiān)鼞B(tài)等7種形態(tài)。它們中有的形態(tài)如殘?jiān)鼞B(tài)，其遷移性較小，不被植物所吸收，因此，它的生物有效性??；有的能與土壤有機(jī)質(zhì)、鐵錳氧化物吸附結(jié)合，形成結(jié)合態(tài)沉淀物，在土壤l件發(fā)生改變時(shí)，遷移活性較大；有的吸附于土壤顆粒表面，與土壤液相離子進(jìn)行吸附解析化學(xué)活動(dòng)，屬于可交換態(tài)重金屬，遷移活性強(qiáng)，容易被植物所吸收利用。

2.2 土壤重金屬總量

土壤重金屬總量對(duì)生物有效性的影響雖然不能與形態(tài)相比，但總量更能夠說明重金屬富集程度和潛在危害等，因此，總量的研究被普遍應(yīng)用到各國的土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中。第一，土壤中的重金屬形態(tài)和重金屬總量兩者之間有著相互關(guān)聯(lián)及影響。例如，Sauve等[9]對(duì)幾種不同類型的土壤進(jìn)行了試驗(yàn)研究，元素Cu的全量與可交換態(tài)的Cu、水溶態(tài)Cu都有著很好的相關(guān)性，并且發(fā)現(xiàn)全量也是影響土壤中Cu2+活度的因素之一。Sauve等人[10]還對(duì)某鉛礦周圍的不同類型（88種）的土壤進(jìn)行了研究，在對(duì)元素鉛進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，影響土壤中水溶態(tài)和可交換態(tài)鉛以及鉛離子活度的重要因素之一就是元素鉛的總量。第二，在一定的條件下，土壤重金屬的生物有效性可以用重金屬總量來評(píng)估。

2.3 土壤理化性質(zhì)

2.3.1 有C質(zhì)土壤的理化性質(zhì) 能夠影響重金屬的生物有效性的因素中，土壤中有機(jī)質(zhì)的含量是主要的影響因素[11]。土壤中的有機(jī)質(zhì)和重金屬元素形成的絡(luò)合物，影響土壤重金屬的遷移性以及生物有效性。有機(jī)質(zhì)對(duì)生物有效性的影響主要有以下兩個(gè)方面。一是通過加入有機(jī)質(zhì)來影響對(duì)重金屬元素的吸附能力。有機(jī)質(zhì)作為一種天然的吸附劑，能夠在很大程度上降低離子活度。二是土壤中有機(jī)質(zhì)含量的多少改變著土壤中重金屬元素各形態(tài)的分布，能夠影響重金屬元素的遷移性。例如王浩等[12]通過研究發(fā)現(xiàn)，受到鉛和銅污染的土壤在加入有機(jī)質(zhì)后，隨著有機(jī)質(zhì)積累的增加，會(huì)使土壤中水可提取鉛和銅的含量顯著減少，這一結(jié)果說明有機(jī)質(zhì)可穩(wěn)定土壤中的鉛和銅。同樣，鐘曉蘭等[13]也發(fā)現(xiàn)，除了元素Cr，其余重金屬元素的各個(gè)形態(tài)和土壤有機(jī)質(zhì)之間都有著顯著相關(guān)性。

2.3.2 pH值 土壤溶液的pH值影響了土壤溶液中的各種離子在固相上的吸附程度，各種土壤礦物質(zhì)的溶解度及其元素離子活性。因此，土壤pH值是土壤重金屬元素解吸、吸附、溶解、沉淀離子化學(xué)過程的重要控制條件。如廖敏等[14]研究發(fā)現(xiàn)，隨著土壤pH值升高，元素鎘的吸附能力及其吸附量都明顯增強(qiáng)，并且最終會(huì)產(chǎn)生沉淀。趙雅婷[15]研究發(fā)現(xiàn)：隨著土壤pH值的上升，土壤中元素Zn的鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)及碳酸鹽結(jié)合態(tài)含量增加，而可交換態(tài)Zn的含量減少；隨著pH值的升高，土壤鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)Cd、碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd的含量增多，而可交換態(tài)Cd含量減少。句炳新[16]研究發(fā)現(xiàn)，Cu的可交換態(tài)量會(huì)隨著pH值的升高而減少，Cu的碳酸鹽態(tài)則會(huì)隨著pH值的升高而增加，這與廖敏、趙雅婷等研究相同。

2.3.3 氧化還原電位 土壤氧化還原電位是通過影響重金屬在土壤中的價(jià)態(tài)來影響重金屬的形態(tài)和分布的。土壤中重金屬元素在氧化環(huán)境下，一般處于較高的氧化態(tài)。例如汞元素可以從單質(zhì)汞轉(zhuǎn)化為汞離子，從而甲基化成為甲基汞，大大地增強(qiáng)了它的有害性[17]。曹媛媛等[18]研究水稻田中重金屬情況發(fā)現(xiàn)，土壤在還原環(huán)境中含有大量的二價(jià)鐵離子，能和還原態(tài)的硫離子結(jié)合形成FeS。FeS再和CuS /ZnS反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，CuS /ZnS在土壤中大量累積，以此來降低重金屬Cu或Zn的生物有效性。

2.3.4 粘土含量 在理化性質(zhì)中，土壤中的粘土含量也影響其生物性。粘土礦物主要是通過進(jìn)行離子交換來吸附溶液中的重金屬離子，因此，粘土含量對(duì)重金屬生物有效性影響深遠(yuǎn)。有研究發(fā)現(xiàn)，土壤中粘土含量影響著鋅元素的生物有效性，但是這種影響會(huì)因?yàn)闀r(shí)間的長短而發(fā)生變化，而且有學(xué)者對(duì)土壤礦物學(xué)進(jìn)行了相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)可交換態(tài)Cd的含量和粘土含量有較好的相關(guān)性[19-20]。因此，可知在研究重金屬生物有效性時(shí)，粘土含量這一內(nèi)容也是不可忽視的。

2.4 其他因素

除以上的因素之外，影響因素還包括重金屬元素的種類、土壤類型和生物種類差異、農(nóng)業(yè)活動(dòng)等。如不同的耕作強(qiáng)度也影響著土壤的結(jié)構(gòu)，不合理的耕作方式會(huì)使有機(jī)質(zhì)大量的流失，從而產(chǎn)生重金屬毒害；同種植物種植在不同類型的土壤中，所吸附重金屬能力也有著很大差異，相同的植物對(duì)不同的元素的富集吸收能力又不相同。并且，各影響因素之間也存在相互關(guān)聯(lián)，因此，在研究土壤重金屬生物有效性時(shí)，應(yīng)當(dāng)綜合考慮各個(gè)影響因素，進(jìn)行全面的研究分析。

3 有機(jī)肥對(duì)土壤重金屬生物有效性的影響

有機(jī)肥的施用不僅可以改善土壤的理化性質(zhì)，增加土壤營養(yǎng)元素，減輕土壤次生鹽漬化[21]，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)[22-24]，增加土壤中的有益微生物種類[25-26]，還可以對(duì)土壤重金生物有效性產(chǎn)生影響。有機(jī)肥對(duì)生物有效性產(chǎn)生影響，最主要的方面是通過改變土壤中的有機(jī)質(zhì)和pH值。

3.1 有機(jī)肥對(duì)有機(jī)質(zhì)的影響

一般土壤中有機(jī)質(zhì)的含量范圍約在0.5%至20%之間，它影響土壤的理化性質(zhì)，同時(shí)也是植物所必需營養(yǎng)元素的重要來源[27]。大量的研究顯示，長期施用有機(jī)肥或者有機(jī)無機(jī)肥配比施用都會(huì)促進(jìn)土壤中有機(jī)質(zhì)的積累。如汪紅霞等[28]采用10年長期肥料定位試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，單施有機(jī)肥或P肥與有機(jī)肥混合施用能使土壤有機(jī)質(zhì)增加，增加范圍在8.4%～17.3%之間，而單獨(dú)施用P肥反而會(huì)引起土壤有機(jī)質(zhì)的下降。王彩絨等[29]采用6年定位試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，在單施有機(jī)肥或者與無機(jī)肥配施下，都能明顯地促進(jìn)耕作層土壤有機(jī)質(zhì)的積累。田小明等[30]對(duì)3種類型的土壤施用有機(jī)肥后發(fā)現(xiàn)，不同類型及有機(jī)質(zhì)含量土壤中的有機(jī)質(zhì)組分含量與不施有機(jī)肥相比，都有不同程度的提高。同時(shí)隨著施肥量的增加，土壤有機(jī)質(zhì)總量和活性有機(jī)質(zhì)組分（活性有機(jī)質(zhì)、中活性有機(jī)質(zhì)、高活性有機(jī)質(zhì)） 都有所增加，這與汪紅霞等[28]研究結(jié)果大致一致，有機(jī)肥對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)確實(shí)有著深遠(yuǎn)的影響。

3.2 有機(jī)肥對(duì)pH值的影響

在當(dāng)今世界，土壤酸化已成為一個(gè)嚴(yán)重的環(huán)境問題，引起了全世界人民的廣泛關(guān)注。大量的研究表明，由于當(dāng)今農(nóng)業(yè)施肥缺乏科學(xué)合理的指導(dǎo)，并且施入的肥料品種過于單一，偏愛無機(jī)肥，且投入量較大。這一現(xiàn)象不僅使肥料被大量浪費(fèi)，并且使土壤溶液中pH值下降及次生鹽堿化[31-33]。蔡澤江[34]等研究發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)施用有機(jī)肥或有機(jī)無機(jī)肥配施后，土壤的pH值與試驗(yàn)之前相比，呈現(xiàn)出穩(wěn)定或者有所升高。其中，以單施有機(jī)肥的處理pH值升幅最大，升高了1.0個(gè)單位。Wang 等[35]研究結(jié)果顯示，施用玉米秸稈能改善土壤酸度。丁玉梅等[36]在研究不同施肥對(duì)煙株根際土壤pH值的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，在不同土質(zhì)條件下，不同油菜含量的有機(jī)肥對(duì)植株根際土壤的pH值具有一定的調(diào)節(jié)作用。肖輝等[37]研究得出，設(shè)施土壤施用化肥降低了土壤的pH值，而施用雞糞等有機(jī)肥能夠使土壤的pH值適當(dāng)上升，從而避免土壤酸化。

3.3 有機(jī)肥對(duì)生物有效性的影響

有機(jī)肥料在農(nóng)業(yè)中的施用，常被當(dāng)作控制以及改良土壤重金屬污染的重要方法，其主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面。

3.3.1 有機(jī)肥對(duì)土壤重金屬形態(tài)的影響 土壤中重金屬形態(tài)是研究生物有效性時(shí)最為主要的指標(biāo)。有大量研究表明，有機(jī)肥能影響土壤中重金屬的形態(tài)。大部分研究表明，施用有機(jī)肥能降低土壤重金屬的有效性，如張琴[38]連續(xù)施用有機(jī)肥后發(fā)現(xiàn)：土壤中重金屬Hg、Zn、Cd的有效態(tài)含量較試驗(yàn)前都有所降低，并且各處理之間呈顯著性差異；重金屬Hg、Zn、Cd的有效態(tài)含量隨著有機(jī)肥施用量的增加逐漸減少，各個(gè)處理之間差異均達(dá)到顯著水平，并且連續(xù)施用有機(jī)肥料還會(huì)增大重金屬有效態(tài)的含量的遞減率。PEREZ-DE-MORA 等[39]向受到重金屬污染的土壤中施加生物堆肥，Y果顯示隨著土壤中有機(jī)質(zhì)的含量增加，有效態(tài)重金屬的比例降低。胡星明等[40]研究得出，在土壤里施用稻草能夠改變重金屬元素銅、鎘、鋅和鉛在土壤中的化學(xué)形態(tài)分布。華珞等[41]在受Cd、Zn污染的土壤里施入了不同數(shù)量的有機(jī)肥后，發(fā)現(xiàn)土壤中有效態(tài)Cd、Zn的含量明顯降低，Cd、Zn的總量也明顯下降，所以可以顯著地減少Cd2+和Zn2+對(duì)農(nóng)作物的毒害。這與張琴[38]、胡星明等[40]研究結(jié)果相一致。同時(shí)，也有少部分研究指出，有機(jī)肥對(duì)重金屬生物有效性沒有產(chǎn)生作用甚至?xí)又刂亟饘傥廴撅L(fēng)險(xiǎn)。如譚長銀等[42]、王開峰等[43]研究發(fā)現(xiàn)，在稻田土壤長期施用有機(jī)肥會(huì)提高Zn和Cd 的有效性，增加土壤重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)。Zhang 等[44]研究發(fā)現(xiàn)，在東北地區(qū)的農(nóng)田土壤中施用了畜禽糞便后，反而增加了該地區(qū)土壤受重金屬元素銅污染的風(fēng)險(xiǎn)。宋琳琳等[45]施用有機(jī)肥后發(fā)現(xiàn)，土壤中生物有效態(tài)的Cd和Zn 含量顯著增加，生物有效態(tài)Pb含量顯著下降，殘?jiān)鼞B(tài)Pb的含量也有所增加。出現(xiàn)這一結(jié)果的原因可能是，地區(qū)差異和各類型的土壤對(duì)重金屬的富集吸附水平也存在著差別，另外，同一土壤對(duì)不同重金屬元素的富集吸附能力也不相同，所以在研究重金屬有效性時(shí)，要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況綜合考慮。

3.3.2 有機(jī)肥對(duì)土壤重金屬植物有效性的影響 因?yàn)楦鞣N植物對(duì)各重金屬元素的吸附能力也存在著差異，所以研究重金屬生物有效性，在研究土壤重金屬形態(tài)之外，植物的有效性也是不容忽視的重要內(nèi)容。近年來“鎘米”等事件的發(fā)生，使水稻的重金屬污染狀況備受關(guān)注，謝運(yùn)河等[46]把施用有機(jī)肥3 000，6 000 kg?hm-2和單獨(dú)施用無機(jī)肥的稻米中鎘的含量進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)有機(jī)肥施用水平鎘的含量分別下降了14. 3%和21. 4%，雖然施用有機(jī)肥對(duì)土壤有效態(tài)鎘含量并無顯著影響，但有機(jī)肥使鎘在水稻中的分配率發(fā)生明顯變化。唐明燈等[47]通過對(duì)生菜進(jìn)行有機(jī)肥與化肥混合施用后發(fā)現(xiàn)，不管是單施有機(jī)肥或與化肥配施，花生麩及雞糞處理都降低了生菜地上部鎘的含量，并且施用雞糞能夠有效地降低生菜地上部鉛的含量。牛糞和花生麩配比施用對(duì)降低生菜中鉛含量的效果，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單獨(dú)施用任何一種有機(jī)肥。祖艷群等[48]在對(duì)兩種作物施用有機(jī)肥后發(fā)現(xiàn)，施用有機(jī)肥（豬糞）能導(dǎo)致小花南芥中鉛和鋅的含量增加，在施用豬糞14 g?kg-1時(shí)的含量及累積量達(dá)到最大。而施用豬糞后使中華山蓼里鉛的含量和累積量上升，鋅的含量和累積量減少。吳清清等[49]研究發(fā)現(xiàn)：在潮土中施入雞糞或者垃圾有機(jī)肥后，潮土中莧菜內(nèi)銅和鋅的含量增加數(shù)分別為26.3%至36.0%和 1.2%至20.3%，但它們的含量都在國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)對(duì)銅和鋅的規(guī)定含量之下；同時(shí)植株中鎘、鉛的含量與對(duì)照試驗(yàn)相比，都有所下降。紅壤中莧菜植株中Zn、Cd和Pb分別下降 42.7%～59.9%，0～48.9%和4.1%～71.3%，達(dá)到顯著水平。從以上的研究數(shù)據(jù)可知，雖然各種植物與土壤對(duì)重金屬元素的吸收富集存在著差異，但都證明了有機(jī)肥的施用對(duì)植物有效性的影響。在研究有機(jī)肥與植物有效性的相關(guān)性問題上，要充分考慮土壤類型和作物的自身特性。

4 總結(jié)與展望

綜上所述，有機(jī)肥對(duì)土壤性狀和土壤重金屬生物有效性都有著不同程度的影響，有機(jī)肥是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中減少或防止土壤重金屬污染的重要手段，國內(nèi)外學(xué)者也做了相關(guān)方面的研究，也取得了一定成果。但由于受到地區(qū)差異、土壤類型、有機(jī)肥種類等差異，樣品分析方法的多樣性、影響因素的復(fù)雜性的影響，得出的研究結(jié)果也不盡相同，導(dǎo)致許多研究數(shù)據(jù)之間缺乏對(duì)比性。對(duì)有機(jī)肥與重金屬污染防治方面也遠(yuǎn)沒有其它措施研究得多，有機(jī)肥對(duì)土壤重金屬的影響研究停滯不前。有機(jī)肥對(duì)不同類型土壤、生物及元素種類的作用，各種影響因素之間的相互影響等問題，都還需要進(jìn)行更深入的研究，以推動(dòng)有機(jī)肥對(duì)土壤重金屬生物有效性研究的發(fā)展。

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篇3

關(guān)鍵詞:無公害蔬菜;重金屬污染;生物防治;生物農(nóng)藥

1、引言

從世界范圍來看，對(duì)于無公害蔬菜的基本概念，先后出現(xiàn)過許多相似的提法，諸如清潔蔬菜、健康蔬菜、無農(nóng)藥污染蔬菜、天然食品等等，至今尚未對(duì)無公害蔬菜的概念形成統(tǒng)一的說法。筆者認(rèn)為:以國家頒布的《食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》為衡量尺度，農(nóng)藥、重金屬、硝酸鹽、有害生物(包括有害微生物、寄生蟲卵等)等多種對(duì)人體有毒物質(zhì)的殘留量均在限定的范圍以內(nèi)的蔬菜產(chǎn)品，可統(tǒng)稱為無公害蔬菜。[4]

早在20世紀(jì)20年代，國外就開始發(fā)展無公害蔬菜，其主要生產(chǎn)方式是無土栽培。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，世界上單用營養(yǎng)液膜法(NFT)栽培無公害蔬菜的國家就達(dá)76個(gè)。在新西蘭，半數(shù)以上的番茄、黃瓜等果菜類蔬菜是無土栽培的。日本、荷蘭、美國等發(fā)達(dá)國家，采用現(xiàn)代化的水培溫室，常年生產(chǎn)無公害蔬菜。工業(yè)高度發(fā)達(dá)的日本，其許多城市郊區(qū)的蔬菜良田被工業(yè)廢氣、廢水、廢渣所污染，良田耕作層內(nèi)的鎘、銅等重金屬大量富集、積累，致使蔬菜產(chǎn)品內(nèi)的重金屬含量嚴(yán)重超標(biāo)，消費(fèi)者重金屬慢性中毒現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，引起日本政府的高度重視和社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。政府曾撥給大量的專項(xiàng)資金，動(dòng)員廣大科技工作者對(duì)“重金屬污染”問題進(jìn)行攻關(guān)。通過多年的努力，探索出客土換層、地底暗灌、配方施肥、生物固定等綜合農(nóng)藝措施。[1]

我國無公害蔬菜的研究和生產(chǎn)始于1982年，全國23個(gè)省、市開展了無公害蔬菜的研究、示范與推廣工作。通過幾年的研究實(shí)踐，探索出一套綜合防治病蟲害、減少農(nóng)藥污染的無公害蔬菜生產(chǎn)技術(shù)。1985年全國推廣無公害蔬菜生產(chǎn)面積60萬畝。

2、無公害蔬菜研究與生產(chǎn)現(xiàn)狀

(1)研制開發(fā)了一批高效、無毒生物農(nóng)藥，總結(jié)出一套以生物防治為重點(diǎn)的蔬菜病蟲害綜合防治技術(shù)

所謂生物防治，籠統(tǒng)地講，是指病蟲草等有害生物的生物學(xué)防治或植物保護(hù)的生物學(xué)防治方法;確切地說，生物防治是利用生物或其代謝產(chǎn)物來控制有害動(dòng)、植物種群或減輕危害程度的方法。我國廣大的蔬菜科技工作者和蔬菜種植示范戶在長期的研究與生產(chǎn)實(shí)踐中，探索總結(jié)出一套以生物防治為重點(diǎn)的蔬菜病蟲害綜合防治技術(shù)，即:在加強(qiáng)農(nóng)業(yè)防治的前提下，在蔬菜病蟲害發(fā)生期使用高效、無毒生物農(nóng)藥，并設(shè)法保護(hù)天敵;萬一上述措施不奏效時(shí)，科學(xué)合理地選用高效低毒低殘留化學(xué)農(nóng)藥，并嚴(yán)格控制農(nóng)藥的安全間隔期，盡量減少施藥次數(shù)和降低用藥濃度。[2]

(2)初步探索出治理菜田土壤重金屬污染的辦法，蔬菜產(chǎn)品中的重金屬污染問題獲得有效的解決途徑

蔬菜產(chǎn)品的重金屬污染問題早就引起我國蔬菜科技工作者的重視，同時(shí)對(duì)重金屬在土壤中的存在狀態(tài)、環(huán)境容量、遷移規(guī)律以及在植物體內(nèi)的富集狀況等做了大量的研究。實(shí)踐表明，增施有機(jī)肥，可明顯改善土壤理化性狀，增加土壤環(huán)境容量，提高土壤還原能力，從而可以使銅、鎘、鉛等重金屬在土壤中呈固定狀態(tài)，蔬菜對(duì)這些重金屬的吸收量相應(yīng)地減少。另外，根據(jù)菜園土地的環(huán)境條件，利用排土工程法和就地表底土翻換工程法等工程措施，對(duì)各種重金屬污染，均不失為良好的治理對(duì)策。[2]

(3)對(duì)蔬菜中的硝酸鹽污染問題進(jìn)行了系統(tǒng)研究，蔬菜產(chǎn)品中的硝酸鹽污染得到有效控制

從1979年開始，中國農(nóng)科院蔬菜花卉所的科研人員就對(duì)蔬菜中硝酸鹽的分布水平、累積規(guī)律和控制途徑等進(jìn)行了系統(tǒng)研究，得出北京地區(qū)常見蔬菜品種中硝酸鹽的大致含量，指出蔬菜中的硝酸鹽含量除與蔬菜的種類、品種及蔬菜的生長部位有關(guān)外，還受外界光照、施肥等環(huán)境條件的影響。利用蔭棚遮光栽培菠菜，與露地栽培相比，其產(chǎn)品中的硝酸鹽含量明顯降低;施用化肥，大白菜葉片中的NO3含量明顯提高。上述研究成果廣泛應(yīng)用于蔬菜生產(chǎn)實(shí)踐中，從蔬菜品種選擇、施肥技術(shù)、栽培環(huán)境控制等多途徑綜合控制蔬菜產(chǎn)品中的硝酸鹽污染，效果明顯。[2]

3、無公害蔬菜的發(fā)展對(duì)策

(1)加強(qiáng)對(duì)無公害蔬菜生產(chǎn)的行政、組織與協(xié)調(diào)工作，建立和完善產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后一條龍服務(wù)體系。

強(qiáng)有力的行政領(lǐng)導(dǎo)，加上優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)、供、銷一體化服務(wù)，是我國無公害蔬菜生產(chǎn)健康、持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展的根本保證。建議在全國各大、中城市設(shè)立兩類機(jī)構(gòu)，即無公害蔬菜領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)和無公害蔬菜服務(wù)機(jī)構(gòu)。強(qiáng)化科研投入，增加科研力量，加強(qiáng)與無公害蔬菜有關(guān)的基礎(chǔ)理論和開發(fā)技術(shù)研究。建議設(shè)立國家無公害蔬菜工程專項(xiàng)研究基金，成立國家無公害蔬菜工程技術(shù)研究協(xié)作小組，從財(cái)力、人力上給予重點(diǎn)扶持。著重加強(qiáng)微生物對(duì)土壤中有機(jī)污染物(薄膜、農(nóng)藥、垃圾等)的生物降解機(jī)理、高效無毒生物農(nóng)藥的研制、高抗病蟲害蔬菜品種的選育等與無公害蔬菜有關(guān)的基礎(chǔ)理論與開發(fā)技術(shù)研究。[3]

(2)建立一套規(guī)范化的無公害蔬菜生產(chǎn)技術(shù)體系

無公害蔬菜的生產(chǎn)，需要一套規(guī)范化的技術(shù)體系(或規(guī)程)加以指導(dǎo)。無公害蔬菜生產(chǎn)技術(shù)體系，主要應(yīng)把握以下三關(guān):一是生產(chǎn)基地選址關(guān)。首先對(duì)無公害生產(chǎn)基地進(jìn)行生態(tài)環(huán)境本底狀況調(diào)查，在對(duì)大氣、水質(zhì)、土壤等主要環(huán)境因素進(jìn)行多種污染項(xiàng)目檢測(cè)的基礎(chǔ)上，選擇諸環(huán)境要素綜合指標(biāo)較好的地域作為試驗(yàn)基地。二是種植過程無害化關(guān)。采取控制農(nóng)藥、化肥、生物和重金屬污染的綜合技術(shù)病蟲害的蔬菜優(yōu)良品種;采取施有機(jī)肥為主、化肥為輔，化肥中又以氮、磷、鉀平衡配方的施肥技術(shù)等等。三是蔬菜殘留毒物檢測(cè)關(guān)。在蔬菜上市前，由質(zhì)量檢測(cè)部門對(duì)蔬菜中重金屬、化學(xué)農(nóng)藥、化學(xué)肥料等有毒物質(zhì)殘留狀況進(jìn)行全面檢測(cè)，保證產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)符合國內(nèi)(或參照國際)的食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)或相應(yīng)地區(qū)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 [5]

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篇4

關(guān)鍵詞:土壤污染、生物修復(fù)、研究進(jìn)展

前言

土壤重金屬污染是指由于人類活動(dòng)將金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。加之重金屬離子難移動(dòng)性，長期滯留性和不可分解性的特點(diǎn)，對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境造成了極大破壞，同時(shí)食物通過食物鏈最終進(jìn)入人體，嚴(yán)重危害人體健康，已成為不可忽視的環(huán)境問題。隨著我國人民生活水平的提高,生態(tài)環(huán)境保護(hù)日趨受到重視,國家對(duì)污染土壤治理和修復(fù)的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修復(fù)問題,已成為土壤環(huán)境研究領(lǐng)域的重要課題。而生物修復(fù)技術(shù)是近20年發(fā)展起來的一項(xiàng)用于污染土壤治理的新技術(shù),同傳統(tǒng)處理技術(shù)相比具有明顯優(yōu)勢(shì)，例如其處理成本低,只為焚燒法的1/2-1/3，處理效果好,生化處理后污染物殘留量可達(dá)到很低水平;對(duì)環(huán)境影響小,無二次污染,最終產(chǎn)物CO2、H2O和脂肪酸對(duì)人體無害，可以就地處理,避免了集輸過程的二次污染,節(jié)省了處理費(fèi)用，因而該技術(shù)成為最有發(fā)展?jié)摿褪袌?chǎng)前景的修復(fù)技術(shù)。

1.污染土壤生物修復(fù)的基本原理和特點(diǎn)

土壤生物修復(fù)的基本原理是利用土壤中天然的微生物資源或人為投加目的菌株,甚至用構(gòu)建的特異降解功能菌投加到各污染土壤中,將滯留的污染物快速降解和轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì),使土壤恢復(fù)其天然功能。由于自然的生物修復(fù)過程一般較慢,難于實(shí)際應(yīng)用,因而生物修復(fù)技術(shù)是工程化在人為促進(jìn)條件下的生物修復(fù),利用微生物的降解作用,去除土壤中石油烴類及各種有毒有害的有機(jī)污染物，降解過程可以通過改變土壤理化條件(溫度、濕度、pH值、通氣及營養(yǎng)添加等)來完成,也可接種經(jīng)特殊馴化與構(gòu)建的工程微生物提高降解速率。

2.污染土壤生物修復(fù)技術(shù)的種類

目前,微生物修復(fù)技術(shù)方法主要有3種:原位修復(fù)技術(shù)、異位修復(fù)技術(shù)和原位-異位修復(fù)技術(shù)。

2.1原位修復(fù)技術(shù)：

原位修復(fù)技術(shù)是在不破壞土壤基本結(jié)構(gòu)的情況下的微生物修復(fù)技術(shù)。有投菌法、生物培養(yǎng)法和生物通氣法等,主要用于被有機(jī)污染物污染的土壤修復(fù)。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌,同時(shí)投加微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì),通過微生物對(duì)污染物的降解和代謝達(dá)到去除污染物的目的。生物培養(yǎng)法是定期向土壤中投加過氧化氫和營養(yǎng)物,過氧化氫則在代謝過程中作為電子受體,以滿足土壤微生物代謝,將污染物徹底分解為CO2和H2O。生物通氣法是一種加壓氧化的生物降解方法,它是在污染的土壤上打上幾眼深井,安裝鼓風(fēng)機(jī)和抽真空機(jī),將空氣強(qiáng)行排入土壤中,然后抽出,土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物也隨之去除。在通入空氣時(shí),加入一定量的氨氣,可為土壤中的降解菌提供所需要的氮源,提高微生物的活性,增加去除效率。

2.2異位修復(fù)技術(shù)：

異位修復(fù)處理污染土壤時(shí),需要對(duì)污染的土壤進(jìn)行大范圍的擾動(dòng),主要技術(shù)包括預(yù)制床技術(shù)、生物反應(yīng)器技術(shù)、厭氧處理和常規(guī)的堆肥法。預(yù)制床技術(shù)是在平臺(tái)上鋪上砂子和石子,再鋪上15-30cm厚的污染土壤,加入營養(yǎng)液和水,必要時(shí)加入表面活性劑,定期翻動(dòng)充氧,以滿足土壤微生物對(duì)氧的需要,處理過程中流出的滲濾液,即時(shí)回灌于土層,以徹底清除污染物。生物反應(yīng)器技術(shù)是把污染的土壤移到生物反應(yīng)器,加水混合成泥漿,調(diào)節(jié)適宣的pH值,同時(shí)加入一定量的營養(yǎng)物質(zhì)和表面活性劑,底部鼓入空氣充氧,滿足微生物所需氧氣的同時(shí),使微生物與污染物充分接觸,加速污染物的降解,降解完成后,過濾脫水這種方法處理效果好、速度快,但僅僅適宜于小范圍的污染治理。厭氧處理技術(shù)適于高濃度有機(jī)污染的土壤處理,但處理?xiàng)l件難于控制。常規(guī)堆肥法是傳統(tǒng)堆肥和生物治理技術(shù)的結(jié)合,向土壤中摻入枯枝落葉或糞肥,加入石灰調(diào)節(jié)pH值,人工充氧,依靠其自然存在的微生物使有機(jī)物向穩(wěn)定的腐殖質(zhì)轉(zhuǎn)化,是一種有機(jī)物高溫降解的固相過程。上述方法要想獲得高的污染去除效率,關(guān)鍵是菌種的馴化和篩選。由于幾乎每一種有機(jī)污染物或重金屬都能找到多種有益的降解微生物。因此,尋找高效污染物降解菌是生物修復(fù)技術(shù)研究的熱點(diǎn)。

3.影響污染土壤生物修復(fù)的主要因子

3.1污染物的性質(zhì)：

重金屬污染物在土壤中常以多種形態(tài)貯存,不同的化學(xué)形態(tài)對(duì)植物的有效性不同。某種生物可能對(duì)某種單一重金屬具有較強(qiáng)的修復(fù)作用。此外,重金屬污染的方式(單一污染或復(fù)合污染)，污染物濃度的高低也是影響修復(fù)效果的重要因素。有機(jī)污染物的結(jié)構(gòu)不同,其在土壤中的降解差異也較大。

3.2環(huán)境因子：

了解和掌握土壤的水分、營養(yǎng)等供給狀況,擬訂合適的施肥、灌水、通氣等管理方案,補(bǔ)充微生物和植物在對(duì)污染物修復(fù)過程中的養(yǎng)分和水分消耗,可提高生物修復(fù)的效率。一般來說土壤鹽度、酸堿度和氧化還原條件與重金屬化學(xué)形態(tài)、生物可利用性及生物活性有密切關(guān)系,也是影響生物對(duì)重金屬污染土壤修復(fù)效率的重要環(huán)境條件。

3.3生物體本身：

微生物的種類和活性直接影響修復(fù)的效果。由于微生物的生物體很小,吸收的金屬量較少,難以后續(xù)處理,限制了利用微生物進(jìn)行大面積現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)的應(yīng)用，

植物體由于生物量大且易于后續(xù)處理,利用植物對(duì)金屬污染位點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)成為解決環(huán)境中重金屬污染問題的一個(gè)很有前景的選擇。但由于超積累重金屬植物一般生長緩慢,且對(duì)重金屬存在選擇作用,不適于多種重金屬復(fù)合污染土壤的修復(fù)。因此,在選擇修復(fù)技術(shù)時(shí),應(yīng)根據(jù)污染物性質(zhì)、土壤條件、污染程度、預(yù)期修復(fù)目標(biāo)、時(shí)間限制、成本及修復(fù)技術(shù)的適用范圍等因素加以綜合考慮。

4.發(fā)展中存在的問題：

生物修復(fù)技術(shù)作為近20年發(fā)展起來的一項(xiàng)用于污染土壤治理的新技術(shù),雖取得很大進(jìn)步和成功,但處于實(shí)驗(yàn)室或模擬實(shí)驗(yàn)階段的研究結(jié)果較多,商業(yè)性應(yīng)用還待開發(fā)。此外,由于生物修復(fù)效果受到如共存的有毒物質(zhì)(Co-toxicants)(如重金屬)對(duì)生物降解作用的抑制；電子受體(營養(yǎng)物)釋放的物理;物理因子(如低溫)引起的低反應(yīng)速率;污染物的生物不可利用性;污染物被轉(zhuǎn)化成有毒的代謝產(chǎn)物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化學(xué)能力的微生物等因素制約。因此,目前經(jīng)生物修復(fù)處理的污染土壤,其污染物含量還不能完全達(dá)到指標(biāo)的濃度要求。

5.應(yīng)用前景及建議：

隨著生物技術(shù)和基因工程技術(shù)的發(fā)展,土壤生物修復(fù)技術(shù)研究與應(yīng)用將不斷深入并走向成熟,特別是微生物修復(fù)技術(shù)、植物生物修復(fù)技術(shù)和菌根技術(shù)的綜合運(yùn)用將為有毒、難降解、有機(jī)物污染土壤的修復(fù)帶來希望。為此,建議今后在生物修復(fù)技術(shù)的研究和開發(fā)方面加強(qiáng)做好以下幾項(xiàng)工作:

(1)進(jìn)一步深入研究植物超積累重金屬的機(jī)理,超積累效率與土壤中重金屬元素的價(jià)態(tài)、形態(tài)及環(huán)境因素的關(guān)系。

(2)加強(qiáng)微生物分解污染物的代謝過程、植物-微生物共存體系的研究以及植物-微生物聯(lián)合修復(fù)對(duì)污染物的修復(fù)作用與植物種類具有密切關(guān)系。

(3)應(yīng)用現(xiàn)代分子生物學(xué)與基因工程技術(shù),使超積累植物的生物學(xué)性狀(個(gè)體大小、生物量、生長速率、生長周期等)進(jìn)一步改善與提高,培養(yǎng)篩選專一或廣譜性的微生物種群(類),并構(gòu)建高效降解污染物的微生物基因工程菌,提高植物與微生物對(duì)污染土壤生物修復(fù)的效率。

(4)創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境,協(xié)調(diào)土著微生物和外來微生物的關(guān)系,使微生物的修復(fù)效果達(dá)到最佳，并充分發(fā)揮生物修復(fù)與其他修復(fù)技術(shù)(如化學(xué)修復(fù))的聯(lián)合修復(fù)作用。

(5)盡快建立生物修復(fù)過程中污染物的生態(tài)化學(xué)過程量化數(shù)學(xué)模型、生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)及安全評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)和管理指標(biāo)體系。

結(jié)論

綜上所述，我們不難發(fā)現(xiàn)由于土壤重金屬來源復(fù)雜,土壤中重金屬不同形態(tài)、不同重金屬之間及與其它污染物的相互作用產(chǎn)生各種復(fù)合污染物的復(fù)雜性增加了對(duì)土壤重金屬治理和修復(fù)難度,且重金屬對(duì)動(dòng)植物和人體的危害具有長期性、潛在性和不可逆性,同時(shí)進(jìn)一步惡化了土壤條件，嚴(yán)重制約了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的加速發(fā)展，所以要更好的防治土壤重金屬污染還需要廣大科研工作者不懈的努力，研發(fā)出更好的效率更高的修復(fù)治理技術(shù)，同時(shí)我們還不應(yīng)該忘記必須加強(qiáng)企業(yè)自身的環(huán)保意識(shí)，提高企業(yè)自我約束能力，始終將防治污染積極治理作為企業(yè)工作的頭等大事來抓，把企業(yè)對(duì)環(huán)境的污染程度降到最低限度，形成全社會(huì)都來重視土壤污染問題的良好環(huán)保氛圍，逐步改善我們的土壤生態(tài)環(huán)境。

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篇5

【關(guān)鍵詞】生物修復(fù)；金屬污染；石油污染；污染治理

隨著人口的迅猛增長、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，人類對(duì)化學(xué)品的依賴程度不斷提高，化學(xué)品在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、裝卸和處置的過程中都會(huì)有大量有毒有害物質(zhì)釋放到空氣、土壤和水體中，使得土壤、水體及空氣中有毒有害化學(xué)物質(zhì)的污染加重，這已經(jīng)成為世界各國面臨的主要環(huán)境問題。尋找一種高效、經(jīng)濟(jì)、持久且對(duì)環(huán)境擾動(dòng)小的治理方法成為目前關(guān)注的焦點(diǎn)。

在二十世紀(jì)50年代末和60年代初，在Cornell大學(xué)任教的Martin.Alexander與他的學(xué)生展開了農(nóng)藥在土壤中可降解性的研究，為后來生物技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)[1]。但人類利用生物修復(fù)技術(shù)處理現(xiàn)場(chǎng)僅有30年的歷史，首次記錄實(shí)際使用生物修復(fù)是在1972年，于美國賓夕法尼亞洲的Ambler清除管線泄漏的汽油[2]。最初生物修復(fù)的應(yīng)用范圍僅限于試驗(yàn)階段，直到1989年，?？诉d油輪在阿拉斯加泄油事件為生物修復(fù)技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用提供了機(jī)會(huì)，同時(shí)生物修復(fù)技術(shù)也得到了廣泛認(rèn)可。1991年，第一屆原位生物修復(fù)國際研討會(huì)在美國的圣地亞哥舉行，各國學(xué)者在會(huì)上對(duì)生物修復(fù)工作中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了交流和總結(jié)，進(jìn)一步促進(jìn)了生物修復(fù)技術(shù)的推廣和應(yīng)用[3]。2002年10月Science專門刊登環(huán)境微生物技術(shù)的研究特輯[4]?？梢灶A(yù)料，生物修復(fù)將是21世紀(jì)初環(huán)境生物技術(shù)的主攻方向之一。

1.生物修復(fù)技術(shù)的概念

生物修復(fù)（bioremediation），是指利用生物的生命代謝活動(dòng)減小存在于環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度或使其完全無害化，從而使污染了的環(huán)境能夠部分或完全恢復(fù)到原初狀態(tài)的過程。生物修復(fù)方法是利用土著的、引入的微生物的代謝作用進(jìn)行消除或富積有毒有害物質(zhì)的生物學(xué)過程。應(yīng)用環(huán)境生物修復(fù)技術(shù)處理污染物時(shí)，最終產(chǎn)物大都是無害的、穩(wěn)定的物質(zhì)，如二氧化碳、水、氮?dú)獾?，而且這種處理方法能一步到位，避免了污染物的多次轉(zhuǎn)移?？傮w而言，生物修復(fù)技術(shù)是一類低耗、高效和環(huán)境安全的環(huán)境生物技術(shù)。

大體上，可以將生物修復(fù)分為原位生物修復(fù)和異位生物修復(fù)。原位生物修復(fù)（就地生物修復(fù)）即污染土壤或水體不經(jīng)過搬運(yùn)或運(yùn)輸，而是通過投加微生物、營養(yǎng)鹽、電子受體等方法進(jìn)行原位生物降解。異位生物修復(fù)即利用物理化學(xué)方法將受污染物質(zhì)搬離原地進(jìn)行集中生物降解，通常對(duì)于污染嚴(yán)重的土壤與水體多采用該技術(shù)。

2.生物修復(fù)技術(shù)的研究與應(yīng)用

2.1生物修復(fù)技術(shù)在金屬污染中的應(yīng)用

隨著電鍍、制革、印染、化工等工業(yè)的發(fā)展，重金屬的使用越來越廣泛，伴隨而來的重金屬污染的問題也日趨嚴(yán)重。環(huán)境中的痕量重金屬如鉛、鉻、鎘等可通過食物鏈最終在生物體內(nèi)累積，對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)、肝臟、骨骼具有毒害作用，甚至產(chǎn)生三致（致癌、致畸、致突變）作用，極大地危害了人類健康；而鎳不僅被認(rèn)為是致癌物質(zhì)，還會(huì)通過基因遺傳影響后代。因此，有效地去除重金屬污染也成為當(dāng)前一個(gè)十分迫切的任務(wù)。

傳統(tǒng)的處理重金屬的物理化學(xué)方法很多，如化學(xué)沉淀法、離子交換法、電解法、反滲透法、萃取法、活性炭吸附法、膜分離法等[5-6]。它們各有優(yōu)點(diǎn)，但不同程度地存在著投資大、能耗高、操作困難、易產(chǎn)生二次污染等缺點(diǎn)，特別是在處理低含量重金屬污染時(shí)，其操作費(fèi)用和原材料成本相對(duì)過高。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)80年代人們逐漸將低含量重金屬污染治理的研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了生物修復(fù)技術(shù)。

重金屬污染土壤生物修復(fù)技術(shù)，是利用生物作用，削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬毒性，該技術(shù)主要通過2種途徑來達(dá)到凈化作用。①通過生物作用改變重金屬在土壤中的化學(xué)形態(tài)，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環(huán)境中的移動(dòng)性和生物可利用性；②通過生物吸收、代謝達(dá)到對(duì)重金屬的削減、凈化與固定作用。生物修復(fù)技術(shù)主要包括微生物修復(fù)和植物修復(fù)2種類型。

微生物法去除環(huán)境中的重金屬主要是利用微生物改變金屬原子、金屬離子的形態(tài)使其沉淀，以達(dá)到去除有毒重金屬的目的；或者利用微生物改變金屬離子的價(jià)態(tài)使金屬溶于液體中，從而易于從土壤中濾除。此外，還發(fā)現(xiàn)海藻、酵母菌等對(duì)金屬具有較強(qiáng)的生物吸附能力。Hap等[7]發(fā)現(xiàn)從工業(yè)廢水中分離出的Enterobacter cloacae，Klebsiella spp.微生物可以適應(yīng)環(huán)境中高濃度的鎘、鉛、鉻，而且細(xì)胞繁殖過程中對(duì)鎘的去除率達(dá)63%～70%。Donmez和Aksu[8]分離出的Candida spp.酵母菌對(duì)環(huán)境中鎳、銅的去除率分別為57%～71%、52%～68%，但是去除率受到介質(zhì)中起初金屬濃度、pH值（最適宜pH值為3～5）的影響。

植物修復(fù)技術(shù)是利用植物對(duì)某種污染物具有特殊的吸收富集能力，將環(huán)境中的污染物轉(zhuǎn)移到植物體內(nèi)或?qū)⑽廴疚锝到饫?，?duì)植物進(jìn)行回收處理，達(dá)到去除污染與修復(fù)生態(tài)的目的。植物修復(fù)的機(jī)理通常包括植物固定、植物揮發(fā)和植物吸收3種方式，其中植物吸收技術(shù)是目前應(yīng)用最多、最有發(fā)展前景的土壤重金屬污染植物修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)具有成本低、可提高土壤肥力、避免二次污染以及對(duì)環(huán)境擾動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于土壤重金屬污染治理中。

2.2生物修復(fù)技術(shù)在石油污染中的應(yīng)用

隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，全球?qū)τ谑偷男枨罅恳搽S之增加。然而石油在開采與運(yùn)輸過程中由于泄漏對(duì)土壤、水體等環(huán)境造成的污染也越來越嚴(yán)重。石油中含有多種烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴和烯烴等復(fù)雜烴類化合物，其中多環(huán)芳香烴（PAHs）還被認(rèn)為是一種致癌、致誘變物質(zhì)[9-10]。1989年3月，美國埃克森公司“瓦爾德斯”號(hào)油輪在阿拉斯加州威廉王子灣擱淺，泄漏5萬噸原油。沿海1300公里區(qū)域受到污染，當(dāng)?shù)仵q魚和鯡魚近于滅絕，數(shù)十家企業(yè)破產(chǎn)或?yàn)l臨倒閉；1991年1月，海灣戰(zhàn)爭(zhēng)期間，伊拉克軍隊(duì)撤出科威特前點(diǎn)燃科威特境內(nèi)油井，多達(dá)150萬噸石油泄漏，污染沙特阿拉伯西北部沿海500公里區(qū)域；2010年4月，位于美國南部墨西哥灣的“深水地平線”鉆井平臺(tái)發(fā)生爆炸，事故造成的原油泄漏形成了一條長達(dá)100多公里的污染帶，造成嚴(yán)重污染。

石油泄漏過程中不僅破壞了海洋等生態(tài)環(huán)境，而且通過土壤、植物等進(jìn)入食物鏈直接危害到了人類健康。美國國家環(huán)保局已將l6種PAHs確定為污染環(huán)境的優(yōu)先去除污染物。與傳統(tǒng)的去除PAHs的物理化學(xué)方法相比，生物修復(fù)方法不是將污染物從一種環(huán)境物質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一種環(huán)境物質(zhì)，而是將污染物降解或者固定，從而減少了二次污染，節(jié)省了投資，因此得到廣泛應(yīng)用。

石油污染的生物修復(fù)研究，萌芽自20世紀(jì)70年代，到了90年代顯著增加，尤其是2000年以后，其研究方向更為多元化[11]。1984年，針對(duì)美國密蘇里州西部石油運(yùn)輸泄漏事件，采用了添加氮磷營養(yǎng)物質(zhì)、人工曝氣的方法進(jìn)行原位生物修復(fù)，經(jīng)過32個(gè)月的運(yùn)行。苯、甲苯和二甲苯的濃度從20mg/L～30mg/L降低到0.05mg/L～0.1mg/L。均得到了良好的處理效果。1989年，利用生物修復(fù)的方法修復(fù)受石油污染的阿拉斯加海灘是生物修復(fù)技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的最成功的例子。在我國，石油污染土壤、地下水的生物修復(fù)技術(shù)還處于研究階段。秦煜民、隋智慧等[12]人在對(duì)遼河石油污染土壤的生物修復(fù)可行性研究中分離出微球菌、黃桿菌、假單胞菌和無色桿菌4種可以降解石油中碳?xì)浠衔锏木N，當(dāng)H2O2和油酸鈉的用量分別為8850mg/L和166mg/L時(shí)，24h內(nèi)生物除油率可達(dá)48%。張旭等[13]人取淄河灘含石油土壤。通過加入富集細(xì)菌、翻耕調(diào)濕、加菌和翻濕相結(jié)合3種生物修復(fù)室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)石油半衰期由自然土壤的990d減少到346d；在翻耕和調(diào)節(jié)土壤含水率的條件下。石油半衰期由對(duì)照樣的173d減少為90d；在綜合生物治理?xiàng)l件下，石油半衰期縮短為42d。

石油污染生物修復(fù)技術(shù)目前的主要研究方向包括：添加輔助營養(yǎng)物質(zhì)或輔助乳化劑、石油污染降解過程的生物標(biāo)記研究、菌株具體降解途徑、工程示范研究，但由于石油污染成分復(fù)雜，不同微生物可利用的石油底物不同，降解途徑也不同，因此傳統(tǒng)的石油污染生物修復(fù)研究存在效率不高、難以維持等問題。

3.生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用前景展望

生物修復(fù)技術(shù)是20世紀(jì)90年代迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)污染環(huán)境治理技術(shù)，實(shí)踐證明，采用生物技術(shù)修復(fù)污染環(huán)境與傳統(tǒng)的物理化學(xué)技術(shù)相比可以節(jié)省大量投資、可以就地進(jìn)行、對(duì)周圍環(huán)境的影響較小、可以最大限度地去除環(huán)境中的污染物。

生物修復(fù)是目前環(huán)境工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛、較為重要的一項(xiàng)技術(shù)，是一種環(huán)境友好替代技術(shù)，從經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的發(fā)展角度來看具有很大的誘惑力，在國內(nèi)外受到日益廣泛的重視。我國關(guān)于生物修復(fù)的研究起步較晚，目前尚處于小試與中試階段，還需進(jìn)一步發(fā)展。

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篇6

關(guān)鍵詞：污染土壤 微生物修復(fù) 修復(fù)機(jī)理

土壤污染已經(jīng)成為全球性的重要環(huán)境問題之一，對(duì)于土壤污染處理而言，傳統(tǒng)物理及化學(xué)修復(fù)技術(shù)的最大弊端是污染物去除不徹底，導(dǎo)致二次污的發(fā)生，從而帶來一定程度的環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)危害。而生物修復(fù)技術(shù)主要是利用生物有機(jī)體，尤其是微生物的降解作用將污染物分解并最終去除，具有快速，安全，費(fèi)用低廉的優(yōu)點(diǎn)。因此．被稱為環(huán)境友好替代技術(shù)[1]。利用微生物對(duì)不同污染類型土壤進(jìn)行生物修復(fù)已經(jīng)成為微生物研究的熱點(diǎn)之一，學(xué)者們努力研究微生物菌種以及生物修復(fù)條件[2-3]。以下分別對(duì)石油污染、化學(xué)農(nóng)藥污染、重金屬污染的土壤微生物修復(fù)和采礦廢棄地生態(tài)恢復(fù)的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

一、微生物修復(fù)概念及原理

1.微生物修復(fù)概念

微生物修復(fù)是指利用天然存在的或所培養(yǎng)的功能微生物群，在適宜環(huán)境條件下，促進(jìn)或強(qiáng)化微生物代謝功能，從而達(dá)到降低有毒污染物活性或降解成無毒物質(zhì)的生物修復(fù)技術(shù)。微生物修復(fù)的實(shí)質(zhì)是生物降解，即微生物對(duì)物質(zhì)(特別是環(huán)境污染物)的分解作用。它與傳統(tǒng)的分解在本質(zhì)上是一樣的，但又有分解作用所沒有的新特征(如共代謝作用、降解質(zhì)粒等)，因此可視為是分解作用的擴(kuò)展和延伸[4]。由于微生物個(gè)體小、繁殖快、適應(yīng)性強(qiáng)、易變異，所以可隨環(huán)境變化產(chǎn)生新的自發(fā)突變株，也可能通過形成誘導(dǎo)酶產(chǎn)生新的酶系，具備新的代謝功能以適應(yīng)新的環(huán)境，從而降解和轉(zhuǎn)化那些“陌生”的化合物微生物對(duì)土壤中的有毒污染物的降解主要包括氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、水解反應(yīng)和聚合反應(yīng)等。

首次記錄實(shí)際使用生物修復(fù)是在1972年，于美國賓夕法尼亞州的Ambler清除管線泄露的汽油。1989年，美國阿拉斯加海域受到大面積石油污染以后才首次大規(guī)模應(yīng)用生物修復(fù)技術(shù)[5]。除美國外，歐洲各國、加拿大等在生物修復(fù)方面也有很大的發(fā)展。

2.可用于生物修復(fù)的微生物類群

根據(jù)來源不同可以把起作用的微生物分為3類：土著微生物，外來微生物和基因工程菌(GEM)[6]。目前在實(shí)際的生物修復(fù)工程中應(yīng)用的大多是土著微生物，土著微生物無論在數(shù)量上還是在降解潛力上都是巨大的。當(dāng)土著微生物由于種種原因不能用來作為修復(fù)污染土壤菌種時(shí)，就需要在污染的土壤中接種一些高效的外來微生物。實(shí)驗(yàn)表明，在實(shí)驗(yàn)條件下，30℃時(shí)每克土壤接種10個(gè)PCP降解菌，可以使PCP的半衰期(T1/2)從2周降到l天。近年來，由于生物工程技術(shù)的飛速發(fā)展，構(gòu)建更高效的修復(fù)污染土壤的基因工程菌引起了人們極大的興趣。目前生物修復(fù)正朝著構(gòu)建能夠快速降解某些特定污染物的工程菌的方向發(fā)展，科學(xué)家利用基因工程把不同的降解基因移植到同一菌株中，創(chuàng)造出了具有多種降解功能的超級(jí)微生物[7]。

3.微生物修復(fù)的機(jī)理

微生物修復(fù)污染的土壤必須具備2個(gè)方面的條件：一是土壤中存在著多種多樣的微生物，這些微生物能夠適應(yīng)變化了的環(huán)境，具有或產(chǎn)生酶，具備代謝功能，能夠轉(zhuǎn)化或降解土壤中難降解的有機(jī)化合物，能夠轉(zhuǎn)化或固定土壤中的重金屬；二是進(jìn)入土壤的有機(jī)化合物大部分具有可生物降解性，即在微生物的作用下由大分子化合物轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單小分子化合物的可能性，進(jìn)入土壤的重金屬具有微生物轉(zhuǎn)化或固定的可能性[8]。只有具備了上述2方面的條件，微生物修復(fù)才有實(shí)現(xiàn)的可能。

受污染的土壤中有機(jī)物和重金屬除小部分是通過物理、化學(xué)作用被稀釋、擴(kuò)散、揮發(fā)及氧化、還原、中和而遷移轉(zhuǎn)化外，主要是通過微生物的作用將其降解轉(zhuǎn)化和固定的，因此，在生物修復(fù)中首先應(yīng)考慮適宜微生物的來源。其次，微生物的代謝活動(dòng)需在適宜的環(huán)境條件下才能進(jìn)行，而受有機(jī)物和重金屬污染土壤的條件往往較為惡劣，因此我們必須人為提供合適的環(huán)境條件以強(qiáng)化微生物對(duì)污染土壤的修復(fù)作用。

二、影響微生物修復(fù)的環(huán)境因素

1.營養(yǎng)

微生物的生長需要維持一定量的C：N：P比例，需要多種營養(yǎng)物質(zhì)及某些微量營養(yǎng)元素。許多研究者[9-10]對(duì)微生物修復(fù)的最佳生態(tài)條件建議指出，C：N：P最佳比值為100：10：1。在環(huán)境脅迫下，微生物維持生存可能需要更多的能量。如重金屬可引起脫氫酶活性下降，脫氫酶活性與土壤有機(jī)碳之比可作為確定向重金屬污染的土壤中添加營養(yǎng)的重要參考指標(biāo)。

2.電子受體

微生物氧化還原反應(yīng)的最終電子受體包括溶解氧、有機(jī)物分解的中問產(chǎn)物和無機(jī)酸根(如硫酸根、硝酸根和碳酸根等)。土壤中污染物氧化分解的最終電子受體的種類和濃度極大地影響微生物作用的速度和程度。研究表明，好氧條件有利于大多數(shù)有機(jī)物和重金屬污染物的微生物降解和轉(zhuǎn)化。充分的氧氣供給是微生物修復(fù)重要的一環(huán)[11]。受污染的土壤中的溶解氧(DO)往往會(huì)消耗殆盡，造成缺氧環(huán)境，而不利于好氧微生物的降解和轉(zhuǎn)化作用。許多研究者[12-13]對(duì)微生物修復(fù)的最佳生態(tài)條件建議指出：在單因子實(shí)驗(yàn)條件下，氧代謝最適水平為溶解氧>0.2mg／L和10％最低空氣填充孔隙空間，厭氧代謝最適水平包括O2。的體積百分?jǐn)?shù)

3.電子供體

大量基質(zhì)的降解需要有電子受體的充分供應(yīng)。當(dāng)被修復(fù)主體的溶氧耗盡時(shí)，必須采取人工供氧的辦法以增加電子供體――氧氣。此外，在緊急情況下也可向污染環(huán)境中投加雙氧水，過氧化鈣等產(chǎn)氧劑以及添加硝酸鹽、硫酸鹽類電子受體，它們都能暫時(shí)改變環(huán)境中的厭氧生境以發(fā)揮好氧微生物對(duì)污染物的氧化分解作用。

4.共代謝基質(zhì)

微生物不能依靠某種有機(jī)物生長不一定意味著這種污染物能夠抵抗微生物的攻擊，因此當(dāng)存在其他底物時(shí)，這種污染物就會(huì)通過共代謝(Cometabolism)作用而生物降解。所謂共代謝是指某些難降解的有機(jī)化合物，通過微生物的作用能被改變化學(xué)結(jié)構(gòu)，但并不能被用作碳源和能源，微生物必須從其他底物獲取大部或全部的碳源和能源。許多微生物都有共代謝的能力，各種各樣的底物都可能被利用，其降解反應(yīng)可能涉及除氧化作用外的各種反應(yīng)。資料表明[9]，在厭氧條件下，DDT的降解過程也經(jīng)受了共代謝作用過程，其共代謝轉(zhuǎn)化產(chǎn)物可被好氧微生物降解。

三、微生物修復(fù)技術(shù)類型

原位修復(fù)不需要將土壤挖走，直接向污染土壤中投加N、P等營養(yǎng)物質(zhì)和供氧。這種方法不僅操作簡(jiǎn)單、成本低、而且不破壞植物生長所需要的土壤環(huán)境，污染物氧化安全、無二次污染、處理效果好，是一種高效、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)可承受的清潔技術(shù)。原位修復(fù)的主要方法有投菌法、生物通氣法、生物培養(yǎng)法等。投菌法是直接向污染土壤中投入高效降解菌，同時(shí)提供微生物生長所需的營養(yǎng)。生物培養(yǎng)法是定期向土壤中投加過氧化氫和營養(yǎng)物，滿足土壤微生物的代謝，將污染物充分礦化成二氧化碳和水。以上兩種方法在生物修復(fù)中實(shí)際應(yīng)用較多，尤其在重金屬、石油、農(nóng)藥污染土壤的微生物修復(fù)方面已有一定的應(yīng)用，但需要借人大量外源菌才能迅速開始生物降解。生物通氣法是在污染的土壤上打上幾口深井，安裝鼓風(fēng)機(jī)和抽真空機(jī)，將空氣強(qiáng)行排人土壤中，然后抽出，土壤中的揮發(fā)性有機(jī)物就隨之去除了。在通入空氣時(shí)，加入一定量的氨氣，可為土壤中的降解菌提供所需要的氮源，提高微生物的活性，增加去除效率。該方法可應(yīng)用在石油污染的土壤上，為土壤中的微生物提供充足的電子受體，強(qiáng)化對(duì)石油污染物的氧化降解作用。

異位修復(fù)是把污染土壤挖出進(jìn)行集中生物降解。它的方法主要有預(yù)制床法、堆制法及生物反應(yīng)器法等。預(yù)制床法是在平臺(tái)上鋪上沙子和石子，將污染的土壤以15cm～30cm厚度平鋪在上，并加入營養(yǎng)液和水，必要時(shí)加入表面活性劑，定期翻動(dòng)充氧，以滿足土壤微生物對(duì)氧的需求，處理過程中流出的滲濾液，即時(shí)回灌于土層上，以徹底清除污染物。該方法在PCP、雜酚油、石油、農(nóng)藥等污染土壤的修復(fù)中已獲得了一些成功的案例。堆制法是將污染土壤與有機(jī)廢棄物(如木屑、秸稈、樹葉)、糞便等混合起來，使用機(jī)械或壓力系統(tǒng)充氧，同時(shí)加入石灰以調(diào)節(jié)pH值，經(jīng)過一段時(shí)間依靠堆肥過程中的微生物作用來降解土壤中有機(jī)污染物。生物反應(yīng)器法是把污染的土壤移到生物反應(yīng)器，加水混合成泥漿，調(diào)節(jié)適宜的pH值，同時(shí)加入一定量的營養(yǎng)物質(zhì)和表面活性劑，底部鼓人空氣充氧，滿足微生物所需氧氣的同時(shí)，使微生物與污染物充分接觸，加速污染物的降解。該方法的修復(fù)效率較高，但它的處理成本也相對(duì)較高。

四、幾種受污染土壤的微生物修復(fù)

1.受農(nóng)藥污染土壤的微生物修復(fù)

隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)民使用農(nóng)藥的量越來越多，由此而造成的危害也越來越大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國每年使用50多萬噸農(nóng)藥。這些農(nóng)藥主要包括殺蟲劑、殺菌劑和除草劑等，多是有機(jī)氯、有機(jī)磷、有機(jī)氮、有機(jī)硫農(nóng)藥，這些農(nóng)藥對(duì)土壤硝化作用呼吸作用和固氮作用均會(huì)產(chǎn)生暫時(shí)的或永久性的影響，因?yàn)樵谑┯棉r(nóng)藥時(shí)，不管采取什么方式大部分農(nóng)藥都會(huì)落入土壤中，同時(shí)附著在作物上的那一部分農(nóng)藥以及漂浮在空氣中的農(nóng)藥也會(huì)因風(fēng)吹落人土壤。另外，使用浸種、拌種等施藥方式更是將農(nóng)藥直接混入到土壤中，所以，土壤中的農(nóng)藥污染是相當(dāng)嚴(yán)重的，已引起土壤生產(chǎn)力和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的明顯下降。實(shí)驗(yàn)證明，環(huán)境中農(nóng)藥的清除主要靠細(xì)菌、放線菌、真菌等微生物的作用。如DDT可被芽孢桿菌屬、棒桿菌屬、諾卡氏菌屬等降解；五氯硝基苯可被鏈霉菌屬，諾卡氏菌屬等降解；敵百蟲可被曲霉、青霉等降解。殘留于土壤內(nèi)的農(nóng)藥，經(jīng)過種種復(fù)雜的轉(zhuǎn)化、分解，最終將農(nóng)藥分解為二氧化碳和水。如果將土壤進(jìn)行高壓滅菌或采用抑菌劑處理，農(nóng)藥在土壤中的降解速度就會(huì)降低、甚至停止。研究表明，在未經(jīng)消毒的土壤中，除草劑“敵草隆”的降解速度明顯高于用熏蒸消毒的土壤。前者，6周內(nèi)敵草隆降解近半；后者，僅降解1／10。微生物降解農(nóng)藥的方式有2種，一種是以農(nóng)藥作為唯一碳源和能源，或作為唯一的氮源物質(zhì)，此類農(nóng)藥能很快被微生物降解，如除草劑一氟樂靈，它可作為曲霉屬的唯一碳源，所以很易被分解；另一種是通過共代謝作用，共代謝指微生物利用營養(yǎng)基質(zhì)的同時(shí)將污染物分解代謝成無害物質(zhì)，從而達(dá)到降解目的。其具體表現(xiàn)為：(1)依靠環(huán)境提供營養(yǎng)物質(zhì)。例如，只有在蛋白質(zhì)類物質(zhì)存在時(shí)，直腸梭菌才能降解666；(2)依靠其它微生物的協(xié)同作用。例如，鏈霉菌和節(jié)桿菌可協(xié)作降解農(nóng)藥二嗪農(nóng)的嘧啶環(huán)，兩菌單獨(dú)存在則均不能作用；(3)需有誘導(dǎo)物存在。如，只有經(jīng)正庚烷誘導(dǎo)后，銅綠假單胞菌才能產(chǎn)生羥基化酶，使鏈烷羥基化為相應(yīng)的醇。再如，放線菌淺灰鏈霉菌在磺酰脲類除草劑存在的情況下，也可產(chǎn)生誘導(dǎo)性的共代謝，發(fā)生羥基化，去烷基化或去酯化反應(yīng)。進(jìn)一步對(duì)脫細(xì)胞提取液進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，放線菌淺灰鏈霉菌脫細(xì)胞提取液是依靠NAD(P)H進(jìn)行磺酰脲類代謝，結(jié)果表明在淺灰鏈霉菌中存在著誘導(dǎo)性的、依賴細(xì)胞色素P。的磺酰脲代謝系統(tǒng)。在磺酰脲類除草劑存在下，放線菌淺灰鏈霉菌細(xì)胞中可溶性細(xì)胞色素P的量大大提高，這是由于一種主要的P4。形態(tài)出現(xiàn)，這種形態(tài)的P4在用除草劑處理過后，數(shù)量增加，而且水解酶活性也加強(qiáng)[14]。

2.受重金屬污染土壤的微生物修復(fù)

隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，每年有大量工業(yè)和城市垃圾作為有機(jī)肥進(jìn)入農(nóng)業(yè)土壤中。這些垃圾往往含有較多的重金屬元素，如汞、銅、鋅、鎳、鉛、鉻等，這些金屬離子作為微量元素是。生物代謝所必需的，然而超過一定濃度時(shí)，便會(huì)導(dǎo)致土壤微生物大量下降和活性降低，尤其對(duì)土壤中有益微生物如自生固氮菌等影響更為明顯。所以，重金屬污染已日益成為威脅人類健康的、影響人類生活質(zhì)量的一種全球性的環(huán)境公害。重金屬對(duì)人的毒性作用常與它的存在狀態(tài)有密切的關(guān)系。一般地說，金屬存在形式不同，其毒性作用也不同。微生物可以對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行固定、移動(dòng)或轉(zhuǎn)化，改變它們?cè)谕寥乐械沫h(huán)境化學(xué)行為，可促進(jìn)有毒、有害物質(zhì)解毒或降低毒性，從而達(dá)到生物修復(fù)的目的。重金屬污染土壤的微生物修復(fù)原理主要包括生物富集(如生物積累、生物吸著)和生物轉(zhuǎn)化(如生物氧化還原、甲基化與去甲基化以及重金屬的溶解和有機(jī)絡(luò)合配位降解)。研究表明，許多微生物，包括細(xì)菌、真菌和藻類可以生物積累和生物吸著環(huán)境中的多種重金屬。一些微生物，如動(dòng)膠菌、藍(lán)細(xì)菌、硫酸鹽還原菌以及某些藻類，能夠產(chǎn)生胞外聚合物如多糖、糖蛋白等具有大量的陰離子基團(tuán)，與重金屬離子形成絡(luò)合物。如，Bargagli在Hg礦附近土壤中分離得到很多高級(jí)真菌，一些菌根種和所有腐殖質(zhì)分解菌都能積累Hg達(dá)到100 mg／kg土壤干重。汞所造成的污染最早受到關(guān)注汞的微生物轉(zhuǎn)化主要包括三個(gè)方面：無機(jī)汞的甲基化；無機(jī)汞還原成Hg-；甲基汞和其它有機(jī)汞化合物裂解并還原成Hg-。包括梭菌、脈孢菌假單胞菌等和許多真菌在內(nèi)的微生物具有甲基化汞的能力。能使無機(jī)汞和有機(jī)汞轉(zhuǎn)化為單質(zhì)汞的微生物有銅綠假單胞菌、金黃色葡萄糖菌、大腸埃希氏菌等。微生物對(duì)其它重金屬也具有轉(zhuǎn)化能力，硒、鉛錫、鎘、砷、鋁、鎂、鈀、金、鉈也可以甲基化轉(zhuǎn)化。還有研究表明，土壤中分布著多種可以使鉻酸鹽和重鉻酸鹽還原的微生物，如產(chǎn)堿菌屬、芽孢桿菌屬、棒桿菌屬、腸桿菌屬、假單胞菌屬和微球菌屬等，這些菌能將高毒性的Cr6+轉(zhuǎn)化為低毒性的Cr3+[15]。

3.受石油污染土壤的微生物修復(fù)

烴類化合物包括烷烴、烯烴、炔烴、苯、甲苯、二甲苯等多種復(fù)雜芳香烴，是石油的主要組成成分，是重要的工業(yè)原料，同時(shí)又是燃料與能源。因?yàn)檫@些物質(zhì)(尤其是多環(huán)芳烴)能夠致癌、致基因突變、致畸，所以在石油的開采、運(yùn)輸、貯藏和加工過程中，由于意外事故或管理不當(dāng)，排放到農(nóng)田、地下水后，往往也會(huì)造成土壤的污染，影響土壤的通透性、降低土壤質(zhì)量、阻礙植物根系的呼吸與吸收、破壞植被，從而直接影響人類的生產(chǎn)和生活。許多學(xué)者就石油污染物(尤其是烴類化合物)的微生物代謝機(jī)制進(jìn)行了研究。從烴類污染土壤的生物處理系統(tǒng)中分離到的各類優(yōu)勢(shì)微生物均具有解脂酶活性，有解脂酶活性的菌株，就有降解石油烴的能力。添加優(yōu)勢(shì)真菌，可以提高生物處理烴類污染土壤的效果。在受烴類污染的土壤中，利用石油烴為碳源的細(xì)菌較多，真菌數(shù)量較少。細(xì)菌雖數(shù)量較多，但類群沒有真菌豐富。細(xì)菌以革蘭氏陰性桿菌為優(yōu)勢(shì)，其中以動(dòng)膠菌屬為主，其次是黃桿菌屬，革蘭氏陽性桿菌以芽孢桿菌為主。真菌以毛霉菌屬，小克銀漢菌屬占優(yōu)勢(shì)，其次是鐮刀菌屬、青霉菌屬、曲霉菌屬，酵母菌屬最弱。放線菌以鏈霉菌為優(yōu)勢(shì)[16-17]。真菌和細(xì)菌降解石油烴類化合物可形成具有不同立體構(gòu)型的中間產(chǎn)物。真菌將石油烴類化合物降解成反式二醇，而細(xì)菌幾乎總是將之降解為順式二醇[18]。

4.礦山修復(fù)地的修復(fù)

礦山廢棄地是指在采礦活動(dòng)中所破壞的未經(jīng)一定處理而尢法使用的土地。十壤結(jié)構(gòu)破壞，養(yǎng)分流失，植被喪失是礦山廢棄地的共同特征，尾礦廠的廢渣、酸性廢水及矸石堆自然產(chǎn)生的大氣污染是周圍環(huán)境的嚴(yán)重污染源，因此對(duì)礦山廢棄地進(jìn)行土壤改良和生態(tài)恢復(fù)就顯得十分重要[19]。在廢棄地系統(tǒng)中，植物可利形態(tài)的氮素來源干有機(jī)質(zhì)的分解、土壤中氮微生物的固氮作用以及降雨中的NO3和NH3。束文圣等的研究表明根瘤菌對(duì)鋅的耐性最大，其ECl0值和EC50 (Effective concentraiton to reduce by l0％and50％)最高，分別超過300 mg／L和600 mg／L[20]。

礦藏開采、冶煉廠等使用后的土地的復(fù)墾與再利用一直比較困難，閃為這類土地不但污染嚴(yán)重，而且土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)都發(fā)生了很大變化，根本不適于作物生長。但菌根可在修復(fù)該類土壤中發(fā)揮特殊作用。NoydRK等把菌根真菌根內(nèi)球囊霉(Glomusintraradices)；匠明球囊霉(Glomusclaroideum)接種到牧草，成功地恢復(fù)了礦渣地的植被，達(dá)到了修復(fù)和復(fù)墾的目的。韓桂云等在霍林河露天煤礦脆弱生態(tài)地帶的生態(tài)修復(fù)中，應(yīng)用菌根生物技術(shù)，發(fā)現(xiàn)供試的菌根菌劑中OIOA和B菌劑對(duì)貧瘠和滲透率低的土壤條件表現(xiàn)出較強(qiáng)的調(diào)控能力。泥巖氯化對(duì)其理化條件雖能有所改善，但氯和磷聚集使幼成活時(shí)間甚短[21]。

五、結(jié)語與展望

從目前來看，微生物修復(fù)是最具發(fā)展和應(yīng)用前景的生物修復(fù)技術(shù)，人們?cè)谖⑸锊牧?、降解途徑以及修?fù)技術(shù)研發(fā)等方面取得了一定的研究進(jìn)展，并展示了一些成功的修復(fù)案例。但是針對(duì)復(fù)雜的污染土壤生態(tài)系統(tǒng)，每種微生物修復(fù)技術(shù)不僅要克服自身原有的不足，而且還需要進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和解決在修復(fù)過程中出現(xiàn)的新現(xiàn)象和新問題。如：引入外源微生物的條件與原則問題；生物修復(fù)過程中微生物的適應(yīng)性機(jī)制與影響因素的研究問題；有機(jī)污染物降解過程中的次生污染物問題等。還有，今后還需在以下幾個(gè)方面展開深入研究：如，繼續(xù)篩選和馴化新的降解菌株；進(jìn)一步解析典型污染物降解基因的結(jié)構(gòu)、功能與調(diào)控機(jī)制，闡明降解過程的分子生物學(xué)機(jī)理；解決復(fù)合污染土壤的修復(fù)問題；利用土地翻耕、農(nóng)藝措施、添加物質(zhì)、高效微生物、植物修復(fù)、季節(jié)更替等創(chuàng)造現(xiàn)場(chǎng)的修復(fù)條件構(gòu)建出一套合理可行的污染土壤田問修復(fù)工程技術(shù)等等。總之，相信隨著科學(xué)的發(fā)展，大規(guī)模利用微生物降解土壤污染物、治理環(huán)境污染不久將會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。

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[11]黃義雄，方祖光．南方高嶺土采礦廢棄地生態(tài)恢復(fù)試驗(yàn)研究[J]．水土保持通報(bào)．2005；23(4)：1516.

篇7

[關(guān)鍵詞]無公害 蔬菜 栽培技術(shù)

從世界范圍來看，對(duì)于無公害蔬菜的基本概念，先后出現(xiàn)過許多相似的提法，諸如清潔蔬菜、健康蔬菜、無農(nóng)藥污染蔬菜、天然食品等等，至今尚未對(duì)無公害蔬菜的概念形成統(tǒng)一的說法。筆者認(rèn)為：以國家頒布的《食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》為衡量尺度，農(nóng)藥、重金屬、硝酸鹽、有害生物(包括有害微生物、寄生蟲卵等)等多種對(duì)人體有毒物質(zhì)的殘留量均在限定的范圍或閥值以內(nèi)的蔬菜產(chǎn)品，可統(tǒng)稱為無公害蔬菜。

早在20世紀(jì)20年代，國外就開始發(fā)展無公害蔬菜，其主要生產(chǎn)方式是無土栽培。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，世界上單用營養(yǎng)液膜法(NFT)栽培無公害蔬菜的國家就達(dá)76個(gè)。在新西蘭，半數(shù)以上的番茄、黃瓜等果菜類蔬菜是無土栽培的。日本、荷蘭、美國等發(fā)達(dá)國家，采用現(xiàn)代化的水培溫室，常年生產(chǎn)無公害蔬菜。此外，在露地蔬菜的無公害生產(chǎn)技術(shù)方面，也進(jìn)行了較為深入的研究探討并進(jìn)行了大面積的推廣。我國無公害蔬菜的研究和生產(chǎn)始于1982年，該年召開全國生物防治會(huì)議，江蘇省率先提出用生物防治代替化學(xué)農(nóng)藥防治。1983年，在全國植?？傉镜拇罅χС窒?，全國23個(gè)省、市開展了無公害蔬菜的研究、示范與推廣工作。通過幾年的研究實(shí)踐，探索出一套綜合防治病蟲害、減少農(nóng)藥污染的無公害蔬菜生產(chǎn)術(shù)。1985年全國推廣無公害蔬菜生產(chǎn)面積4萬hm2(60萬畝)。目前，該項(xiàng)工作仍在不斷往前推進(jìn)。

一、無公害蔬菜研究與生產(chǎn)現(xiàn)狀

我國自開展無公害蔬菜的研究與生產(chǎn)以來，取得了一批既有一定理論深度又有廣泛適用性的研究成果。這些成果在全國大、中城市郊區(qū)蔬菜基地應(yīng)用后，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益。

1. 研制開發(fā)了一批高效、無毒生物農(nóng)藥，總結(jié)出一套以生物防治為重點(diǎn)的蔬菜病蟲害綜合防治技術(shù)

所謂生物防治，籠統(tǒng)地講，是指病蟲草等有害生物的生物學(xué)防治或植物保護(hù)的生物學(xué)防治方法。確切地說，生物防治是利用生物或其代謝產(chǎn)物來控制有害動(dòng)、植物種群或減輕為害程度的方法。我國廣大的蔬菜科技工作者和蔬菜種植示范戶在長期的研究與生產(chǎn)實(shí)踐中，探索總結(jié)出一套以生物防治為重點(diǎn)的蔬菜病蟲害綜合防治技術(shù)，即：在加強(qiáng)農(nóng)業(yè)防治(如選擇優(yōu)質(zhì)抗病品種、實(shí)行輪作、深耕烤土、施腐熟糞肥等)的前提下，在蔬菜病蟲害發(fā)生期使用高效、無毒生物農(nóng)藥，并設(shè)法保護(hù)天敵；萬一上述措施不奏效時(shí)，科學(xué)合理地選用高效低毒低殘留化學(xué)農(nóng)藥，并嚴(yán)格控制農(nóng)藥的安全間隔期，盡量減少施藥次數(shù)和降低用藥濃度。自80年代以來，我國先后研制出Bt乳劑7216、棉鈴蟲病毒NPV、Bt病毒復(fù)合劑、蘇力保、螨蟲素、拒食劑、環(huán)寶乳油劑、菜青蟲產(chǎn)卵抑制劑等生物殺蟲劑與生物拒避劑；井崗霉素、農(nóng)用鏈霉素等生物殺菌劑；弱毒疫苗A等病毒抑制劑。這些生物農(nóng)藥對(duì)蔬菜病蟲害有較好的防治和控制效果。

2. 初步探索出治理菜田土壤重金屬污染的辦法，蔬菜產(chǎn)品中的重金屬污染問題獲得有效的解決途徑

蔬菜產(chǎn)品的重金屬污染問題早就引起我國蔬菜科技工作者的重視，同時(shí)對(duì)重金屬在土壤中的存在狀態(tài)、環(huán)境容量、遷移規(guī)律以及在植物體內(nèi)的富集狀況等做了大量的研究。實(shí)踐表明，增施有機(jī)肥，可明顯改善土壤理化性狀，增加土壤環(huán)境容量，提高土壤還原能力，從而可以使銅、鎘、鉛等重金屬在土壤中呈固定狀態(tài)，蔬菜對(duì)這些重金屬的吸收量相應(yīng)地減少。臧惠林等人對(duì)白菜受鎘污染進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示，菜田土壤中施用石灰、鋼渣和高爐爐渣均可明顯降低白菜莖葉內(nèi)的鎘含量，并從理論的高度提出，控制白菜吸收鎘的有效措施提高土壤pH值的相關(guān)系數(shù)r=-0.94。對(duì)其他重金屬的污染也有有效的防治措施，如在土壤中添加FeSO4或Fe2(SO4)3可以減輕砷的危害；控制土壤pH

3. 對(duì)蔬菜中的硝酸鹽污染問題進(jìn)行了系統(tǒng)研究，蔬菜產(chǎn)品中的硝酸鹽污染得到有效控制

從1979年開始，中國農(nóng)科院蔬菜花卉所的沈明珠等人就對(duì)蔬菜中硝酸鹽的分布水平、累積規(guī)律和控制途徑等進(jìn)行了系統(tǒng)研究，得出北京地區(qū)常見蔬菜品種中硝酸鹽的大致含量，指出蔬菜中的硝酸鹽含量除與蔬菜的種類、品種及蔬菜的生長部位有關(guān)外，還受外界光照、施肥等環(huán)境條件的影響。1986年后，湖北職業(yè)技術(shù)?？茖W(xué)校的周伯瑜、上海市農(nóng)科院土肥所的梅宇珠等人，根據(jù)土肥條件對(duì)蔬菜中硝酸鹽污染的施肥技術(shù)。其要點(diǎn)是減少氮肥用量，多施有機(jī)肥少施化肥，多施銨態(tài)或酰銨態(tài)氮肥等。目前，受氮肥直接污染的蔬菜主要是菠菜、甜菜、小白菜等。據(jù)研究，利用蔭棚遮光栽培菠菜，與露地栽培相比，其產(chǎn)品中的硝酸鹽含量明顯降低；凡增施化肥，菠菜、小白菜全株可食部分硝態(tài)氮含量比施廄肥者高1-4倍，施用化肥，大白菜葉片中的NO3-含量明顯提高。上述研究成果廣泛應(yīng)用于蔬菜生產(chǎn)實(shí)踐中，從蔬菜品種選擇、施肥技術(shù)、栽培環(huán)境控制等多途徑綜合控制蔬菜產(chǎn)品中的硝酸

鹽污染，效果明顯。

二、無公害蔬菜的發(fā)展對(duì)策

1.加強(qiáng)對(duì)無公害蔬菜生產(chǎn)的行政、組織與協(xié)調(diào)工作，建立和完善產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后一條龍服務(wù)體系。

強(qiáng)有力的行政領(lǐng)導(dǎo)，加上優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)、供、銷一體化服務(wù)，是我國無公害蔬菜生產(chǎn)健康、持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展的根本保證。建議在全國各大、中城市設(shè)立兩類機(jī)構(gòu)，即無公害蔬菜領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)和無公害蔬菜服務(wù)機(jī)構(gòu)。前者由市(區(qū))鄉(xiāng)(鎮(zhèn))蔬菜辦的主要領(lǐng)導(dǎo)組成，其主要職能是負(fù)責(zé)所在市(區(qū))、鄉(xiāng)(鎮(zhèn))范圍內(nèi)無公害蔬菜發(fā)展的有關(guān)政策制定、戰(zhàn)略規(guī)劃和組織協(xié)調(diào)工作，并以行政的手段約束菜農(nóng)的某些技術(shù)不當(dāng)行為。如上海寶山區(qū)大場(chǎng)鎮(zhèn)政府曾印發(fā)上千份“安全使用農(nóng)藥責(zé)任書”，與農(nóng)戶逐一簽約：堅(jiān)決不在菜地使用化學(xué)農(nóng)藥，對(duì)現(xiàn)有農(nóng)藥封存，萬一發(fā)生中毒事故要承擔(dān)賠償責(zé)任。后者由市(區(qū))鄉(xiāng)(鎮(zhèn))蔬菜技術(shù)推廣部門的業(yè)務(wù)技術(shù)骨干組成，其主要職能是：產(chǎn)前進(jìn)行無公害蔬菜生產(chǎn)基地的環(huán)境監(jiān)測(cè)，提供高抗病蟲害的蔬菜優(yōu)質(zhì)種子、高效無毒生物農(nóng)藥等生產(chǎn)資料；產(chǎn)中組織無公害蔬菜生產(chǎn)技術(shù)培訓(xùn)與技術(shù)咨詢；產(chǎn)后提供無公害蔬菜產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)，提供銷售信息，疏通銷售渠道。強(qiáng)化科研投入，增加科研力量，建議設(shè)立國家無公害蔬菜工程專項(xiàng)研究基金，成立國家無公害蔬菜工程技術(shù)研究協(xié)作小組，從財(cái)力、人力上給予重點(diǎn)扶持。著重加強(qiáng)微生物對(duì)土壤中有機(jī)污染物(薄膜、農(nóng)藥、垃圾等)的生物降解機(jī)理、高效無毒生物農(nóng)藥的研制、高抗病蟲害蔬菜品種的選育等與無公害蔬菜有關(guān)的基礎(chǔ)理論與開發(fā)技術(shù)研究。

2.建立一套規(guī)范化的無公害蔬菜生產(chǎn)技術(shù)體系

無公害蔬菜的生產(chǎn)，需要一套規(guī)范化的技術(shù)體系(或規(guī)程)加以指導(dǎo)。無公害蔬菜生產(chǎn)技術(shù)體系，主要應(yīng)把握以下三關(guān)：一是生產(chǎn)基地選址關(guān)。首先，對(duì)無公害生產(chǎn)基地進(jìn)行生態(tài)環(huán)境的狀況調(diào)查，在對(duì)大氣、水質(zhì)、土壤等主要環(huán)境因素進(jìn)行多種污染項(xiàng)目檢測(cè)的基礎(chǔ)上，選擇諸環(huán)境要素綜合指標(biāo)較好的地域作為試驗(yàn)基地。例如，研究表明，鎘、砷、鉛三種重金屬在蔬菜土壤中的臨界濃度分別為0.2mg/kg、100 mg/kg、100-200 mg/kg，選擇無公害蔬菜生產(chǎn)基地時(shí)，就應(yīng)以此為標(biāo)準(zhǔn)。二是種植過程無害化關(guān)。采取控制農(nóng)藥、化肥、生物和重金屬污染的綜合技術(shù)病蟲害的蔬菜優(yōu)良品種；采取施有機(jī)肥為主、化肥為輔，化肥中又以氮、磷、鉀平衡配方的施肥技術(shù)等等。三是蔬菜殘留毒物檢測(cè)關(guān)。在蔬菜上市前，由質(zhì)量檢測(cè)部門對(duì)蔬菜中重金屬、化學(xué)農(nóng)藥、化學(xué)肥料等有毒物質(zhì)殘留狀況進(jìn)行全面檢測(cè)，保證產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)符合國內(nèi)(或參照國際)的食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)或相應(yīng)地區(qū)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)展適度規(guī)模的簡(jiǎn)易無土栽培。無土栽培即不用土壤，而以砂礫、泥炭、蛭石、浮石、鋸木屑等化學(xué)惰性物質(zhì)作為培養(yǎng)基質(zhì)，然后供給含所有必需元素的營養(yǎng)液的一種科學(xué)栽培植物的方法。無土栽培以其清潔衛(wèi)生的生產(chǎn)環(huán)境，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的新鮮蔬菜，成為無公害蔬菜生產(chǎn)的一條重要途徑。目前已有20多個(gè)省、市開始了蔬菜的無土栽培與生產(chǎn)，北京、上海、南京等大城市還先后引進(jìn)了荷蘭、以色列等國生產(chǎn)的智能型溫室，進(jìn)行蔬菜的高度集約化、智能化生產(chǎn)。

篇8

【關(guān)鍵詞】 環(huán)境保護(hù) 建材機(jī)械加工 水泥生產(chǎn)線

我國是世界上最大的發(fā)展中國家，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)建筑材料的需求量也與日俱增。水泥生產(chǎn)工業(yè)是建筑工業(yè)中的重要組成部分，水泥生產(chǎn)水平和質(zhì)量關(guān)乎到整個(gè)建設(shè)工程的質(zhì)量。近年來，我國水泥生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的顆粒物排放和有害氣體排放等問題，對(duì)環(huán)境造成了極大的危害。新形勢(shì)下，必須將環(huán)保的理念引入到建材機(jī)械加工的過程中來，促進(jìn)水泥生產(chǎn)工業(yè)朝著節(jié)能、環(huán)保的方向發(fā)展。

1 我國建材機(jī)械加工行業(yè)和水泥行業(yè)的現(xiàn)狀

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，建筑行業(yè)獲得了前所未有的發(fā)展，建材機(jī)械加工作為建筑行業(yè)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，對(duì)于保障建材質(zhì)量、保障整個(gè)建筑工程的質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用。但是，在建材機(jī)械加工的過程中容易對(duì)環(huán)境造成污染，再加上我國傳統(tǒng)的建材機(jī)械加工模式不注重對(duì)于環(huán)境的保護(hù)，對(duì)環(huán)境造成了很大的破壞。

隨著我國社會(huì)主義建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，我國水泥生產(chǎn)行業(yè)也獲得了快速的發(fā)展。我國是水泥生產(chǎn)和消耗的大戶，其水泥消耗量占世界能源總消耗量的百分之五。同時(shí)，水泥消耗量的過大也對(duì)環(huán)境造成了很大的危害，我國顆粒排放物占工業(yè)排放總量的百分之三十，因此，如何在水泥行業(yè)進(jìn)行節(jié)能降耗成為我國水泥行業(yè)需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。

2 環(huán)保概念在水泥生產(chǎn)加工中的重要性

隨著我國建材機(jī)械加工行業(yè)的發(fā)展，我國的水泥生產(chǎn)行業(yè)獲得了巨大的發(fā)展，但是我國當(dāng)代的水泥生產(chǎn)加工水平與國外相比還有著很大的差距。很多企業(yè)在生產(chǎn)水泥的過程中沒有貫徹環(huán)保理念，只顧經(jīng)濟(jì)效益而忽略了社會(huì)效益，很多企業(yè)的粉塵排放濃度超標(biāo)，現(xiàn)有的粉塵污染依然沒有得到有效的治理，環(huán)境保護(hù)的任務(wù)十分艱巨。

3 將環(huán)保的概念引入建材機(jī)械加工

3.1 建立健全相關(guān)的法律法規(guī)

建立健全建材機(jī)械加工工業(yè)相關(guān)的法律法規(guī)是確保水泥生產(chǎn)工業(yè)得到良性發(fā)展的根本性保障措施，能夠使水泥生產(chǎn)工業(yè)中的環(huán)保要求有據(jù)可依，保證環(huán)保理念在水泥生產(chǎn)工業(yè)中得到深入的貫徹與落實(shí)。國外很多工業(yè)發(fā)達(dá)的國家在很早就重視水泥生產(chǎn)行業(yè)中的重金屬污染問題，對(duì)回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)中重金屬的揮發(fā)性進(jìn)行研究，并根據(jù)本國重金屬污染的實(shí)際情況制定了切實(shí)可行的重金屬排放指標(biāo)，對(duì)相關(guān)的重金屬排放問題進(jìn)行了立法工作。如德國就規(guī)定了在回轉(zhuǎn)窯摻燒廢棄物時(shí)必須遵守的排放極限，如下圖所示：

上表中，Hg、T1、Cd、Pb、As都是易揮發(fā)和高揮發(fā)類的重金屬元素，其中Hg是指的汞，T1是指的鈦，Cd是指的鎘、Pb是指的鉛，As是指的砷，這些重金屬元素都會(huì)對(duì)土壤造成一定的負(fù)面影響。

對(duì)于水泥生產(chǎn)過程中污染物排放的問題，我國也制定了《水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》等法律法規(guī)，限定了水泥生產(chǎn)工業(yè)中重金屬排放的上限標(biāo)準(zhǔn)。但隨著水泥生產(chǎn)中廢棄物的增加，迫切需要對(duì)其他有關(guān)污染物進(jìn)行排放限值的規(guī)定，確保在水泥生產(chǎn)的過程中做好環(huán)境保護(hù)工作，促進(jìn)水泥生產(chǎn)行業(yè)的良性、健康發(fā)展。

3.2 加強(qiáng)對(duì)氣態(tài)污染物和顆粒物的處理

水泥生產(chǎn)過程中使用的原料中都含有少量的硫，水泥生產(chǎn)的過程中會(huì)以硫化物的形式排放出來，落后的生產(chǎn)工藝中缺少煙氣的脫硫裝置，使大量的二氧化硫等有害氣體排放到大氣中去，造成了對(duì)環(huán)境的危害。因此，可以在水泥生產(chǎn)線中加大對(duì)二氧化硫等有害氣體的控制，例如運(yùn)用帶預(yù)熱器的回轉(zhuǎn)窯對(duì)水泥進(jìn)行煅燒，可以使排放到大氣中的二氧化硫成分減少，可以在水泥生產(chǎn)工業(yè)中的煅燒環(huán)節(jié)進(jìn)行使用和推廣。此外，對(duì)于氣體污染物的排放，我國要制定相關(guān)的具體排放標(biāo)準(zhǔn)，并加強(qiáng)對(duì)水泥生產(chǎn)工業(yè)的監(jiān)督與監(jiān)管，減少在水泥生產(chǎn)工業(yè)中氣態(tài)污染物的排放。

顆粒物對(duì)環(huán)境的污染是不言而喻的，我國建材機(jī)械加工過程中顆粒物的隨意排放對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，限制了我國建材機(jī)械加工工業(yè)的長效發(fā)展。為此，要督促相關(guān)水泥生產(chǎn)單位積極引進(jìn)先進(jìn)的除塵技術(shù)設(shè)備，減少顆粒物排放。

3.3 革新污泥處置方法

污泥處置是水泥生產(chǎn)行業(yè)中必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，隨著環(huán)保理念在建材機(jī)械加工行業(yè)的深入貫徹，我國現(xiàn)階段的水泥生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)從協(xié)同污泥處理技術(shù)到先對(duì)污泥進(jìn)行干化，然后進(jìn)行回轉(zhuǎn)窯焚燒的階段，大大促進(jìn)了我國水泥生產(chǎn)工業(yè)中污泥的處理技術(shù)與水平，既帶來了很高的經(jīng)濟(jì)效益，也帶來了很高的社會(huì)效益，減少了對(duì)環(huán)境的污染，是在環(huán)境保護(hù)這一主導(dǎo)性原則發(fā)展下的新型水泥生產(chǎn)中的污泥處理技術(shù)。

4 結(jié)語

可持續(xù)發(fā)展是我國目前提倡的一種社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，是科學(xué)發(fā)展觀的具體要求。目前我國在水泥生產(chǎn)工業(yè)中還存在著很多的問題，必須在水泥生產(chǎn)線這一類的建筑工業(yè)中貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展的原則，在工業(yè)生產(chǎn)的過程中引入環(huán)保概念，做好環(huán)境保護(hù)工作，促進(jìn)水泥生產(chǎn)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

篇9

“拉夫運(yùn)河小區(qū)事件”

在美國，“毒地”被稱為“棕地（Brownfield Site）”：這一個(gè)概念誕生于1980年，當(dāng)時(shí)美國國會(huì)通過了《環(huán)境應(yīng)對(duì)、賠償和責(zé)任綜合法》，正式提出了“棕地”的概念。它是一些不動(dòng)產(chǎn)，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)的、潛在的有害和危險(xiǎn)物的污染，而影響到了它們的擴(kuò)展、振興和重新利用。

美國對(duì)受污染土地的關(guān)注，可以追溯到著名的“拉夫運(yùn)河小區(qū)案”。

這個(gè)小區(qū)靠近尼亞加拉瀑布。20世紀(jì)70年代，一名家庭主婦5歲大的兒子患上了肝病、癲癇、哮喘、免疫系統(tǒng)紊亂癥。小小年紀(jì)竟會(huì)染上如此多的怪病，讓這位母親百思不得其解。終于有一天，她從報(bào)紙上看到，拉夫運(yùn)河小區(qū)曾是一個(gè)堆滿化學(xué)廢料的大垃圾場(chǎng)。于是，她懷疑兒子的病與化學(xué)廢料有關(guān)。

她聯(lián)合了鄰居們展開調(diào)查，不少家庭都曾出現(xiàn)流產(chǎn)、死胎和新生兒畸形、缺陷等。此外，許多成年人體內(nèi)也長出了各種腫瘤。

原來，“拉夫運(yùn)河”在干涸被廢棄之后，1942年，胡克化學(xué)公司購買了這條大約1000米長的廢棄運(yùn)河，當(dāng)作“垃圾倉庫”傾倒工業(yè)廢棄物，直到1953年。裝滿有毒廢棄物的運(yùn)河，被公司填埋封存之后，以1美元的價(jià)格賣給了當(dāng)?shù)氐慕逃瘑T會(huì)，也附上了關(guān)于有毒物質(zhì)的警告。之后，紐約市政府在上面開發(fā)了房地產(chǎn)，蓋起了一所小學(xué)和住宅小區(qū)。

讓人驚恐的是：從1942年到1953年，傾倒的化學(xué)物質(zhì)多達(dá)兩萬多噸。

在查明之后，紐約衛(wèi)生局宣布小區(qū)處于緊急狀態(tài)；時(shí)任總統(tǒng)卡特也頒布了緊急令，搬遷小區(qū)居民。

“拉夫運(yùn)河小區(qū)事件”，最終推動(dòng)了美國對(duì)毒地的立法。1980年12月11日，美國國會(huì)通過了《環(huán)境應(yīng)對(duì)、賠償和責(zé)任綜合法》，即批準(zhǔn)設(shè)立污染場(chǎng)地管理與修復(fù)基金。

這一法案也被稱為“超級(jí)基金”法。它授權(quán)美國環(huán)保署對(duì)全美的污染場(chǎng)地進(jìn)行管理，并責(zé)令責(zé)任者對(duì)污染特別嚴(yán)重的場(chǎng)地進(jìn)行修復(fù)。如果沒有明確的責(zé)任者，或責(zé)任者沒有修復(fù)的能力，“超級(jí)基金”可以撥款支付相關(guān)費(fèi)用。

刺激私人資本進(jìn)行投資

按照受污染的嚴(yán)重程度，“棕地”還被分為了不同的等級(jí)。級(jí)別高的，會(huì)被收錄到“優(yōu)先修復(fù)排行榜”上。這些“棕地”，以工業(yè)用地居多，它們可能是已經(jīng)被廢棄了的，也會(huì)是還在利用中的舊工業(yè)區(qū)。

6年之后，美國又通過了《超級(jí)基金修正與再授權(quán)法》，要求修復(fù)地塊的質(zhì)量必須達(dá)到聯(lián)邦和州政府的相關(guān)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，以及《安全飲用水法》規(guī)定的污染物含量水平、《清潔水法》中的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

美國國會(huì)在1997年8月，通過了《納稅人減稅法》。以稅收的優(yōu)惠，刺激私人資本在污染地塊的清潔和振興上進(jìn)行投資。這一法案規(guī)定，用于污染地塊環(huán)境清潔方面的開支，在治理期間，免征所得稅。這對(duì)于吸引私人資本起到了關(guān)鍵的作用。

據(jù)美國政府估計(jì)，在一年的稅收收入中，因稅收的刺激而減少3億美元的收入，卻能因此吸引34億美元的私人投資用于衰落社區(qū)的治理和復(fù)興，使8000個(gè)污染地塊恢復(fù)生產(chǎn)能力。

日本曾經(jīng)的第一號(hào)公害病——“痛痛病”

而在上個(gè)世紀(jì)的30年代～50年代，日本的神通川流域發(fā)生了一系列奇怪的病癥?；颊叩难⑹?、腳等關(guān)節(jié)，出現(xiàn)了難以忍受的疼痛。幾年之后，全身各部位都發(fā)生了神經(jīng)痛、骨痛、骨骼萎縮、脊柱變形……甚至連呼吸都會(huì)疼痛難忍，連咳嗽都能引起骨折。一些人無法忍受痛苦，選擇了自殺。

這就是日本的第一號(hào)公害病，被稱為“痛痛病”。它其實(shí)是慢性鎘中毒。

日本三井金屬礦業(yè)公司在當(dāng)?shù)鼐用耧嬘煤凸喔鹊纳裢ùㄉ嫌?，修建了一座煉鋅廠。工廠在洗礦石時(shí)，將含有鎘的大量廢水排入了神通川，將整條河都污染了。沿河的居民用河水灌溉，鎘通過食物鏈進(jìn)入了人體，蓄積在腎臟中，導(dǎo)致腎衰竭，并抑制了維生素D的活性。缺乏維生素D，妨礙了鈣、磷在人體骨質(zhì)中的正常沉著和儲(chǔ)存，使得骨骼中的鈣大量流失，最終導(dǎo)致骨軟化?！巴赐床　痹诋?dāng)?shù)亓餍?0多年，造成200多人死亡。

至今，針對(duì)“痛痛病”還沒有特效的治療方法，積蓄在人體內(nèi)的鎘也無法安全有效地排除。不僅如此，它的危害是長期持續(xù)的；也就是說，即使停止了對(duì)鎘的攝入，腎衰癥狀依然會(huì)持續(xù)。

重金屬污染給日本留下的課題遠(yuǎn)不止于此。從1976年開始，重金屬污染檢查在日本全境鋪開。對(duì)只要是有可能產(chǎn)生污染的地方，都進(jìn)行了調(diào)查，比如后來被證明存在鎘污染的秋田。在水俁病的發(fā)生地熊本、新潟，也分別進(jìn)行了針對(duì)化學(xué)元素汞的調(diào)查。

日本一共有幾十平方公里土地需要深度修復(fù)，在過去的幾十年里，他們大都通過換土的方式得到了改善。但在今年，日本將執(zhí)行更嚴(yán)格的世衛(wèi)組織標(biāo)準(zhǔn)（CDEX ），這意味著日本將多出幾乎和原來相等的需要修復(fù)的土地面積。在執(zhí)行新的標(biāo)準(zhǔn)后，復(fù)原土壤將會(huì)成為一個(gè)新的問題。

篇10

關(guān)鍵詞：土壤生態(tài)系統(tǒng)；穩(wěn)定性；研究

前言：土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性主要表現(xiàn)在土壤生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力和恢復(fù)力，其主要作用是衡量土壤的健康程度，土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)，對(duì)于土壤的健康評(píng)價(jià)有著重要作用。土壤是人們賴以生存的重要保障，隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高和科學(xué)技術(shù)的大力發(fā)展，土壤污染問題日益嚴(yán)重，土壤的健康程度越來越受到各界的關(guān)注，這也使土壤生態(tài)系統(tǒng)研究得到了進(jìn)一步的發(fā)展。

1 土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念

土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性一直是生態(tài)學(xué)中重點(diǎn)討論的理論問題之一[1]。在生態(tài)學(xué)研究中，對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念一般有兩種解釋。一種認(rèn)為土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性是指土壤系統(tǒng)的抗干擾能力，另一種解釋是生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。其中土壤系統(tǒng)的抗干擾能力的具體解釋是抵抗力和恢復(fù)力，指土壤在經(jīng)受多種因素干擾后，依舊能夠保持原有狀態(tài)不變的能力和受到干擾并引起變化后，能夠恢復(fù)到原有狀態(tài)的能力。

2 土壤系統(tǒng)穩(wěn)定性研究內(nèi)容

2.1 干擾因素類型

在進(jìn)行土壤系統(tǒng)穩(wěn)定性研究時(shí)，首先要分析其的干擾類型，以干擾為依據(jù)，將土壤系統(tǒng)的穩(wěn)定性充分顯現(xiàn)出來。不同的干擾方式對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響效果不同，因此，在進(jìn)行研究時(shí)，要對(duì)干擾類型進(jìn)行科學(xué)合理的分析，深入了解不同干擾因素對(duì)于土壤系統(tǒng)的不同影響效果。

干擾因素分為許多不同的類型，分類的標(biāo)準(zhǔn)一般是形勢(shì)、強(qiáng)度、頻率等，干擾因素具有一定的破壞力，能夠造成不同程度的破壞事件。常見的干擾類型主要分為三大類：擾動(dòng)、脅迫和干擾。

擾動(dòng)主要包括瞬時(shí)擾動(dòng)和持久性擾動(dòng)兩種類型，對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響在時(shí)間上有一定差異。脅迫則是分為致死性傷害和非致死性傷害，其影響效果分別表現(xiàn)為個(gè)體生物死亡和生物量減少。干擾則具有破壞、組分改變、干涉、抑制等作用。在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常會(huì)用熱、干濕交替、重金屬等脅迫方式作為干擾類型進(jìn)行土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究。

2.2 土壤參數(shù)與過程

土壤是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)化過程的重要場(chǎng)所[2]。土壤生態(tài)系統(tǒng)的生命因素主要有微生物和土壤動(dòng)物[3]。由于土壤生態(tài)系統(tǒng)與地面上的生態(tài)系統(tǒng)具有很大的差別，因此在進(jìn)行土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性研究時(shí)，要注重區(qū)別其與其他生態(tài)系統(tǒng)中的不同特征。

土壤生態(tài)系統(tǒng)過程主要分為生物與物理化學(xué)兩方面。生物過程主要是將土壤生物的群落結(jié)構(gòu)、活性和功能等作為內(nèi)容的表征。物理化學(xué)過程則是將土壤的孔隙結(jié)構(gòu)、透水性等作為內(nèi)容的表征。由于土壤的生態(tài)過程十分容易受到土壤生物的影響，因此很多關(guān)于土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性研究都是從土壤生物的角度進(jìn)行的。其中通常測(cè)定的參數(shù)主要包含土壤生長速率、氮素礦化速率等。

3 影響土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性研究的外部因素

3.1 土壤污染

現(xiàn)階段由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和化學(xué)原料的使用，土壤受到了嚴(yán)重的污染。據(jù)相關(guān)調(diào)查表明，在土壤經(jīng)受過重金屬污染后，會(huì)出現(xiàn)明顯的生物量降低，微生物種類減少等現(xiàn)象。但是相對(duì)于實(shí)驗(yàn)室的人工污染試驗(yàn)，這種經(jīng)過外部因素污染的土壤更具有研究意義。

3.2 植被

植被與土壤具有直接關(guān)系，兩者之間有著能量與物質(zhì)的交流，一般的植擾，是對(duì)土壤的積極性干擾。植被對(duì)于土壤的修復(fù)有著重要作用，不同的植被類型對(duì)于土壤中的化學(xué)組成有著不同影響，其中的碳氮量更是土壤生物群的重要影響因素。在碳氮比相對(duì)較低時(shí)，土壤生物群的穩(wěn)定性相對(duì)較高，當(dāng)碳氮比較高時(shí)則情況相反。

3.3 其他干擾因素

人為干擾和環(huán)境脅迫對(duì)于土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性也有著重要的影響。相關(guān)研究表明，土壤對(duì)一般的干擾具有很強(qiáng)的恢復(fù)能力，但是大量的使用化肥會(huì)使土壤生物群落受到嚴(yán)重的影響，且這些生物群落對(duì)于環(huán)境脅迫，如人工降雨等的抵抗力也相對(duì)較差。

4 土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的內(nèi)在機(jī)制

4.1 土壤物理化學(xué)環(huán)境

土壤中的物理化學(xué)環(huán)境是生物群落穩(wěn)定性的重要影響因素，尤其是土壤質(zhì)地的影響作用最為顯著。有些土壤由于質(zhì)地原因，可以吸附更多的有機(jī)質(zhì)，能夠激發(fā)生物活性，達(dá)到穩(wěn)定生物群落的效果。而在土壤中添加有機(jī)物，也能夠達(dá)到同樣的效果。另外一些物理化學(xué)因素，例如：土壤含水量、PH值、土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)等，對(duì)于生物群落德組成都有一定的影響，但是對(duì)于其穩(wěn)定性的影響情況暫時(shí)并沒有相關(guān)數(shù)據(jù)。

4.2 生物多樣性

生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)系，一直是生態(tài)學(xué)重點(diǎn)研究課題，但是在研究過程中，很少會(huì)將土壤生態(tài)系統(tǒng)作為研究對(duì)象?，F(xiàn)階段的科學(xué)技術(shù)發(fā)展和社會(huì)需求已經(jīng)不能夠滿足于僅僅對(duì)地表生物的研究，因此，分子技術(shù)驅(qū)動(dòng)的土壤微生物研究就此展開。

在研究過程中，學(xué)者多次測(cè)試了不同土壤與生物多樣性的關(guān)系，而最終結(jié)果并沒有證明土壤功能與生物多樣性具有直接的關(guān)系。由于土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定機(jī)制的研究時(shí)間相對(duì)較短，土壤生態(tài)系統(tǒng)的生物群數(shù)量龐大，并沒有獲取到更多有價(jià)值的數(shù)據(jù)，因此，需要更加重視土壤生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究，加大研究力度和資金投入，對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)中的微生物群落、干擾因素等進(jìn)行更深入的了解。

參考文獻(xiàn)

[1] 賀紀(jì)正.土壤生態(tài)系統(tǒng)為生物多樣性――穩(wěn)定性關(guān)系的思考[J].生物多樣性，2013，4（21）：411-420