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1、土壤生态污染摘要:本文简单的进行了土壤污染的现状分析,主要包括生活污水, 农药以及重金属带来的污染,并针对这些严重的污染得到最新微生物修复技术处理这些污染,技术的发展状况和发展前景。关键词:土壤污染,微生物修复,重金属,农药随着城市化的不断进步, 工业化的发展, 人类活动越来越强烈, 工业三废的排放、粉尘和酸雨的侵蚀、化肥农药杀虫剂的大量施用等都会改变土壤的性质,从而对土壤动物的种类、 数量、生活史、群落结构以及生理过程和生态功能等都会产生影响,进而导致土壤退化和环境变化对环境产生巨大的影响。土壤的污染主要来自于废水、农药、重金属。一、废水大城市郊区的小型居住区 ,将生活污水未经处理直接排入附
2、近的绿地是比较常见的。这种直接排放虽然利用了有限水源,但对绿地土壤带来环境影响。为了研究这类排放对周边土壤环境的影响,选择了京郊一处接受附近生活污水直接排放的绿地 ,取其污水排放口附近的土壤样品为实验对象,以远离该点的土样为对照来研究生活污水排放对周边土壤环境质量的影响。模糊聚类分析结果表明: 与对照点相比 ,生活污水排放提高了排放口附近土壤的养分含量,土壤pH值由8.9降低至7.32,有机质含量由 1.7873%提高到 5.9455%,钾含量由 220 mg/kg提高到 1230 mg/kg,磷含量由 11.8 mg/kg提高到 150.72mg/kg,全氮含量由 0.1078%提高到0.5
3、325%,重金属铅含量由 52.87 mg/kg提高到 129.53mg/kg、镉含量由 0.7525mg/kg提高到 2.5692mg/kg。铅含量达到了国家二级标准,而镉含量超过了国家三级标准,存在严重的土壤环境污染。二、农药由于人们长期的不科学用药,剧毒、高残留、难降解农药的大量使用,我们面临着不断增加的土壤、 地下水和大气农药污染的环境问题。国家质检总局公布的最新数据显示, 目前我国农药年产量已达 40万t,居世界第 2位(全世界 12亿磅,1997年) 。我国农业防治约需农药 25万t,而农药的利用率只有 10%20%,其余进入农作物、土壤。 2000年太湖流域农田土壤中 15种多氯
4、联苯同系物检出率为100%,六六六、 DDT超标率为 28%和24%,上海市郊区农田中的 DDT含量严重超标,南京市菜地土壤中六六六和DDT的检出率为 100%。据统计,我国被污染的土壤面积已达到 1300万1600万hm2,经济损失达 10亿元之巨。夏威夷耕地土壤中同样也发现禁用了 15年的七氯和七氯环氧化物严重超标4。世界各地土壤中的农药污染问题已经到了非常严重的地步。2001年联合国环境规划署( UNEP)通过的关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约列出了12种优先控制持久性有机污染物(POPs ) ,其中农药占了 9种(艾氏剂、六氯代苯、氯丹、灭蚁灵、狄氏剂、毒杀芬、DDT、异狄氏剂、七
5、氯);另外, 20种被列为潜在持久性有机污染物中农药也占据了大部分5。这些农药等持久性有机污染物质具有典型的憎水亲脂特性,易吸附于土壤颗粒, 在环境中长期存在。 土壤农药污染直接导致农产品中农药超标,产品品质下降。据2000年国家质检总局数据,全国47.5%的蔬菜农药残留超标,因农残超标被退回的出口农产品金额达74亿美元。另一方面,土壤中农药污染严重威胁到人和动物的健康,将通过食物链在脂肪中积累,导致免疫系统、荷尔蒙、生殖系统名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共
6、 3 页 - - - - - - - - - 疾病和诱发癌症 6。我国每年因农药残留急性毒性就造成80多人的死亡和 800多人中毒事件。 农药残留导致的间接的生态环境破坏的损失更加无法估量。鉴于农药残留的持久性、 农药施用的普遍性和农药污染的严重性,土壤农药污染的修复成为必须解决的重大问题,引起了众多科研工作者的高度关注。三、重金属重金属是对生态系统产生影响的重要污染物类型,不易降解 ,危害极大。重金属从其矿石被采掘开始 ,直至成为工业成品或成品中的组分,在各个阶段都可能在环境中扩散。另一方面 ,农业中引用污水灌溉 ,施用化学肥料和污泥等生产活动也增加了生态系统中重金属的负荷。环境污染将引起土
7、壤中某些重金属离子增加,当土壤中重金属离子含量超过其对重金属离子的自净作用时,将对植物代谢和生长发育产生影响。环境污染方面的重金属实际上是指汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷 (As)等生物毒性明显的重金属 ,也指锌 (Zn)、铜(Cu)、钴(Co)、镍(Ni)等有一定毒性的一般重金属。据前人研究表明 ,重金属对植物影响研究包含以下几方面:重金属对植物的生长发育存在浓度和时间效应的影响;植物对重金属的吸收和重金属在植物体内的分布以及植物农产品质量;重金属对植物各种生理生化指标的影响;重金属对植物超微结构的毒害 ;重金属对植物形态、生殖、繁衍的影响。该研究综述前人研究成果,
8、了解重金属对植物各方面的影响,探讨未研究或未完全研究的领域,为植物生长提供更有利的环境。土壤动物是土壤生态系统中的重要组成部分,其数量大、 种类多、移动范围小、对污染反应比较敏感, 当植物未受到污染影响时, 土壤动物的生存繁衍却受到了明显抑制, 因此土壤动物污染生态学的研究,可作为土壤质量评价和土壤污染监测的重要生物指标近几年国内外的研究发现随着污染的加重,土壤动物群落结构、 种类和数量都发生相应变化, 不同的土壤动物对不同的污染物有其特定反应, 因此可通过土壤动物进行土壤污染指示、健康评价, 退化生态系统恢复与管理、污染物降解及土壤动物功能作用的发挥等提供理论和数据支持通过以上三种污染物对土
9、壤的巨大影响,微生物修复技术也针对其在发展。一、重金属污染土壤的微生物修复是利用微生物的生物活性对重金属的亲合吸附或转化为低毒产物,从而降低重金属的污染程度。在长期受某种重金属污染的土壤上 , 生存有很大数量的、 能适应重金属污染环境并能氧化或还原重金属的微生物类群。 微生物对重金属首先是吸收作用, 由于专性微生物区系能促进重金属参与微生物体组成 , 从而促进重金属的微生物吸收, 减少植物摄取。重金属污染土壤的微生物修复主要包括两方面, 即生物吸附和生物氧化 -还原。 生物吸附是重金属被活的或死的生物体所吸附的过程, 而生物氧化是利用微生物改变重金属离子的氧化 -还原状态降低土壤环境中重金属含
10、量。二、农药污染土壤的微生物修复研究呈现两个方面的研究重点。一方面,在许多研究中,通过添加营养元素等外在条件刺激土著降解性微生物的作用来达到修复效果。另一方面,许多研究证实了通过接种外源降解性微生物可以达到很好的生物修复效果。在今后一段时间内,微生物修复技术研究将在以下几个领域进一步展开:白腐真菌的应用研究; 环境微生物种资资源和基因资源的收集与保护;高分子有机污染物降解过程中的共代谢机理;代谢工程与生物修复相结合,解决难降解污染物的生物降解问题;研究微生物在生态系统中的组成中相互关系(信息交流);污染环境中的降解性微生物分子生态研究;增强微生物降解名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -
11、 - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 3 页 - - - - - - - - - 性能的其他属性(如趋化性)研究;土壤宏基因文库中降解性功能基因的筛选;通过遗传工程构建高效降解的微生物菌株;生物降解潜力的指标与生物修复水平的评价; 污染环境的生物全细胞检测; 生物修复与理化方法结合的综合技术的研究;污染物的资源化及生物修复的产业化等。参考文献:1 王 新 周启星,重金属与土壤微生物的相互作用及污染土壤修复J环境污染治理技术与设备2004,5(11) :15 2邬天媛,史玉菲,张雪萍 ,我国土壤动物污染生态
12、学研究进展J哈尔滨师范大学自然科学学报, 2011,27(3) :8994 3王宏,束文圣,等重金属污染生态学研究现状与展望J 生态学报,中2005, 25 ( 3) : 5966054 黄德娟 , 黄德欢 , 刘亚洁等,污染生态学的学科拓展及其研究前沿展望J东华理工大学学报, 2010,29(1) :4043 5李顺鹏 蒋建东 农药污染土壤的微生物修复研究进展J土 壤,2004, 36 (6): 577583 6徐静圆 , 戈振扬 , 贺勇,微生物 ) 土壤污染生态学研究综述J安徽农业科学2007, 35( 31) : 10033- 10034, 10039 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 3 页 - - - - - - - - -