淺談植物對(duì)土壤中重金屬的吸附..

1、淺談植物對(duì)土壤中重金屬的吸附摘要： 針對(duì)中國土壤中重金屬污染加劇的趨勢(shì)，為提高人們對(duì)土壤重金屬污染的認(rèn)識(shí)，和人們對(duì)土壤中重金屬污染的重視，特簡要介紹相關(guān)情況。本文從土壤重金屬污染現(xiàn)狀概況、植物對(duì)土壤重金屬的吸收、影響植物吸收土壤中重金屬的因素三個(gè)方面介紹。并對(duì)植物修復(fù)土壤中重金屬污染的理論提出展望。關(guān)鍵詞 土壤；重金屬；植物；吸收Introduction to Plant for the Adsorption ofHeavy Metals in SoilAbstract： With the soil pollution of heavy metals getting worse and wor

2、se,In order to improve people's knowledge on the soil heavy metal pollution,and the importance of heavy metal pollution in soil,so introduce something about heany metal pollution.This studies about soil heavy metal pollution status、 the absorption of heavy metals from soil、 the factors affecting

3、 plant absorption of heavy metals in soil. The prospect of the theory of phytoremediation of heavy metal pollution in soil is also proposed.Key words: soil;heavy metal;plant;absorption引言土壤是環(huán)境要素的重要組成部分，它不僅是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，而且還是人類環(huán)境的重要組成部分。它處于自然環(huán)境的中心位置，承擔(dān)著環(huán)境中大約90%的來自各方面的污染物。然而，局部地球化學(xué)作用或者人為活動(dòng)的強(qiáng)烈作用，尤其是近年來由于城市和工業(yè)

4、的迅速發(fā)展，工業(yè)廢棄物、城市固體廢棄物、農(nóng)業(yè)灌溉水污染、肥料和農(nóng)藥的施用，和城市污水處理廠污泥及大氣污染的沉降，污染已從城市向周圍蔓延。土壤重金屬污染是指由于人類活動(dòng)將重金屬加入到土壤中，致使土壤中的重金屬含量過高，并造成生態(tài)環(huán)境惡化的現(xiàn)象，土壤中的一些重金屬元素在低濃度時(shí)，對(duì)植物而言是必須元素，但有些重金屬元素在過量時(shí)就會(huì)對(duì)植物物產(chǎn)生毒害作用，如鋅、銅、鉻、鎳、鎘、汞、砷、鉛等。在我國，土壤重金屬污染主要來自采礦、冶煉、電鍍、化工、電子、制革、染料等工業(yè)生產(chǎn) 的三廢以及污灌、農(nóng)藥、化肥的不合理施用等。重金屬在土壤中積累到一定限度就會(huì)對(duì)土 壤一植物系統(tǒng)產(chǎn)生毒害，并可能通過接觸食物鏈直接或間接地

5、對(duì)人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害。1 土壤中重金屬污染概況1.1 土壤重金屬污染現(xiàn)狀近幾十年來，隨著工業(yè)、城市污染的加劇和農(nóng)用化學(xué)品使用的增加，土壤污染日趨嚴(yán)重，成為我國突出的環(huán)境問題之一。因?yàn)橹亟饘倬哂形廴疚锏亩嘣?、隱蔽性、一定程度上的長距離傳輸性和污染后果的嚴(yán)重性1，因此土壤-植物系統(tǒng)污染研究的主要污染物是重金屬。土壤重金屬污染，改變土壤化學(xué)組成，直接或間接地破壞土壤的生態(tài)結(jié)構(gòu)，通過土壤-植物系統(tǒng)遷移累積，進(jìn)而影響農(nóng)產(chǎn)品安全乃至人體健康。據(jù)不完全調(diào)查，目前全國受污染的耕地約有0.1 億 hm2， 污水灌溉污染耕地約216.7萬 hm2，固體廢棄物堆存占地和毀田約13.3萬hm2，合計(jì)約占耕地總面積

6、的1/10 以上。據(jù)估算，全國每年因重金屬污染的糧食達(dá)1 200 萬 t，造成的直接經(jīng)濟(jì)損失超過200 億元，并對(duì)人體健康形成危害 2。1.2 土壤中重金屬污染形態(tài)植物從土壤中吸收的重金屬量與土壤中的重金屬總量有一定關(guān)系，但土壤中的重金屬總量并不是植物吸收程度的一個(gè)可靠指標(biāo) 3 。研究表明，石灰性污灌土壤0-20cm 土層中，Pb、Cd 主要以碳酸鹽結(jié)合態(tài)和硫化物殘?jiān)鼞B(tài)存在，其次是有機(jī)結(jié)合態(tài)，交換態(tài)和吸附態(tài)較少；Pb的吸附態(tài)大于交換態(tài)；而Cd 則相反 4 。影響Pb、 Cd 形態(tài)分布的主要因素有pH 值、有機(jī)質(zhì)含量、腐殖酸組成和碳酸鈣含量等。在某地污灌區(qū)土壤分析中，用污染區(qū)與對(duì)照區(qū)比較表明，長

7、期污灌的土壤中鉻的平均含量為82.0mg/kg，最高檢出值為96.8mg/kg，而對(duì)照區(qū)耕層土，壤鉻的平均含量為74.4mg/kg，經(jīng)檢驗(yàn)，污染區(qū)與非污灌區(qū)的土壤鉻含量差異顯著，說明土層已遭受污灌污染 5 。 20-40cm 土層中鉻的含量雖有累積，但差異并不顯著，而下層土壤則無明顯累積。這是因?yàn)橥寥烙袡C(jī)質(zhì)對(duì)Cr（）的還原作用很明顯，隨灌溉水進(jìn)入土壤的Cr（）可被有機(jī)質(zhì)迅速還原為Cr（ 6 ， 而粘土礦物對(duì)Cr（）有強(qiáng)烈的吸附和固定作用，在土壤中不易移動(dòng)，也較難被植物吸收，這是鉻只在表層和耕作層中累積的主要原因。而對(duì)于汞來說，它的有效形態(tài)主要與土壤的硫、氯化物及有機(jī)肥料含量有關(guān)。在砷污染的土壤

8、中，主要以水溶性砷和鈣砷為主，鋁砷和鐵砷最低 7 。 E.A.Woofson 等指出，大多數(shù)土壤以鐵砷為主，若活性鐵含量低而鈣、鋁含量高時(shí)，則以鈣砷或鋁砷為主。1.3 重金屬污染物在土壤中的分布土壤中的重金屬污染物由于無機(jī)及有機(jī)膠體對(duì)陽離子的吸附、代換或絡(luò)合、生物作用的結(jié)果，大部分被固定在耕作層中，一般很少遷移至46cm 以下的土層，但砷在土壤中的動(dòng)態(tài)行為與銅、鉛、鎘等有所不同，在含有大量鐵、鋁組分的酸性（PH5.3-6.8） 紅壤中，砷酸根可與之生成難溶鹽類而富集于30-40cm 耕作層中。還有研究表明，金屬污染物主要累積在土壤耕作層，而且其可給態(tài)含量較高，分別占全量的60.1%， 30%，

9、 38%和 2.2% 8 。灌溉污水中的汞呈溶解態(tài)和絡(luò)合態(tài)，迸入土壤后95% 被土壤礦質(zhì)膠體和有機(jī)質(zhì)迅速吸附或固定。它一般累積在土壤表層，在剖面上分布自上而下遞減 9 。2 植物對(duì)土壤重金屬的吸收和積累生長在被重金屬污染的土壤中的植物，其體內(nèi)必然會(huì)發(fā)生重金屬累積。維諾格拉多夫指出，植物累積化學(xué)元素的情況至少可以分為兩種類型:(l) 由于某區(qū)環(huán)境中元素含量高，該區(qū)全部有機(jī)體中該化學(xué)元素的含量均高；(2)某種有機(jī)體(經(jīng)常是某一個(gè)屬)能特別聚集某種化學(xué)元素。即在同一土壤上有的植物能選擇吸收累積這些元素，有的植物能選擇吸收那些元素。如所有生長在含銅土壤中的植物，含銅量都顯著增高。同是生長在酸性土壤條件

10、下的植物，石松科植物和野牡丹科植物等富積大量的鋁，有的含量高達(dá)1%以上(占干物質(zhì))，而酸性土壤中的其它植物含量只有0.05%左右。植物吸收重金屬并將其轉(zhuǎn)移和累積到地上部，要經(jīng)過一系列的生理生化過程，如根際土壤金屬離子的活化，金屬離子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，通過木質(zhì)部、韌皮部向地上部的長途運(yùn)輸，重金屬離子在細(xì)胞內(nèi)的分配和區(qū)室化等?，F(xiàn)代分子生物學(xué)與生物技術(shù)的發(fā)展，使人們從分子水平上闡明植物對(duì)金屬離子的吸收、累積和解毒機(jī)制成為可能。同時(shí)，以富集和超富集植物為主體的生態(tài)修復(fù)技術(shù)在土壤重金屬污染治理中發(fā)揮著重要作用。2.1 不同種類的植物對(duì)重金屬的吸收效應(yīng)同一種類的植物對(duì)不同的重金屬元素的吸收富集能力不同，不同種類

11、的植物對(duì)同一種重金屬元素的吸收富集能力也不同 10-14 。周根娣等人 15 對(duì)上海市農(nóng)畜產(chǎn)品的調(diào)查結(jié)果表明，葉類蔬菜較其他類別的蔬菜污染嚴(yán)重。GZurera-cosano 等人 16 研究發(fā)現(xiàn)蔬菜品種中間重金屬含量呈極顯著差異(P0.01)。王麗鳳等人 17 調(diào)查結(jié)果表明，沈陽市蔬菜中重金屬含量大小順序?yàn)?葉類菜根莖菜瓜果類，與馮恭衍等人 18 的研究結(jié)果相一致。章金鴻等人 19 對(duì)深圳福田樹林中三種植物的研究表明不同種類植物對(duì)土壤中Cu、 Pb、 Zn、 Cd 四種元素的富集能力的大小依次為桐花樹秋茄白骨樹。王勇軍等人 20 對(duì)深圳福田樹林中的另外三種植物的研究表明它們對(duì)土壤中5 種重金屬

12、元素富集能力的大小依次為海桑無瓣海桑秋茄。劉秀梅等人21在溫室盆栽條件下對(duì)生長于污泥中的幾種耐銅性植物體內(nèi)重金屬的含量做了研究，結(jié)果表明5 種植物對(duì)Cu 的吸收順序是:遏藍(lán)菜羽葉鬼針草酸模紫首稽印度芥茉。王新等人 22利用田間小區(qū)實(shí)驗(yàn)的方法，研究了玉米、水稻、大豆、小麥不同作物對(duì)重金屬的吸收及重金屬在作物體內(nèi)遷移、積累、分配的規(guī)律。研究表明作物種類不同，對(duì)重金屬吸收、積累的特性也不都是一樣的，水稻根系吸收重金屬的量較多，占整個(gè)作物體吸收量的58%-99% ；玉米莖葉吸收重金屬的量比其它作物多，占整個(gè)作物體吸收量的20%-48% ；小麥、大豆籽實(shí)吸收重金屬的量較多，尤其是Cu、 Zn 二元素，其

13、吸收占整個(gè)作物體吸收的13.8%-68.72%；玉米籽實(shí)吸收的量最少，尤其是As 元素，僅占0.91%-3.18%。重金屬在作物體內(nèi)的分配規(guī)律為根莖葉籽實(shí)。重金屬由土壤遷移到作物體內(nèi)并由作物帶走輸出的量極少，少于1%，而仍有90%殘留于土壤中。2.2 植物的不同部位及不同生長期對(duì)重金屬的吸收效應(yīng)不同有關(guān)重金屬在植物各器官的分布，國內(nèi)外進(jìn)行了大量的研究。植物體的不同部位，對(duì)重金屬元素積累的狀況不一樣，通常是植物的地下部分大大地高于地上部分 23 。 如水稻根與地上部分中的銅、汞、砷等相差約巧一20 倍，莖葉與糙米比較相差幾倍到幾十倍，植物莖的灰分中鎘含量大約比葉的灰分中的含量高2 倍 24 。

14、阜康站資料顯示，根部污染物占總吸收量比第 3 頁 共 9 頁例隨作物而異，水稻為55%-61%，小麥為50%-53%，大豆為28%-29%。沈陽及鷹潭站水稻根部積累的Pb、 As 可達(dá)土壤含量的89%-97% 25 ， Cu 居中，占80%左右，Cd、 Zn 在根部所占比例較小，僅占土壤含量的30%-20% 。鎘和鋅在小麥、玉米、水稻各器官的殘留累積量中以根最高， 莖葉居中，籽粒中的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于根系中的含量 26-31 。 根對(duì) Cd 和 Zn 的吸收量分別占總吸收量的70%-80% ， 58%-68%，籽實(shí)分別占1%-10%， 9%-25%。水稻和小麥各器官對(duì)鉛和砷吸收富集的特點(diǎn)與鍋相似：根

15、莖葉籽粒。資料表明，根對(duì)Pb、 AS 的吸收量分別占總吸收量的 98%和 88%-98%，籽實(shí)占0.01%-0.3%， 0.02%-0.3% 32-34 。但水田作物吸收累積的砷的含量比旱地作物（花生）高。小麥各器官對(duì)汞的吸收也呈現(xiàn)根莖葉籽粒的規(guī)律，其比率為30:3:1 35 。 Cu 元素的富集情況與Zn 相似，它的遷移能力居中。在同等污染物濃度下，作物種類不同，其所吸收重金屬量也有差異。小麥、大豆易吸收土壤中的重金屬，并向地上部遷移，籽實(shí)中重金屬含量明顯比其它作物體內(nèi)的含量多。而玉米莖葉吸收重金屬的能力較強(qiáng)，向作物籽實(shí)的遷移能力較弱。水稻吸收重金屬大部分累積在根部。作物吸收重金屬所表現(xiàn)出的

16、差異主要是由于不同作物其生理特性及遺傳差異所致 36 。 如鍋在西紅柿、茄子等的根和莖葉中的累積量不盡相同，不同器官差異較小，但仍表現(xiàn)為果實(shí)部分累積量較低的規(guī)律。而白菜等葉菜類，葉中的含量低于根中含量。如菠菜的莖葉與根中的Cd 含量之比為1:171 37 ； 蘿卜等根菜類，其塊根含Cd 低于葉子，如用 100mg/kg Cd 溶液處理小白菜時(shí)，根中為 58.70mg/kg，葉中為 52.33mg/kg；而用此溶液處理蘿卜時(shí)，根中為24.03mg/kg，葉中為29.84mg/kg 38-41 。還有研究表明，污灌區(qū)與清潔區(qū)黃瓜中的Cd 含量基本相同，蘿卜對(duì)Cd 的富集能力較弱，而白菜對(duì) Cd 的

17、富集能力較強(qiáng)?？傮w表現(xiàn)為:黃瓜與西紅柿:葉 莖 根 果，白菜 :根 地上部，蘿卜 :地上部根 42 。在植物的不同生長期內(nèi)，植物及其各部分對(duì)重金屬的吸收效應(yīng)也是不同的。莫爭等人 43研究外源可溶性重金屬進(jìn)入土壤環(huán)境后在水稻植株不同部位的分布及其含量隨時(shí)間的變化，表明在水稻生長季節(jié)，重金屬在水稻不同部位的累積分布依次是Cd、 CrZn 、 CuPb。重金屬在水稻植株不同部位的積累分布是:根部根基莖主莖穗 籽實(shí)葉部。水稻分粟期重金屬在根部、莖部和葉片的積累量達(dá)到最大，隨時(shí)間的延長，在根部積累的重金屬越來越少；在莖部積累的重金屬在拔節(jié)期降至最小，隨后含量又稍微上升，葉片上的重金屬含量在拔節(jié)期迅速下降

18、，隨后趨于穩(wěn)定。楊志強(qiáng)等人44在研究 “無公害 ”西瓜中重金屬的殘留中表明重金屬的殘留量遷移規(guī)律為:根 莖、葉 皮、瓤。 韓愛民等人45根據(jù)“淮安市綠色食品基地調(diào)查以及相關(guān)研究 ”課題資料，分析了水稻中重金屬含量與土壤質(zhì)量的關(guān)系，結(jié)果表明，重金屬含量在水稻中的分布是:根 莖葉籽粒；在糙米中檢出的重金屬銅和鉻的含量與土壤中銅和鉻的含量顯著相關(guān)，鉛、鋅、錳的含量與土壤中鉛、鋅、錳的含量相關(guān)關(guān)系不顯著。2.3 植物體內(nèi)重金屬的分布及其結(jié)合形態(tài)重金屬在植物體內(nèi)的分布總是盡可能避免損傷功能相對(duì)重要的組織、細(xì)胞和細(xì)胞器，而表現(xiàn)出選擇性的分配。在組織水平上，重金屬主要分布在表皮細(xì)胞、亞表皮細(xì)胞和表皮毛狀體中

19、；在細(xì)胞水平，重金屬主要分布在質(zhì)外體和液泡。這種選擇性分配也因植物種類和重金屬類型的不同表現(xiàn)出一定的差異。在耐性植物海州香薷細(xì)胞中，銅除主要分布于細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)、液泡和導(dǎo)管內(nèi)外，在細(xì)胞質(zhì)和淀粉粒中也有分布46，而錳在錳超累積植物商陸中可能主要以草酸錳的形式累積在葉細(xì)胞的液泡中47。組織水平上，海州香薷根中銅主要分布于根的表皮細(xì)胞，莖中銅主要富集在維管組織中，葉中銅在葉柄維管組織中含量最高。錳在商陸根、莖和葉柄中的分布最多的組織是維管束柱。胞內(nèi)累積金屬離子的結(jié)合形態(tài)也復(fù)雜多樣。如鎘在植物體內(nèi)一般與植物螯合肽或有機(jī)酸小分子結(jié)合48；鎳常與有機(jī)化合物的絡(luò)合，以Ni 2+ -檸檬酸結(jié)合形成Ni（H 2O）

20、62+為最多49。 商陸中隨著錳處理濃度提高，商陸根中錳由水提取態(tài)向稀酸提取態(tài)轉(zhuǎn)化，莖中的水提取態(tài)錳比例增加，葉中的錳可能主要與草酸結(jié)合以草酸錳的結(jié)合形態(tài)存在于液泡中50。 近年來，隨著同步輻射技術(shù)的發(fā)展，XAFS 已經(jīng)應(yīng)用于研究植物體內(nèi)金屬離子的配位環(huán)境及分子形態(tài)研究。利用XANES 分析發(fā)現(xiàn)，海州香薷根、莖、葉銅的價(jià)態(tài)和配位結(jié)構(gòu)類似于Cu-His 中銅的形態(tài)51。在鴨跖草中，從根到莖到葉銅的配位結(jié)構(gòu)可能會(huì)發(fā)生從Cu-O 向 Cu-S 鍵的轉(zhuǎn)化，說明Cu2+被植物吸收后，在鴨跖草體內(nèi)發(fā)生還原現(xiàn)象。POLETTE 等52利用XAFS 也在雜酚油植物矮橡樹根、莖、葉中發(fā)現(xiàn)較強(qiáng)的Cu-S 鍵，并且

21、與典型植物螯合肽中的Cu-S 鍵相似，說明植物螯合肽的生成可能是這種植物抵御銅毒及其遷移的主要機(jī)制之一。3 影響植物吸收土壤中重金屬的因素3.1 重金屬的種類也影響植物對(duì)重金屬的吸收效應(yīng)植物對(duì)不同種類的重金屬吸收效應(yīng)是不同的。韓愛民等人45 根據(jù) “淮安市綠色食品基地調(diào)查以及相關(guān)研究”課題資料，分析了水稻中重金屬含量與土壤質(zhì)量的關(guān)系，結(jié)果表明，水稻籽粒對(duì)重金屬的吸收特點(diǎn)因其元素不同而差異較大，重金屬元素被水稻糙米吸收的程度為:砷 <鎘 < 汞 < 鉛 < 錳 < 鉻 < 銅 < 鋅。王勇軍等人的研究表明群落中5 種元素富集能力的大小依次為 :Zn>

22、;Cu>Pb>Ni>Cr ，利用系數(shù)大小為Cu>Zn>Ni>Pb 、 Cr，循環(huán)系數(shù)大小為Cu、 Pb>Cr>Ni 、Zn 。3.2 重金屬的存在形態(tài)土壤中的銅一般以下列幾種形態(tài)存在:1）以游離態(tài)或復(fù)合態(tài)離子形式存在于土壤溶液中；2）以非專性（交換態(tài)）或?qū)Ｐ晕皆谕寥勒沉５年栯x子；3）主要與碳酸鹽和鋁、鐵、錳水化氧化物結(jié)合的陽離子；4）存在于生物殘?bào)w和活的有機(jī)體中的有機(jī)態(tài)；5）存在于原生和次原生礦物晶格結(jié)構(gòu)中的礦物態(tài)。根據(jù)所結(jié)合的組分不同，土壤中的銅可區(qū)分成多種形態(tài)，這些形態(tài)之間是相互聯(lián)系的。它們?cè)诟鞣N形態(tài)中的相對(duì)分配比例則取決于礦物種類結(jié)構(gòu)、母

23、質(zhì)、土壤有機(jī)質(zhì)含量等。土壤中的活性銅主要指水溶態(tài)和非專性吸附的交換離子。張克云等人53 的研究表明，水稻各器官Cu、 As 濃度與土壤Cu、 As 濃度密切相關(guān)，而與土壤中交換態(tài)Cu、 As 的相關(guān)性又大于結(jié)合態(tài)和全態(tài)Cu、 As 的相關(guān)性。楊學(xué)春54等人研究表明在紫色丘陵地的稻田中，因受土壤強(qiáng)吸附性、不均勻性和重金屬難移動(dòng)性的影響，一般遷移是較困難的。重金屬元素在土壤中的存在形態(tài)、積累狀況遷、移轉(zhuǎn)化及對(duì)植物的有效性和毒性與土壤膠體對(duì)其專性吸附性能有密切關(guān)系55。第 7 頁 共 9 頁3.3 土壤的理化性質(zhì)3.3.1 土壤的類型土壤的類型直接影響著植物對(duì)重金屬的吸收富集。岳震華、張富強(qiáng)等人56

24、對(duì)湖南省長沙市、邵陽市等5 個(gè)城市具有代表性的灰菜園土、紅菜園土、潮菜園土三種類型土壤中重金屬遷移規(guī)律以及蔬菜在這三種土壤上的重金屬富集量進(jìn)行了調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)三種不同菜園土重金屬表 /底土比對(duì)重金屬富集的順序?yàn)榛也藞@土紅菜園土潮菜園土，說明在三種菜園土中灰菜園土對(duì)重金屬的吸收和化學(xué)固定作用最強(qiáng)。3.3.2 pH 值的影響土壤 pH 值改變可導(dǎo)致土壤中重金屬形態(tài)的變化，從而影響重金屬的生物有效性。在低 pH值時(shí)，土壤中Cd、 Zn 等離子濃度隨pH 值上升而下降，但pH 值過高又會(huì)溶解，離子濃度又會(huì)再升高57 。 隨著土壤溶液pH 值升高，各種重金屬元素在土壤固相上的吸附量和吸附能力加強(qiáng)。 Bo

25、ekhold 等人對(duì)酸性砂土中Cd 的吸附現(xiàn)象進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)pH 每增加 0.5個(gè)單位，Cd 的吸附就增加一倍。韓盛等58研究表明隨pH 值上升，Pb 在土壤中的平衡濃度下降，土壤溶液中 Pb 平衡濃度主要由土壤膠體吸附作用及碳酸鹽、磷酸鹽、 氫氧化物的沉淀溶解作用所決定。3.3.3 土壤有機(jī)質(zhì)含量有機(jī)質(zhì)對(duì)重金屬具有很強(qiáng)的吸附作用，并通過與土壤中的重金屬元素形成的絡(luò)合物來影響土壤中重金屬的移動(dòng)性及其生物有效性。Mcbride 等人的研究表明天然有機(jī)質(zhì)是一種有效的吸附劑，能極大的降低離子的活度，有機(jī)質(zhì)可強(qiáng)烈地吸附鎘、鋅，腐殖質(zhì)分解形成的腐質(zhì)酸可與土壤中鋅、鎘形成絡(luò)(鰲 )合物，降低了植物對(duì)鎘、鋅

26、的吸收。但也有研究表明，有機(jī)質(zhì)加入土壤中對(duì)植物的吸收重金屬?zèng)]有影響，甚至使植物對(duì)重金屬的吸收稍微增加。有報(bào)道指出，Cu、 Zn、 Pb、 Cd等均屬于親硫元素，常與有機(jī)質(zhì)形成絡(luò)合物或鰲合物，增加其活性。近年來也有研究表明，隨著土壤中施用有機(jī)肥增加，其水溶性有機(jī)物(DOM) 含量也增加，水溶性有機(jī)碳 (DOC) 與土壤中總可溶態(tài)銅、鎘存在正相關(guān)59-60。粘土礦物可以通過離子交換來吸收溶液中的重金屬離子，適宜的環(huán)境溫度會(huì)有利于植物吸收重金屬。此外， 土壤的陽離子交換量(CEC)也對(duì)重金屬的生物有效性產(chǎn)生影響。有人認(rèn)為，在影響重金屬生物有效性的諸因素中，粘粒含量PH有機(jī)質(zhì)含量重金屬含量61。3.4

27、 復(fù)合污染及交互作用重金屬復(fù)合污染的研究是近年來環(huán)境科學(xué)的新熱點(diǎn)。因?yàn)樵谧匀唤缍鄶?shù)情況下，環(huán)境污染多是由多個(gè)元素共存作用造成的，元素之間交互作用形成復(fù)合污染對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的效應(yīng)有別于單元素污染。二十世紀(jì)八十年代以來，國外一些學(xué)者進(jìn)行了土壤重金屬復(fù)合污染效應(yīng)及其指標(biāo)的研究62-66。在我國，從二十世紀(jì)九十年代開始，一些研究者就Cd、 Pb、 Cu、 Ni、 Zn、AS 等元素對(duì)大豆、小麥影響迸行了盆栽苗期試驗(yàn)，認(rèn)為元素間聯(lián)合作用對(duì)作物生長和產(chǎn)量有一定影響67-71。如果用吸收系數(shù)代表籽實(shí)中某一元素的濃度與土壤中元素濃度之比，則Cd 在單元素污染時(shí)，吸收系數(shù)為0.017-0.024，復(fù)合污染吸收系數(shù)為

28、0.361-0.621 ，提高了21-25 倍，Pb 的吸收系數(shù)提高了4.63-23.1 倍； As 的復(fù)合污染盆栽時(shí)，吸收系數(shù)可比單一元素污染時(shí)提高 10 倍， Zn 的吸收系數(shù)在復(fù)合污染時(shí)也有顯著增長72-73。第 6 頁 共 9 頁3.5 養(yǎng)分的作用土壤一植物系統(tǒng)中重金屬與養(yǎng)分元素的交互作用是很復(fù)雜的。涂從等人74的研究表明重金屬是土壤污染退化的一類重要物質(zhì)。它們進(jìn)入土壤后，一方面對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生直接危害，一方面通過影響土壤養(yǎng)分的生物有效性而產(chǎn)生間接危害。同時(shí)，土壤中的養(yǎng)分元素也影響重金屬的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，這種相互影響被稱為交互作用。4 展 望隨著國家對(duì)土壤污染和農(nóng)產(chǎn)品安全問題的關(guān)注，以及當(dāng)

29、前我國土壤重金屬污染加劇趨勢(shì)，土壤重金屬的植物污染化學(xué)既面臨著重大挑戰(zhàn)，同時(shí)也迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。必須結(jié)合當(dāng)前實(shí)際，著眼國際理論研究前沿，加強(qiáng)學(xué)科之間的交叉，特別是現(xiàn)代分子生物學(xué)與信息學(xué)，充分運(yùn)用各種先進(jìn)的現(xiàn)代分析技術(shù)手段，加強(qiáng)土壤重金屬的植物污染化學(xué)的研究。參考文獻(xiàn):1 王慎強(qiáng) .我國土壤環(huán)境保護(hù)研究的回顧與展望.土壤,999,(5):255-2602 趙永新 .全國土壤污染狀況調(diào)查啟動(dòng)N. 人民日?qǐng)?bào),2006-07-19(2).3 陳英旭 ,朱祖祥 ,何增耀 ,土壤中鉻的有效性與污染生態(tài)效應(yīng)田.生態(tài)生物學(xué)雜志,1995,15( 1) :79-844 李宗利 ,薛澄澤 .污灌土壤中鉛、

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