【重金屬對土壤生物的影響及修復(fù)淺析4500字】

重金屬對土壤生物的影響及修復(fù)研究目錄TOC\o"1-2"\h\u2043重金屬對土壤生物的影響及修復(fù)研究 162041土壤中重金屬的來源的研究 1227041.1自然來源 1251791.2人為因素 1184812重金屬對土壤生物的影響的研究 287952.1重金屬在土壤中的形態(tài) 2297742.2重金屬對土壤微生物的影響 248162.3重金屬對土壤動物的影響 364413土壤重金屬治理的研究 4173283.1生物修復(fù) 486583.2化學(xué)修復(fù) 4273833.3物理修復(fù) 511994參考文獻(xiàn) 51土壤中重金屬的來源的研究1.1自然來源劉玲玲（2020）提出，自然界是存在大量金屬元素的，諸如巖石中的各種重金屬元素都會在巖石風(fēng)化之后變成土壤和灰塵，久而久之如果巖石中各種重金屬元素太多，就造成了土壤的重金屬污染，不過這個過程較為漫長，而且收到氣候環(huán)境因素影響很大。除此之外，在諸如火山噴發(fā)以及巖漿等地質(zhì)活動中，噴發(fā)的火山和巖漿會將地底的重金屬元素噴入大氣之中，然后在自然沉降過程中不斷進(jìn)行堆積，也會形成嚴(yán)重的土壤重金屬污染，而巖漿等地質(zhì)活動則會在劇烈的高溫下讓體表金屬跟隨活動而蔓延，并進(jìn)一步而造成污染。由于火山爆發(fā)、野火、波浪飛濺、植被排放和風(fēng)粉等過程,許多重金屬粉末漂浮在空氣中?？諝庵械闹亟饘僭赜械谋恢参镂?有的則通過落塵侵入水土[1]。1.2人為因素人為因素造成的土壤重金屬污染已成為全球普遍關(guān)注的環(huán)境問題。萬榮董（2020）在研究中表明，從近代以來，工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，人類對于重金屬主要是有色金屬的運用，已經(jīng)廣泛涉及到人類生產(chǎn)生活之中。在加速社會發(fā)展的同時，也帶來了極為嚴(yán)重的工業(yè)污染，礦山對于金屬的胡亂開采，冶煉廢水的胡亂排放，給自然生態(tài)環(huán)境造成了巨大破壞，而其中存在的重金屬元素就這樣伴隨著廢水進(jìn)入低下，一步步污染著周邊的土地[2]。同樣的，左玲（2020）也提出，隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)和城市工業(yè)和交通產(chǎn)生的各種廢棄物的增多，城市土壤中重金屬含量顯著增加，其中以汞和鉛最為突出。同時，由于這些污染源主要是點源污染物，對土壤環(huán)境的污染不均，部分地區(qū)土壤重金屬污染十分嚴(yán)重。同時，人類活動，包括工業(yè)廢氣、汽車廢氣、煤炭金屬燃燒廢氣以及空調(diào)廢氣等等氣體污染中也含又大量的金屬元素，在自然沉降中伴隨著雨水堆積到周邊土地上，隨著工業(yè)化進(jìn)程的加深，排放的加大，土壤中堆積的重金屬元素自然就越多[3]。2重金屬對土壤生物的影響的研究2.1重金屬在土壤中的形態(tài)陳文軒和李茜等人（2020）提出，由于重金屬的化合價不同，其活性和毒性也不同。土壤pH值、Eh、土壤膠體類型、土壤類型、土地利用方式、各種土壤環(huán)境條件下陽離子交換量等因素的差異。這是土壤中重金屬元素的轉(zhuǎn)化，影響重金屬對植物的危害程度。由于這些化合物的溶度積相對較小，自然很難消除重金屬的不斷積累。污染損害的程度不太可能增加，但污染區(qū)的損害周期會更長，損害程度會更高。土壤中重金屬的分類有兩個含義。一種是操作定義中重金屬的形式，另一種是土壤中化合物或礦物質(zhì)的類型。土壤中重金屬的形態(tài)不同，其活性、生物毒性和遷移特性也不同。它的生態(tài)和植物影響也不同。重金屬在一定范圍內(nèi)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其價態(tài)波動[4]。2.2重金屬對土壤微生物的影響Rajkumar（2008）提出，銅和鋅在低濃度時對微生物生物量的影響較小，一旦銅和鋅的濃度偏高，則導(dǎo)致生物量減少40%。重金屬污染問題的加劇將導(dǎo)致土壤微生物生物量大幅減少。常見的土壤微生物為放線菌、細(xì)菌以及真菌，并且各種細(xì)菌具有一樣的功能，因而構(gòu)成了細(xì)菌的生理類群[2]。Degrassi等（2007）指出，重金屬污染在短期內(nèi)會降低微生物的活性，而長期遭受重金屬污染的土壤，其微生物的多樣性和豐度也會減少。重金屬污染程度高的土壤微生物數(shù)量和活性低于未污染土壤[3]。Irha等（2003）研究發(fā)現(xiàn)微生物數(shù)量與土壤銅、鋅元素污染程度呈顯著負(fù)相關(guān)，添加有機(jī)物可顯著提高微生物生物量[7]。K?z?lkayaa等（2004）的研究表明土壤重金屬污染將對微生物種群的類型與組成產(chǎn)生明顯的改變，伴隨著重金屬污染程度的提高，部分鉛、鋅、銀尾礦區(qū)土壤微生物區(qū)系結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變。砷、鎘、銅污染使得氨氧化細(xì)菌被完全抑制，土壤真菌生物量及組成、含量與重金屬污染程度呈反比[8]。Dheeba等（2014）表示，重金屬污染可能會改變土壤微生物群落的組成，研究報道重金屬污染可減少細(xì)菌種群的豐度，如Acidobacteria、Actinobacteria和Proteobacteria的豐度在重金屬污染下豐度均發(fā)生了改變[9]。崔云霞及曹煒琦等（2021）在研究中以長三角農(nóng)業(yè)活動區(qū)的重金屬檢測中發(fā)現(xiàn)，微生物對于土壤來說比較重要且有利的作用就是固氮，相當(dāng)于是給土地增肥[10]。徐源和師華定（2021）等人也在對湖南郴州的重金屬污染土地研究中發(fā)現(xiàn)，土壤重金屬的污染，要么會對不適應(yīng)的微生物造成范圍性的滅絕，要么會抑制微生物的生長和增多，減少微生物對土壤的固氮作用，要么就是部分重金屬和微生物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并且形成毒性更為嚴(yán)重的化合物，如甲基汞等。但不論哪種情況，對土壤的污染都是非常嚴(yán)重的，降低土壤肥力的情況下土壤只能慢慢變的不適宜大部分的生產(chǎn)生活活動，并且逐漸淪為廢地[11]。陳鄭榕等（2021）認(rèn)為土壤中重金屬物質(zhì)僅依靠自然環(huán)境難以進(jìn)行降解，重金屬會改變土壤理化性質(zhì)，嚴(yán)重威脅土壤動植物的生長發(fā)育。重金屬會影響農(nóng)作物對營養(yǎng)元素的吸收，抑制其生長，導(dǎo)致植物死亡。其通過雨水下滲進(jìn)入地下水會造成水體污染，破壞飲用水源。重金屬物質(zhì)會通過農(nóng)作物或引用水源進(jìn)入食物鏈開始富集，一旦進(jìn)入人體，會對人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重的損害，引發(fā)各種疾病[12]。2.3重金屬對土壤動物的影響重金屬污染方面，閆冬春（2000）和李文芳等（2001）分別進(jìn)行了重金屬污染和污水灌溉對土壤動物群落結(jié)構(gòu)、多樣性指數(shù)以及呼吸強(qiáng)度等影響的研究，研究結(jié)果顯示重金屬污染和污水灌溉對上壤動物均產(chǎn)生了負(fù)面的影響。此外，一些研究者還對其它生態(tài)系統(tǒng)(如礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)區(qū)和尾礦區(qū)等)進(jìn)行了初步調(diào)查和研究，這些研究為全面深入了解我國不同類型土壤動物群落的區(qū)系組成及在土壤中作用的研究奠定了堅實的基礎(chǔ)[13][14]。任若凡等（2015）對淮南市土壤重金屬含量、動物群落結(jié)構(gòu)及其多樣性進(jìn)行分析，探討重金屬污染對土壤動物群落結(jié)構(gòu)的影響，以期為治理重金屬污染與恢復(fù)污染區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)提供相關(guān)的科學(xué)依據(jù)。結(jié)果表明，對重金屬綜合污染指數(shù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，8個樣地中僅1個樣地受到輕度污染，其余樣地均受到重度污染;隨著樣地土壤重金屬綜合污染指數(shù)增大，土壤動物的類群數(shù)與個體數(shù)總體呈減少趨勢[15]。邢樹文（2021）等提出，土壤動物對土壤理化環(huán)境變化響應(yīng)十分敏感，土壤動物群落結(jié)構(gòu)及多樣性可以用于指示鎢尾礦區(qū)土壤重金屬污染程度。以鎢尾礦下游區(qū)不同污染程度的茶園生境為研究對象，采用樣方法系統(tǒng)調(diào)查了3個生境土壤動物群落的組成、結(jié)構(gòu)、多樣性及環(huán)境變化特征，利用NMDS、ANOSIM等比較不同生境土壤動物群落的相似性，運用RDA排序結(jié)合重金屬污染指數(shù)分析土壤動物群落結(jié)構(gòu)與土壤環(huán)境因子的關(guān)系。研究結(jié)果表明重金屬污染降低了茶園土壤養(yǎng)分可利用性，重金屬污染指數(shù)抑制土壤動物的類群和個體數(shù)量增長，土壤動物群落的豐富度指數(shù)、多樣性指數(shù)和優(yōu)勢度指數(shù)隨重金屬污染程度的加重而降低[16]。3土壤重金屬治理的研究3.1生物修復(fù)在對土壤重金屬的修復(fù)新思路的嚴(yán)重中，劉道春（2020）總結(jié)前人的研究提到，生物修復(fù)是目前實現(xiàn)最為普遍，效果最為顯著，危害也最小的一種土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)，其主要的依靠植物和微生物對土壤中重金屬元素的分解和吸收來降低土壤中重金屬情況。唯一的缺點在于時間較為長久，需要通過植物和微生物自然生長的過程以及自然分解消化的過程。對于植物修復(fù)技術(shù)來說，主要可以通過植物對土壤中重金屬元素的吸收，相當(dāng)于中蛇毒后吸毒的一個過程[17]。朱銳（2020）也在研究中對于微生物修復(fù)做出了說明，微生物修復(fù)，就是利用微生物可以改變金屬氧化還原狀態(tài)的特性，讓微生物在生長過程中去改變金屬氧化還原狀態(tài)，從而對土壤中重金屬進(jìn)行清除。另外，還有許多微生物對重金屬有很強(qiáng)的吸附力，可以濃縮各種重金屬，例如，藻類可以吸收和濃縮銅、鈾、鉛和鎘[18]。3.2化學(xué)修復(fù)張紀(jì)源（2020）在對土壤重金屬污染治理方向的研究中，發(fā)現(xiàn)化學(xué)修復(fù)是對土壤進(jìn)行改性劑，改變其pH、Eh、電導(dǎo)率等物理化學(xué)性質(zhì)，使土壤中的重金屬被氧化、還原、沉淀、吸附、抑制等。抑制劑。降低重金屬的生物利用度。這種方法意味著有機(jī)質(zhì)中的腐植酸可以絡(luò)合重金屬離子，形成不溶性絡(luò)合物，從而減少土壤中的重金屬污染。吸附法通過用膨潤土、沸石、粘土礦物等吸附固定重金屬離子，減少土壤重金屬污染[19]。同樣的，吳昆侖（2020）也提出，根據(jù)土壤緩沖原理，改性劑的應(yīng)用可以降低土壤重金屬污染物的水溶性、擴(kuò)散性和生物有效性，減少重金屬對生態(tài)環(huán)境的危害。沉淀法利用多種物質(zhì)與重金屬形成沉淀物，降低重金屬離子在土壤溶液中的溶解度，從而有效降低植物中重金屬的濃度。它利用離子之間的拮抗作用來減少植物對重金屬的吸收。石灰施用于酸性土壤，利用Ca2t離子與Pb的拮抗作用，減少作物對Pb的吸收[20]。3.3物理修復(fù)杜建英（2020）提出，物理修復(fù)首先是一種換土的方法，一種換土的方法。外來土壤法是用未受污染的土壤覆蓋受污染的土壤。換土法是去除部分或全部受污染的土壤，代之以未受污染的土壤。一般情況下，土壤越厚，降低作物中重金屬含量的效果就越大[21]。同樣的，在黨民團(tuán)和劉娟（2020）等人的研究中提出，使用此方法時要記住兩件事：①用作客土的未污染土壤的pH等特性應(yīng)與原污染土壤相同。它是一致的，因此環(huán)境因素的變化不會增加受污染土壤中重金屬的活性。②開挖的污染土壤必須妥善處理，以免造成二次污染。在某些情況下，不需要挖掘受污染的土壤，但確實需要深入犁層下方，這也有助于防止作物受損，但不如土壤補(bǔ)充方法有效[22]。參考文獻(xiàn)[1]劉玲玲,安燕飛,馬瑾.基于UNMIX模型的北京城區(qū)公園土壤重金屬源解析[J].環(huán)境科學(xué)研究,2020,33(12):285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