【重金属对土壤生物的影响及修复浅析4500字】

重金属对土壤生物的影响及修复研究目录TOC\o"1-2"\h\u2043重金属对土壤生物的影响及修复研究 162041土壤中重金属的来源的研究 1227041.1自然来源 1251791.2人为因素 1184812重金属对土壤生物的影响的研究 287952.1重金属在土壤中的形态 2297742.2重金属对土壤微生物的影响 248162.3重金属对土壤动物的影响 364413土壤重金属治理的研究 4173283.1生物修复 486583.2化学修复 4273833.3物理修复 511994参考文献 51土壤中重金属的来源的研究1.1自然来源刘玲玲（2020）提出，自然界是存在大量金属元素的，诸如岩石中的各种重金属元素都会在岩石风化之后变成土壤和灰尘，久而久之如果岩石中各种重金属元素太多，就造成了土壤的重金属污染，不过这个过程较为漫长，而且收到气候环境因素影响很大。除此之外，在诸如火山喷发以及岩浆等地质活动中，喷发的火山和岩浆会将地底的重金属元素喷入大气之中，然后在自然沉降过程中不断进行堆积，也会形成严重的土壤重金属污染，而岩浆等地质活动则会在剧烈的高温下让体表金属跟随活动而蔓延，并进一步而造成污染。由于火山爆发、野火、波浪飞溅、植被排放和风粉等过程,许多重金属粉末漂浮在空气中。空气中的重金属元素有的被植物吸收,有的则通过落尘侵入水土[1]。1.2人为因素人为因素造成的土壤重金属污染已成为全球普遍关注的环境问题。万荣董（2020）在研究中表明，从近代以来，工业化进程的推进，人类对于重金属主要是有色金属的运用，已经广泛涉及到人类生产生活之中。在加速社会发展的同时，也带来了极为严重的工业污染，矿山对于金属的胡乱开采，冶炼废水的胡乱排放，给自然生态环境造成了巨大破坏，而其中存在的重金属元素就这样伴随着废水进入低下，一步步污染着周边的土地[2]。同样的，左玲（2020）也提出，随着城市化进程的推进和城市工业和交通产生的各种废弃物的增多，城市土壤中重金属含量显着增加，其中以汞和铅最为突出。同时，由于这些污染源主要是点源污染物，对土壤环境的污染不均，部分地区土壤重金属污染十分严重。同时，人类活动，包括工业废气、汽车废气、煤炭金属燃烧废气以及空调废气等等气体污染中也含又大量的金属元素，在自然沉降中伴随着雨水堆积到周边土地上，随着工业化进程的加深，排放的加大，土壤中堆积的重金属元素自然就越多[3]。2重金属对土壤生物的影响的研究2.1重金属在土壤中的形态陈文轩和李茜等人（2020）提出，由于重金属的化合价不同，其活性和毒性也不同。土壤pH值、Eh、土壤胶体类型、土壤类型、土地利用方式、各种土壤环境条件下阳离子交换量等因素的差异。这是土壤中重金属元素的转化，影响重金属对植物的危害程度。由于这些化合物的溶度积相对较小，自然很难消除重金属的不断积累。污染损害的程度不太可能增加，但污染区的损害周期会更长，损害程度会更高。土壤中重金属的分类有两个含义。一种是操作定义中重金属的形式，另一种是土壤中化合物或矿物质的类型。土壤中重金属的形态不同，其活性、生物毒性和迁移特性也不同。它的生态和植物影响也不同。重金属在一定范围内发生氧化还原反应，其价态波动[4]。2.2重金属对土壤微生物的影响Rajkumar（2008）提出，铜和锌在低浓度时对微生物生物量的影响较小，一旦铜和锌的浓度偏高，则导致生物量减少40%。重金属污染问题的加剧将导致土壤微生物生物量大幅减少。常见的土壤微生物为放线菌、细菌以及真菌，并且各种细菌具有一样的功能，因而构成了细菌的生理类群[2]。Degrassi等（2007）指出，重金属污染在短期内会降低微生物的活性，而长期遭受重金属污染的土壤，其微生物的多样性和丰度也会减少。重金属污染程度高的土壤微生物数量和活性低于未污染土壤[3]。Irha等（2003）研究发现微生物数量与土壤铜、锌元素污染程度呈显著负相关，添加有机物可显著提高微生物生物量[7]。Kızılkayaa等（2004）的研究表明土壤重金属污染将对微生物种群的类型与组成产生明显的改变，伴随着重金属污染程度的提高，部分铅、锌、银尾矿区土壤微生物区系结构会发生改变。砷、镉、铜污染使得氨氧化细菌被完全抑制，土壤真菌生物量及组成、含量与重金属污染程度呈反比[8]。Dheeba等（2014）表示，重金属污染可能会改变土壤微生物群落的组成，研究报道重金属污染可减少细菌种群的丰度，如Acidobacteria、Actinobacteria和Proteobacteria的丰度在重金属污染下丰度均发生了改变[9]。崔云霞及曹炜琦等（2021）在研究中以长三角农业活动区的重金属检测中发现，微生物对于土壤来说比较重要且有利的作用就是固氮，相当于是给土地增肥[10]。徐源和师华定（2021）等人也在对湖南郴州的重金属污染土地研究中发现，土壤重金属的污染，要么会对不适应的微生物造成范围性的灭绝，要么会抑制微生物的生长和增多，减少微生物对土壤的固氮作用，要么就是部分重金属和微生物发生化学反应并且形成毒性更为严重的化合物，如甲基汞等。但不论哪种情况，对土壤的污染都是非常严重的，降低土壤肥力的情况下土壤只能慢慢变的不适宜大部分的生产生活活动，并且逐渐沦为废地[11]。陈郑榕等（2021）认为土壤中重金属物质仅依靠自然环境难以进行降解，重金属会改变土壤理化性质，严重威胁土壤动植物的生长发育。重金属会影响农作物对营养元素的吸收，抑制其生长，导致植物死亡。其通过雨水下渗进入地下水会造成水体污染，破坏饮用水源。重金属物质会通过农作物或引用水源进入食物链开始富集，一旦进入人体，会对人体健康产生严重的损害，引发各种疾病[12]。2.3重金属对土壤动物的影响重金属污染方面，闫冬春（2000）和李文芳等（2001）分别进行了重金属污染和污水灌溉对土壤动物群落结构、多样性指数以及呼吸强度等影响的研究，研究结果显示重金属污染和污水灌溉对上壤动物均产生了负面的影响。此外，一些研究者还对其它生态系统(如矿区生态恢复区和尾矿区等)进行了初步调查和研究，这些研究为全面深入了解我国不同类型土壤动物群落的区系组成及在土壤中作用的研究奠定了坚实的基础[13][14]。任若凡等（2015）对淮南市土壤重金属含量、动物群落结构及其多样性进行分析，探讨重金属污染对土壤动物群落结构的影响，以期为治理重金属污染与恢复污染区的生态系统提供相关的科学依据。结果表明，对重金属综合污染指数进行分析发现，8个样地中仅1个样地受到轻度污染，其余样地均受到重度污染;随着样地土壤重金属综合污染指数增大，土壤动物的类群数与个体数总体呈减少趋势[15]。邢树文（2021）等提出，土壤动物对土壤理化环境变化响应十分敏感，土壤动物群落结构及多样性可以用于指示钨尾矿区土壤重金属污染程度。以钨尾矿下游区不同污染程度的茶园生境为研究对象，采用样方法系统调查了3个生境土壤动物群落的组成、结构、多样性及环境变化特征，利用NMDS、ANOSIM等比较不同生境土壤动物群落的相似性，运用RDA排序结合重金属污染指数分析土壤动物群落结构与土壤环境因子的关系。研究结果表明重金属污染降低了茶园土壤养分可利用性，重金属污染指数抑制土壤动物的类群和个体数量增长，土壤动物群落的丰富度指数、多样性指数和优势度指数随重金属污染程度的加重而降低[16]。3土壤重金属治理的研究3.1生物修复在对土壤重金属的修复新思路的严重中，刘道春（2020）总结前人的研究提到，生物修复是目前实现最为普遍，效果最为显著，危害也最小的一种土壤重金属污染修复技术，其主要的依靠植物和微生物对土壤中重金属元素的分解和吸收来降低土壤中重金属情况。唯一的缺点在于时间较为长久，需要通过植物和微生物自然生长的过程以及自然分解消化的过程。对于植物修复技术来说，主要可以通过植物对土壤中重金属元素的吸收，相当于中蛇毒后吸毒的一个过程[17]。朱锐（2020）也在研究中对于微生物修复做出了说明，微生物修复，就是利用微生物可以改变金属氧化还原状态的特性，让微生物在生长过程中去改变金属氧化还原状态，从而对土壤中重金属进行清除。另外，还有许多微生物对重金属有很强的吸附力，可以浓缩各种重金属，例如，藻类可以吸收和浓缩铜、铀、铅和镉[18]。3.2化学修复张纪源（2020）在对土壤重金属污染治理方向的研究中，发现化学修复是对土壤进行改性剂，改变其pH、Eh、电导率等物理化学性质，使土壤中的重金属被氧化、还原、沉淀、吸附、抑制等。抑制剂。降低重金属的生物利用度。这种方法意味着有机质中的腐植酸可以络合重金属离子，形成不溶性络合物，从而减少土壤中的重金属污染。吸附法通过用膨润土、沸石、粘土矿物等吸附固定重金属离子，减少土壤重金属污染[19]。同样的，吴昆仑（2020）也提出，根据土壤缓冲原理，改性剂的应用可以降低土壤重金属污染物的水溶性、扩散性和生物有效性，减少重金属对生态环境的危害。沉淀法利用多种物质与重金属形成沉淀物，降低重金属离子在土壤溶液中的溶解度，从而有效降低植物中重金属的浓度。它利用离子之间的拮抗作用来减少植物对重金属的吸收。石灰施用于酸性土壤，利用Ca2t离子与Pb的拮抗作用，减少作物对Pb的吸收[20]。3.3物理修复杜建英（2020）提出，物理修复首先是一种换土的方法，一种换土的方法。外来土壤法是用未受污染的土壤覆盖受污染的土壤。换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。一般情况下，土壤越厚，降低作物中重金属含量的效果就越大[21]。同样的，在党民团和刘娟（2020）等人的研究中提出，使用此方法时要记住两件事：①用作客土的未污染土壤的pH等特性应与原污染土壤相同。它是一致的，因此环境因素的变化不会增加受污染土壤中重金属的活性。②开挖的污染土壤必须妥善处理，以免造成二次污染。在某些情况下，不需要挖掘受污染的土壤，但确实需要深入犁层下方，这也有助于防止作物受损，但不如土壤补充方法有效[22]。参考文献[1]刘玲玲,安燕飞,马瑾.基于UNMIX模型的北京城区公园土壤重金属源解析[J].环境科学研究,2020,33(12):2856-2863.[2]万荣董.探究城市土壤重金属污染分析及防治对策.2020.[3]左玲.黑土区土壤重金属高光谱遥感监测方法探究[D].中国地质大学(北京),2020.[4]陈文轩,李茜,王珍,等.中国农田土壤重金属空间分布特征及污染评价[J].环境科学,2020,41(6):12.[5]RajkumarM,FreitasH.Influenceofmetalresistant-plantgrowth-promotingbacteriaonthegrowthofRicinuscommunisinsoilcontaminatedwithheavymetals.Chemosphere,2008,71(5):834.[6]DegrassiG,DevescoviG,SolisR,SteindlerL，VenturiV.Oryzasativariceplantscontainmoleculesthatactivatedifferentquorum‐sensingN‐acylhomoserinelactonebiosensorsandaresensitivetothespecificAiiAlactonase.FemsMicrobiologyLetters,2007,269(2):213-220.[7]IrhaN,SletJ,PetersellV.2003.EffectofheavymetalsandPAHonsoilassessedviadehydrogenaseassay.EnvironmentInternational,28(8):779-82.[8]KızılkayaaR,BayraklıB,SağlamM.Microbiologicalcharacteristicsofsoilscontaminatedwithheavymetals.EuropeanJournalofSoilBiology,2004,40(2):95-102.[9]DheebaB,SampathkumarP,KannanK.Growth,ChromiumAccumulationPotentialandBiochemicalChangesofVignaradiata,andZeamays,GrownwithEffectiveMicrobes.ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesIndia,2014,84(2):381-387.[10]崔云霞,曹炜琦,李伟迪,等.长三角农业活动区农田土壤重金属风险评价[J].农业环境科学学报,2021,40(7):10.[11]徐源,师华定,王超.湖南省郴州市苏仙区重点污染企业影响区的土壤重金属污染源解析[J].环境科学研究