重金属污染土壤的微生物生态效应及其修复研究进展

污染土壤微生物生物修复技术是一项非常有应用前景的环保新技术。本文综述了近年来重金属对土壤微生物生物量，种群及生化过程的影响以及微生物对重金属污染土壤的修复机理和修复研究进展，较全面的分析了重金属对土壤微生物的生态效应。     

重金属复合污染下土壤微生物群落功能多样性动力学特征

用碳素利用法对浙江省天台铅锌银尾矿区重金属复合污染土壤微生物群落功能多样性动力学特征进行了初步探讨。研究结果表明 ,矿区重金属复合污染降低了供试土壤的微生物群落代谢剖面 ,且群落代谢剖面值与培养时间之间呈非线性关系 ,其变化过程符合微生物种群生长动态模型 (S形 )。随着重金属复合污染程度的加剧 ,土壤微生物群落功能多样性动力学参数K和r值越低 ,参数s值所需的时间则越长。上述动力学参数与群落代谢剖面各自的主成分分析结果显示 ,微生物群落功能多样性的动力学参数K值和s值能够很好地区分矿区土壤重金属污染程度 ,并且其区分效果比微生物群落代谢剖面值好。土壤微生物群落功能多样性动力学特征的变化可以较好地显示矿区重金属复合污染土壤微生物群落对碳源利用模式的差异 ,反映矿区特定生境土壤微生物群落功能多样性的变化 ,在一定程度上揭示重金属胁迫下环境微生物种群作用机理。     

我国城市土壤重金属污染研究现状和展望

随着我国城市化和工业化的高速发展,城市土壤重金属污染越来越受到关注,本文在文献调研的基础上,比较国内主要城市土壤重金属污染的含量水平,综述了我国城市土壤重金属污染来源、化学形态、分布特点、生态效应等,并提出了研究展望,以期为相关研究、环境决策和环境管理提供参考。     

包头市不同功能区土壤重金属污染评价

为了解包头市城市土壤重金属污染状况,将包头市城区土壤按使用功能不同进行分区,采其表层土壤进行重金属含量的测定,并用地累积指数法、内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数法对其进行评价。结果表明:重金属元素除Cr外,包头市各功能区土壤Pb,Zn,Cu和Cd含量均已超过本地区自然土壤重金属元素含量的平均值;地累积指数法显示城区土壤中Pb和Cd为中度污染,其他重金属为轻度污染或者无污染;内梅罗污染指数法显示工业区、商业区和科教区均呈重度污染,居民区和城市绿地为中度污染;包头市城市土壤整体处于"中等"潜在生态风险危害水平,这需要引起相关部门的注意。     

土地利用与经济增长对城市土壤重金属污染的影响——以开封市为例

在开封市不同功能区布设10个土壤采样点,分别于1994年和2006年在同地点采集表层(0～15 cm)样品,用国家标准方法测定土壤As、Pb、Cd和Hg含量,用地积累指数法开展重金属污染评价。结果表明:(1)土壤Cd、Hg富集明显,是主要污染因子。土壤Cd主要来自开封炼锌厂和其他化工企业的"三废"物质,Hg主要来自燃煤废气。(2)郊区农田转变为城市用地后,土壤重金属污染程度有加重趋势;城市土地利用强度下降及管理水平提高可有效减轻土壤重金属污染;同一宗地的权属变化也会导致土壤重金属污染程度的变化。(3)随着城市经济的快速发展,城市土壤重金属的污染状况总体上呈加重趋势,土壤重金属平均地积累指数由1994年的0.98上升至2006年的1.31。     

铅锌银尾矿区土壤微生物活性及其群落功能多样性研究

通过对浙江省天台铅锌银尾矿区土壤微生物活性指标以及微生物群落功能多样性研究 ,结果表明 ,尾矿污染区土壤几种重金属含量比非矿区土壤有明显的增加。尾矿区土壤微生物特征发生了显著的变化 ,微生物生物量和可培养细菌数量显著降低 ,但土壤基础呼吸和微生物代谢商 (qCO2 )值却明显升高。Bi olog测试结果显示 ,随着重金属污染程度的加剧其土壤微生物群落结构发生了相应变化 ,尾矿区土壤微生物群落代谢剖面 (AWCD)及群落丰富度、多样性指数均显著低于非矿区土壤 ,且供试土壤间均达极显著水平差异 (p <0 .0 1) ,表明尾矿区重金属污染引起了土壤微生物群落功能多样性的下降 ,减少了能利用有关碳源底物的微生物数量、降低了微生物对单一碳源底物的利用能力     

典型城市化地区蔬菜重金属的累积特征与健康风险研究

工业化和城市化带来的重金属污染对环境质量、食品安全、人体健康及社会经济可持续发展构成严重威胁和挑战。为了掌握典型城市化区域蔬菜生产的重金属污染特征与食用健康风险,从而为快速城市化区域的农业实践提供依据,本研究选取珠三角电镀、染织等工业密集典型城市化区域的蔬菜和土壤为研究对象,通过采集蔬菜和表层土壤样品,使用单因子污染评价和内梅罗综合污染指数法对蔬菜样品中Cd、Ni、Cr、As、Pb 5种重金属进行污染评价,使用目标危害商数法进行健康风险评价。研究发现,该地区菜地土壤存在Cd污染。研究区蔬菜中重金属的富集吸收能力为Cd > Ni > Cr > As > Pb,叶菜类对Cd的富集最多,豆角类对Ni的富集较多。单因子污染评价结果显示蔬菜中重金属超标率按大小排序为Ni > Cr > Cd > Pb=As,Ni、Cr和Cd超标率分别为10.53%、2.63%和1.32%,Pb和As均未超标;综合污染指数的评价显示叶菜类样品处于轻度污染水平,豆角类处于中度污染水平,瓜类尚未受到重金属污染。健康风险评价结果表明,叶菜类和豆角类的综合目标危害商数（TTHQ）均大于1,长期食用叶菜类和豆角类会对健康造成影响,成人和儿童的综合目标危害商数排序均为叶菜类 > 豆角类 > 瓜类,儿童摄食蔬菜的重金属健康风险高于成人。总体来说,研究区蔬菜重金属健康风险基本处于可接受范围,但叶菜类Cd和豆角类Ni造成的健康风险需引起重视。     

土壤重金属污染及其修复技术研究进展

重金属污染严重影响植物的生长发育,影响作物的产量和品质,并通过生物链放大作用进一步对人类和环境造成严重危害,因此重金属污染已成为世界性的重大环境问题。本文综述土壤重金属污染的现状、修复和调控的重要性及对无公害生产的影响,提出用农艺调控、植物修复及微生物修复技术来治理和修复重金属污染的土壤。     

农艺措施对降低污染土壤重金属活性的影响

本文利用小冶炼厂重金属污染的农田为对象,研究了不同农艺措施对土壤重金属活性及植物累积的差异,并对不同农艺措施改良效果作了评价,为植物修复重金属污染土壤选择相应的农艺措施提供科学依据。     

蚯蚓对土壤污染的指示作用及其强化修复的潜力

从三个方面综述了蚯蚓对土壤污染的指示作用:(1)通过调查污染区土壤中蚯蚓种群的数量和结构反映土壤污染情况;(2)利用蚯蚓进行生态毒理风险评价,指示污染物对土壤生态系统可能造成的危害;(3)利用蚯蚓监测土壤污染。并阐述了蚯蚓对重金属的主要耐性机制:(1)脂质过氧化保护酶系统缓解氧化胁迫;(2)分隔、固定作用;(3)螯合解毒作用;(4)溶酶体和细胞质粒抑制重金属活性。同时,分析了蚯蚓强化污染土壤修复的潜力,认为蚯蚓可以通过改善土壤理化性质、增强微生物活性、改变污染物的活性等强化污染土壤的生物修复过程。     

基于地统计学的樱桃园土壤重金属污染评价及来源解析

为研究天水市樱桃园土壤重金属污染的空间分布特征,实地采集0~20 cm土壤样品,测定重金属Pb、Cd、Cr、Cu、Zn含量,并运用多元统计分析等方法定量分析了研究区土壤表层重金属污染程度。结果表明:以甘肃省土壤背景值作为评价标准,除Cd元素外,其他元素的均值都超过了甘肃省土壤背景值;从土壤重金属元素空间分布格局来看,研究区东北部土壤重金属污染较西南部严重;从土壤重金属元素污染源来看,造成樱桃园土壤重金属污染最主要的因素为成土母质、农药;5种重金属元素均存在不同来源的污染,污染来源不单一,属于混合源污染。     

土壤中重金属污染现状与防治方法

文章阐明了土壤重金属污染来源与分布，同时对国内外土壤重金属污染治理的研究工作做了系统的综述，提出了土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法，利用环境矿物材料治理土壤重金属污染物的方法，具有成本低，效果好，无二次污染及有用金属可回收利用等优点，展现出广阔的环境矿物学研究与应用前景。并提醒人们要提高土壤质量意识，保护生态环境。     

藏中矿区重金属污染对土壤微生物学特性的影响

土壤微生物对土壤重金属污染反应敏感,是探讨矿区土壤重金属污染生态效应的有效指标之一。通过野外调查与采样和室内分析,研究了藏中矿区重金属污染对土壤蔗糖酶、脲酶、脱氢酶和酸性磷酸酶活性、微生物生物量C（MBC）、N（MBN）和P（MBP）、土壤基础呼吸、代谢商（qCO2）及可矿化N的影响。研究表明,矿区土壤重金属Cu、Zn、Pb、Cd全量和有效含量均高于对照土壤;随着矿区土壤重金属含量增加,土壤酶活性、微生物量C、N和P、可矿化N均逐渐降低,土壤基础呼吸和qCO2则逐渐升高;土壤重金属与土壤蔗糖酶活性、脲酶活性、脱氢酶活性、酸性磷酸酶活性、MBC、MBN、土壤基础呼吸、qCO2及可矿化N具有显著的线性相关;脱氢酶活性对土壤重金属污染最为敏感,表明脱氢酶活性可作为藏中矿区土壤环境质量变化的有效指标。     

中国耕地重金属污染现状及其人为污染源浅析

重金属污染物对食品安全及人身健康有很大的危胁,耕地土壤重金属污染问题已越来越受到关注。为有效防止耕地污染进一步恶化及改善食品质量安全,有必要整体分析我国耕地重金属污染现状及主要人为污染源。通过搜集全国(未含港澳台地区)有关耕地土壤重金属污染调查数据的文献(2008～2018年),采用地积累指数法分析了各地区Cd、Pb、Cr、Hg、As、Cu、Ni 7种重金属累积含量及可能存在的风险,综合评价了重金属在我国各地区耕地表层土壤30年来的积累情况和主要人为污染源。结果表明,陕西、甘肃、新疆、广东、海南、湖南、河南、浙江、北京、山西、吉林、四川12个省(市、区)是我国耕地污染较为严重的地区,其中陕西、甘肃、新疆、广东和湖南尤其严重;耕地土壤重金属污染元素主要是镉和汞,受到中度污染及以上的省(市、区)分别有9个和5个;造成耕地土壤重金属污染的主要人为因素有冶矿产业、工业企业、城市建设、车辆交通、垃圾处理及农业生产等,污染严重程度依次为冶矿产业电子垃圾拆解城市建设工业企业城郊活动车辆交通生活垃圾处理蔬菜(设施)生产畜禽养殖。建议应严格控制污染强度较高的工矿企业和城市建设等污染物的排放,同时农业土壤中的镉和汞作为优先控制和治理的元素。     

影响城市土壤重金属污染因子的关联度分析

城市土壤深受人为活动的影响 ,具有明显的重金属人为富积的特点 ,认识这些土壤重金属丰度、形态与土壤理化性质及周围环境因子的关系 ,有助于更好地保护和修复城市土壤生态系统。本文对南京城市土壤中Pb、Zn、Cu、Cd四种重金属元素的含量和形态特征进行了研究 ,并用灰色系统理论方法对南京城市土壤重金属污染的影响因子进行了灰色关联度分析 ,认为最主要影响因子是距工业区远近 ,其次是土壤粘粒含量、pH值 ,而交通车流量、生产生活废弃物在土壤中堆埋的比例和土壤有机质对城市土壤重金属污染的影响相对较小     

重金属污染黄壤生态修复中的微生态效应

以黄壤作为供试土壤,种植重金属富集植物与非富集植物,采用室内培养方法对外加镍污染黄壤的微生物活性及其群落结构进行了研究。结果表明:较低浓度Ni有利于提高土壤微生物活性,当Ni浓度>100 mg/kg时供试土壤的微生物活性开始下降,其中微生物生物碳、氮量和基础呼吸随重金属浓度增加而明显下降,但种植重金属富集植物的土壤下降幅度明显低于种植非富集植物的土壤。结果还显示,镍严重污染破坏了土壤微生物区系,使土壤细菌、放线菌及真菌数量下降,其中放线菌对重金属毒性影响最为敏感,重金属富集植物车前草引起土壤微生物区系的变化较小,表现了良好的修复能力。     

多环芳烃胁迫下稻田土壤细菌及分支杆菌种群多样性研究

多环芳烃（PAHs）污染对土壤微生物群落特别是微生物功能群的影响一直备受关注。本文应用变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术,从群落和功能群多样性两个角度,分析了PAHs胁迫条件下稻田土壤细菌遗传多样性及与PAHs降解有密切关系的分支杆菌种群多样性变化。结果表明,PAHs污染对稻田土壤细菌群落多样性指数无显著影响,但造成土壤细菌群落结构的改变,重度PAHs造成一些对污染敏感的细菌种类消失,而使一些与PAHs降解有关的细菌种类丰度增加。而对与多环芳烃降解有密切关系的分支杆菌而言,中度PAHs污染稻田土壤分支杆菌种群多样性指数较重度和轻度PAHs污染土壤的略高,不同PAHs污染程度稻田土壤的优势分支杆菌种类不尽相同,PAHs污染造成稻田土壤1种或几种分支杆菌得到富集。长期PAHs污染造成土壤细菌群落和分支杆菌种群结构的变化,将直接影响土壤生态系统功能的发挥,间接改变土壤质量。     

XRF光谱法研究城市工业区的土壤环境污染

利用X射线荧光光谱法(XRF)对某城市工业区周围的土壤环境进行了研究.根据对土壤中Pb、Zn、Cu、Cr、Ni、Mn、S、N、P 9种元素含量,土壤的pH值以及TOC的测定和利用内梅罗综合污染评价指数法对重金属污染评价的结果,表明工业区电池厂的生产活动是土壤环境污染的主要因素,建立了重金属Pb与土壤性质间的回归预测模型,提出了造成土壤环境污染的原因.且XRE法是对土壤重金属检测和污染评价的快速有效的方法.     

农田重金属对“土壤-植物-微生物”系统的生态效应

以农田"土壤-植物-微生物"系统为对象,综述了重金属在农田生态系统中的生态效应。认为重金属对"土壤-植物-微生物"系统的影响表现在以下3个方面:影响土壤的生化特性,抑制土壤有机质的分解及矿化过程;被农作物吸收富集,并影响农作物的生长发育;影响微生物种群结构及生物活性,从而影响有机质矿化过程。     

重金属污染对水稻土微生物及酶活性影响研究进展

水稻土受到重金属污染不仅影响水稻的产量品质，而且对水稻土微生物及酶活性的影响不容忽视。本文系统综述了水稻土重金属污染的来源，重金属污染对水稻土微生物生物量、种群数量、群落结构以及土壤酶活性的影响，并针对重金属污染对水稻土微生态效应研究的不足提出了未来应该研究的重点和方向，指出：①加强水稻-重金属-微生物三者相互作用、相互影响方面的研究；②在研究重金属污染与水稻土土壤微生物生态特征的关系的基础上，加强对重金属、土壤理化性状和水稻等因素进行综合并定量化分析，将是明确重金属对土壤微生物生态特性的影响及相关机理的关键；③应用分子生物学方法以及系统生物学方法，促进重金属污染胁迫下水稻土微生物活性及功能的演变规律及响应适应过程；④加强基于长期定位实验的研究，在较长的时间尺度和较大的空间尺度上认识水稻土生态系统在重金属胁迫下的演变规律和机制；⑤重金属污染对水稻土酶活性的研究应重点从机理方面入手，注重结合土壤酶的动力学参数和热力学参数，深化土壤酶与复合污染的作用机理，进一步揭示复合污染致毒途径及其机理，同时借助分子手段，探索重金属污染水稻土中更多未发现的酶的特性，寻找更加敏感、更能普遍推广的重金属污染土壤的综合性指标，以期为重金属污染水稻土的风险评价和生物修复提供科学依据。