（环境工程专业论文）集约化菜地重金属复合污染化学行为及调控技术研究.pdf

a b s t r a c t i nt h i sd i s s e r t a t i o n ，t h ef r a c t i o n a t i o na n db i o a v a i l a b i l i t yo fh e a v ym e t a l sc d ，p b ，a n dc uw e r e s t u d i e du s i n gp o t e x p e r i m e n t su n d e rt h eg r e e n h o u s e c o n d i t i o n s t h er e s u l t si n d i c a t et h a t t h e e x c h a n g e a b l ec da n dc a r b o n a t e - b o u n dc d 1 ) b e c a m e t h ep r e d o m i n a n ts p e c i e s ，a n dt h er e s i d u a lc d s i g n i f i c a n t l yd e c r e a s e da t t h eh i g h e rc dc o n c e n t r a t i o n t h e s er e s u l t sd e m o n s t r a t et h a tt h er e s i d u a l s p e c i e so fc dt r a n s f o r m e dt oe x c h a n g e a b l ea n dc a r b o n a t e - b o u n ds p e c i e sw i t hc dp o l l u t i o ne n h a n c i n g ， t h ep r e d o m i n a n ts p e c i e so fp bw e r et h eo r g a n i c b o u n d 国3 ) a n df e - m no x i d e b o u n d ( b 2 ) t h e p r e d o m i n a n ts p e c i e so fc uw e r ef e m no x i d e b o u n d0 3 2 ) w i t ht h ei n c r e a s eo fc uc o n c e n t r a t i o n ，t h e e x c h a n g e a b l ec ua n dc a r b o n a t e b o u n dc u 饵1 ) a n d t h eo r g a n l c - b o u n dc u 3 ) s i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e d ， a n dt h ef e m no x i d e b o u n d0 3 d e c r e a s e d ( r 洳1 et e r n a r yc o m b i n a t i o no fc d + p b + c ud e c r e a s e dt h e b 1 c d ，a n de n h a n c e dt h eb 2 ，b 3 ，a n dt h er e s i d u a lc d t h e c o m b i n a t i o ne f f e c t se n h a n c e dt h eb 1p ba n d t h er e s i d u a lp b ，w h i l ed e c r e a s e dt h eb 2a n db 3p b t l o w e v c r , t h eb 3c o s i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e da n dt h e b 2a n dt h er e s i d u a lc ud e c r e a s e di nt h ep r e s e n c eo fc da n dp b ，a n dt h e r ew e r el i t t l ec h a n g ei nt h eb 1 c u t e r n a r yc o m b i n a t i o no fc d + p b + c up r o d u c e dt w or e s p o n s e sf o rt h eg r o w t ho fp l a n t ，s y n e r g i s t i c a n da n t a g o n i s t i cr e s p o n s e s b i o a e e u m u l a t i o no fc d ，p b ，a n dc uw e r eo b s e r v e di n p l a n ta n dt h e b i o a c e u m u l a t i o no fo n em e t a lw a si n f l u e n c e db yt h ep r e s e n c eo fo t h e rm e t a l si nm e t a lm i x t u r e s t h ep o te x p e r i m e n t sw e r ec o n d u c t e dt oe l u c i d a t et h ep o s s i b l em e c h a n i s ma n de f f e c t st h a tp l a n t s a b s o r b e dh e a v ym e t a l s ( c a ，p b ，a n dc u ) i ns o i la f t e ra d d i n gc o m p o s ta n dm e s o p o r o u sm o l e c u l a rs i e v e s ( m c m 一4 1 ) d i f f e r e n tk i n d so fc h e m i c a la d d i t i v e s a n da p p l i c a t i o nl e v e l sh a dd i f f e r e n te f f e c t so n p h y t o - a v a i l a b i l i t y o fh e a v ym e t a l si ns o i l t h er e s u l t ss h o w e da sf o l l o w s ：i nt h i s e x p e r i m e n t ， c o m p o s tc o u l dr e d u c eo ro b v i o u s l yr e d u c ep h y t o a v a i l a b i l i t yo fc da n dp b c o m p o s te n h a n c e dt h e p h y t o a v a i l a b i l i t yo fc u t h ee f f e c to fm c m - 4 1 t r e a t m e n to nc d ，p b ，a n dc uu p t a k eb yp l a n t sw e r e d i f f e r e n tw i t ha p p l i c a t i o nl e v e l s i th a do b v i o u se f f e c tu p o nt h ec o n t e n t so fh e a v ym e t a l s ，e s p e c i a l l yf o r p b d i f f e r e n tk i n d so fc h e m i c a la d d i t i v e sc o u l da f f e c tp l a n ta b s o r p t i o no fh e a v ym e t a l st h r o u g h c h a n g i n gt h es p e c i a t i o nd i s t r i b u t i o no fh e a v ym e t a l si n s o i la n de f f e c tp l a n ta b s o r p t i o n i naw o r d ， i n t r o d u c t i o no fa m e n d m e n t st os o i ld o e si n t e r r u p tt h eh e a v ym e t a l sb a l a n c ei nt h ee n v i r o n m e n ta n d w o r t hc o m p r e h e n s i v ei n v e s t i g a t i o n k e yw o r d s ：s o i l ，h e a v ym e t a l s , c o m b i n e dp o l l u t i o n ，s p e c i a t i o n ，c h e m i c a lb e h a v i o r , c o n t r o lt e c h n o l o g y i i 中国农业科学院 硕士学位论文评阅人、答辩委员会名单表 论文题目集约化菜地重金属复合污染化学行为及调控技术研究 环境污染化学与污染 论文作者林大松专业环境工程研究方向 控制 农业部环境保护科研 指导教师徐应明培养单位( 研究所、中心) 监测所 硕( 博) 姓名职称单位专业签名 导师 硕导口 评 博导口 硕导口 阅 博导口 人 硕导口 博导口 答 嬲 辩高级工程 硕导口农业部环境保护科研 农业经济 主 王小虎 师质长媾导口监测所 席 硕导口国家海洋局海水淡化 苘砂黟 苏润西研究员应用化学 博导口研究所 硕导面天津大学 汊 关毅教授污染化学 博导口 化工学院 答 教授届4硕导口天津理工大学 化学工程 ) 尹之 孙有光 院长博导d生物与化学工程学院孓痧的乏l 辩 衔 费学宁 教授科硕导口天津城市建设 应用化学 研处长博导d 学院 委 硕导口 员 博导口 硕导口 博导口 硕导口 博导口 会议记录( 秘书)沈跃 时间：2 0 0 5 年6 月2 3 日下午2 时3 0 分 论文答辩时间地点 地点：农业部环境保护科研监测所( 天津) ，二楼会议室 图表目录 表2l 土壤基本理化性质。8 t a b l e2 - 1m a j o r p r o p e r t i e so ft h es o i lt e s t e di nt h ee x p e r i m e n t s ，8 表2 - 2 重金属元素形态分级的b c r 提取程序9 t a b l e2 - 2s e q u e n t i a le x t r a c t i o np r o c e d u r ef o rt h ef r a c t i o n so fh e a v ym e t a l s ，9 表2 - 3 土壤中a 的形态分布( m 班g ) 1 0 t a b l e2 - 3 d i s t r i b u t i o n o f f m o i o n s o f c d i ns o i l ( m g k g ) ，1 0 表2 - 4 土壤中p b 的形态分布( m 叶g ) 。1 1 t a b l e2 - 4 d i s t r i b u t i o no f f r a c t i o n so f p b i ns o i l ( m g ，l ( 曲1 1 表2 - 5 土壤中c u 的形态分布( m g k g ) 1 2 t a b l e2 - 5 d i s t r i b u t i o no f f r a c t i o n so f c u i n s o i l ( m g k g ) ，1 2 表2 - 6c d 对油菜植株鲜重和根、茎叶中c d 含量的影响1 3 t a b l e2 - 6e f f e c to fc do nb i o m a s sa n dc dc o n t e n ta b s o r b e db y p l a n t 1 3 表2 7p b 对油菜植株鲜重和根、茎叶中p b 含量的影响1 3 t a b l e 2 - 7 e f f e c t o f p b o n b i o m a s sa n d p bc o n t e n ta b s o r b e d b y p l a n t ，1 3 表2 - 8 血对油菜植株鲜重和根、茎叶中c a 含量的影响，1 3 t a b l e2 - 8e f f e c to f c uo i lb i o m a s sa n dc uc o n t e n ta b s o r b e db y p l a n t ，1 3 表3 1 土壤基本理化性质1 6 t a b l e3 - 1 m a j o r p r o p e r t i e so f t h es o i l t e s t e d i n t h ee x p e r i m e n t s 表3 - 2 l t 6 ( 4 5 ) 试验因素与水平( 单位：m g k g ) 1 6 t a b l e3 - 2t h ef a c t o r sa n dl e v e l so f b e a v ym e t a l si nl 1 6 ( 4 一1 6 表3 - 3 重金属元素形态分级的b c r 提取程序，1 7 t a b l e 3 - 3s e q u e n t i a le x t r a c t i o n p r o c e d u r e f o r t h e n i c i i o n s o f h e a v y m e t a l s 1 7 表3 - 4c d 、p b 、c u 复合污染时，士壤中各形态c d 的分布( m g k g ) 1 8 t a b l e3 - 4 d i s t r i b u t i o no f f r a c t i o n s o f c d i ns o i l w i t h c d 、p b 、c u c o m b i n e dp o l l u t i o n ( m g k g ) 表3 - 50 d 、p b 、c u 复合污染时，土壤中各形态p b 的分布 t a b l e3 - 5d i s t r i b u t i o no f f r a c t i o n so fp bi ns o i lw i t hc d 、p b 、 表3 6c d 、p b 、c a 复合污染时，土壤中备形态c i l 的分布 t a b l e3 6d i s t r i b u t i o uo f f r a c t i o n so f c ui ns o i lw i t hc d 、p b 、 1 8 1 9 c uc o m b i n e d p o l l u t i o n ( m g k g ) 1 9 c uc o m b i n e dp o l l u t i o n ( m g k g ) 2 0 表3 7 c d 、p b 、c u 复合效应对油菜生长的影响2 1 t a b l e 3 - 7e f f e c t o f c o m b i n e dr e s p o n s e s o f c d 、f l b 、c uo n t h e p i a n t g r o w t h 2 1 表3 - 8c u 、p b 、c u 复合处理下油菜吸收重金属含量及其吸收系数2 2 t a b l e3 - 8m e t a lc o n t e n t sa b s o r b t e db yp l a n ta n da b s o r p t i o nc o e f f i c i e n ti nc a 、p b 、c uc o m b i n e dp o l l u t e ds o i l 一2 2 表3 - 9 共存元素对油菜植株吸收镉、铅、铜的影响顺序 t a b l e3 - 9 e f f e c to f c o m b i n e d p o l l u t i o no n t h e a b s o r p t i o n o f c d p b , c u b yp l a n t 2 3 ，2 3 表3 1 0 士壤c d 全量发b c r 三种形态含c d 量和植株各部位含c d 量相关分析州- - 4 ) 2 4 t a b l e 3 - 1 1 3 r e l a t i o n s h i p s b e t w e e n t h ec o n t e n t s o f c d i n p l a n t a n d t h e t o t a l c o n t e n t so f c a a n d b c r f r a c t i o n s i n s o i l ( r q - - - 4 1 ：! z l 表3 1 1 土壤p b 全量及b c r 三种形态含p b 量和植株各部位含p b 量相关分析( n = 4 ) 2 4 t a b l e3 - 11 r e l a t i o n s h i p sb e t w e e nt h ec o n t e n t so f p bi np l a n ta n dt h et o t a lc o n t e n t so fp ba n db c rf r a c t i o n si ns o i l ( n = 4 ) 一2 4 表3 - 1 2 土壤c 【l 全量发b c r 三种形态台c u 量和植株各部位含c u 量相关分析( n = 4 ) 2 4 t a b l e3 - 1 2 r e l a t i o n s h i p s b e t w e e n t h ec o n t e n t s o f c u i np l a n ta n d t h e t o t a lc o n t e n t s o f c ua n d b c r f r a c t i o n s i ns o i l f n = 4 ) v 2 ：2 i 表3 1 3 复污染条件下，植株体内重金属浓度与土壤重金屑全量和b c r 三种形态含量的相关分析( n = 1 5 ) 2 5 t a b l e3 - 1 3r e l a t i o n s h i p sb e l w e e nt h ec o n t e n t so fm e t a l si np l a n ta n dt h et o t a lc o n t e n t so fm e t a l sa n db c rf r a c t i o n si n c o m b i n e dp o l l u t e ds o i l ( n = 1 5 ) 2 5 表4 - 1 土壤基本理化性质2 6 t a b l e 4 - 1m a j o r p r o p e r t i e s o f t h es o i l t e s t e d i n t h ee x p e r i m e n l s ，2 6 表4 - 2 莺金属元素形态分级的b c r 提取程序2 7 t a b l e 4 2 s e q u e n t i a le x t r a c t i o n p r o c e d u r e f o r t h e f r a c t i o n s o fh e a v y m e t a l s ：1 7 表4 - 3 各处理土壤、蔬菜根部及茎叶中熏金属的总含量2 9 t a b l e 4 3 t h e t o t a lc o n t e n t0 f m e t a l s i n s o i la n d p l a n t ：1 9 表4 - 4 盆栽试验土壤中c d 的残留量( m gk 9 1 ) 3 0 f i 9 4 - 4 e f f e c to f a m e n d m e n t s o n t h e c d c o n t e n t i ns o i l i n p o te x p e r i m e n t s ( m gk g 1 1 3 0 表4 - 5 盆栽试验土壤中的p b 残留量( m gk g 。1 ) 3 0 f i g 4 5 e f f e c t o f a m e n d m e n t s o n t h e p b c o n t e n t i ns o i l i n p o te x p e r i m e n t s ( m g k g 1 ) 3 0 表4 - 6 盆栽试验土壤中c i l 的残留量( m gk g 。1 ) 3 1 f i g 4 6 e f f e c to f a m e n d m e n t so n t h e c u c o n t e n t i n s o i l i n p o te x p e r i m e n t s ( n a g k g - 1 1 3 1 表4 7 改良剂对油菜茎叫干重和根部干重的影响和差异显著性检验一3 2 t a b l e 4 - 7 e f f e c t s o f m o d i f i e r s o nd r y w e i g h t so fs h o o ta n d i t sr o o ta n da n a l y s i s o f v a r i a n c e 3 2 表4 8 改良剂对土壤中c d 形态含量和分配系数的影响一3 2 t a b l e 4 - 8 e f f e c t o f a m e n d m e n t s o ns o l l c da n d d i s t r i b u t i o n c o f f i e i e n t 。 表4 - 9 改良剂对土壤中p b 形态音量和分配系数的影响3 3 t a b l e4 - 9e f f e c t o f a m e n d m e n t so ns o l l p b a n d d i s t r i b u t i o n c o f f i c i e n t 表4 1 0 改良剂对土壤中0 l 形态含量和分配系数的影响 3 4 t h b l e 4 - 1 0 e t i e c to f a m e n d m e n t so ns o i l c ua n d d i s t i l b u t i o n f f i c i e n t 3 4 附表3 1c d 各浓度水平之间对油菜生物量影响效果差异检验4 2 附表3 - 2 p b 各浓度水平之间对油菜生物量影响效果差异检验4 2 附表3 - 3c u 各浓度水平之间对油菜生物量影响效果差异检验4 2 附表3 - 4 共存元素对油菜植株根部位吸收重金属镉的效应检验4 3 附表3 5 共存元素对油菜植株茎叶吸收重金属镉的效应检验4 3 附表3 - 6 共存元素对油菜植株根部位吸收重金属铅的效应检验，4 3 附丧3 7 共存元素对油菜植株茎叶吸收重金属铅的效应检验4 4 附表3 - 8 共存元素对油菜植株根部位吸收重金属铜的效应检验。4 4 附表3 - 9 共存元素对油菜植株茎叶吸收重金属铜的效应检验4 4 v l 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业科学院或其它教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示了谢意。 研究生签名 ip 杯衣松 时间：珊年6b 劫b 关于论文使用授权的声明 本人完全了解中国农业科学院有关保留、使用学位论文的规定，即：中国农业科 学院有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业科学院可以用不同方式在不 同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名 仫 时间： 年6r 窈日 ， 导师签名：考享意陟纣时间：埘年6 月：7 口 中国农业科学院硕士学位论文 第一章文献综述 第一章文献综述 土壤一植物系统( s o i l p l a n ts y s t e m ) 是陆地生态系统最基本的结构单元，也是生态系统物质 能量循环的枢纽。土壤一植物系统中的污染多具伴生性和综合性，即多种污染物形成的复合污染。 为准确评价环境质量、实施公正环境执法以及有效控制环境污染，复合污染研究逐渐成为环境科 学发展的重要方向之一。国内外学者相继开展了重金属一重金属复合方面的研究。关注的重点是 这些重金属元素的总量及其存在形态，重金属元素间交互作用表现出的对植物复合效应等。重金 属在土壤中赋存形态的分析是重金属迁移转化规律研究中的一个重要组成部分。重金属对植物等 的危害程度除与土壤质地、重金属元素种类和浓度等有关外，在很大程度上取决于该元素在土壤 中的化学形态。土壤环境中涉及的重金属元素主要有生物毒性显著的h g 、c d 、p b 、c r 和具有一 定毒性的z n 、c u 、n i 等。近年来，有关c d 、p b 、c u 污染物在土壤一植物系统中的形态及生物毒 性的研究日渐增多 4 5 , 5 3 jo 对重金属的形态研究也日渐深入”“。7 3 ”1 。植物根系分泌物对土壤重金 属物理化学行为产生明显影响，使重金属形态发生变化，从而影响其迁移性和生物有效性。 对重金属污染的治理，从国内外有关重金属污染物治理方面的文献报道”“”1 可以发现， 土壤重金属治理途径大都采用了物理法、化学法和生物法几种，一方面改变重金属在土壤中存在 形态，降低土壤重金属的活性，另一方面是利用特殊植物对重金属的积累，从土壤中去除重金属， 从而达到减少土壤重金属含量的目的。现就有关研究概况和进展作一简述。 1 1 土壤重金属形态的研究方法 无论是作为环境中土壤污染的研究还是作为农业中营养元素的研究，微量金属元素c r 、n i 、 z n 、c u 、p b 、c d 等重金属离子都得到了极大的重视口q 5 j “8 “。研究这些元素的金属化合物在土 壤中的形态、行为等对于控制金属在土壤中的迁移转化，以及生态效应有着极为重要的影响。 由于土壤成分的复杂性以及金属元素的低含量，对其形态的直接测定相当困难，因此通常采 用化学提取法进行研究。在元素形态的概念被广泛接受以前，普遍使用的是一步提取法测定土壤 中元素的生物有效态。这一类方法包括多种提取剂。一步提取法可以大致确定在测定时或较长时 间内能被植物吸收的金属元素的量，但并不能模拟植物对金属元素的吸收过程。实际上植物对元 素的吸收还会受到其他许多复杂因素的影响。土壤是一种很复杂的多介质与非均相混合物，由于 一步提取法仅能用于研究土壤金属生物有效性，不能提供更多的有关土壤中金属元素化学形态的 详细信息。因此，研究者发展了另一大类新的形态分析方法一分级提取法。 顾名思义，分级提取法4 “是在一个提取体系中，使用不同的提取剂，针对不同物理化学形态 的选择性和专一性，按先后次序对同一样品中同一元素的不同组分进行提取。提取剂的使用顺序 是有弱至强，而提取出的元素含量也表达了其在土壤不同组分中的结合形态。从而对元素在土壤 中的短期和长期效应有一个较为综合和全面的认识。 中国农业科学院硕上学位论文第一章文献综述 代表性的物理形态分级提取形态方法是t i e s s e r 等人1 提出的。按照这个方法土壤中金属元 素的形态分析可以分为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态与残渣态。 该方法已经过较长时间的研究和严格测试，已被广泛应用于土壤中的重金属形态分析。然而这种 方法也有许多局限性，为此，欧共体标准局( 现名欧共体标准测量与检测局) 在t i e s s e r 方法的 基础上，提出了一个标准的三步苹取法”。并在欧洲3 5 个实验室进行了沉积物和土壤中重金属 形态分析的比较实验。该法将土壤中的重金属形态按实验操作定义为水溶态、可交换态与碳酸盐 结台态( b i ) ，铁一锰氧化物结合态( r 2 ) 、有机物与硫化物结合态( b 3 ) 。 十壤重金属的形态不同其稳定性和毒性也不同。其中。可交换态与碳酸盐结合态的重金属 元素与土壤结合力较弱，在酸性条件下易释放，具有很大的移动性和生物毒性；铁一锰氧化物结 合态在还原条件下易释放，有机结合态在有机质分解时也会逐渐释放，二者稳定性和毒性居中； 残渣态最稳定，毒性最小。 尽管分级提取法存在着不足之处，但由于其在土壤金属元素的形态分析中具有重要意义，所 以还是被研究者们广泛的使用于地球化学、土壤化学、环境科学等多个领域中。其在土壤中的应 用主要包括：1 ) 研究土壤中金属元素的存在形态及其分布；2 ) 研究土壤理化性质和土壤管理措 施对土壤金属形态分布的影响；3 ) 研究士壤中各形态的金属元素的生物有效性。 1 2 土壤中影响微量元素形态的部分因素 土壤是一个很复杂的体系，微量元素在土壤中的迁移、转化和归宿等行为会受到多种因素的 影响。下面，将对部分影响因素加以简单讨论。 1 2 1 土壤性质的影响 十壤的许多基本性质如土壤p h 、e h 、c e c 、d o e 、粘粒含量、有机质等，都会影响到金属元素 在土壤中的含景及形态的变化。 z h u 和a l v a ”研究了f l o r i d a 的7 种沙质土壤中c u 、z n 、m n 、c r 、p b ，发现这些金属元素的 形态和含量在不同的土壤中变化很大。随着土壤的p h 的升高，可交换态的铜变化不大，有机物 结合态的铜在各土壤中的含量减少，沉淀态的铜含量增加。而随着土壤p 的增加，可交换态z n 人大减少，沉淀态z n 增加。c r 和p b 受到土壤p h 的影响较小。s t e v e n s o n ”认为d o c 或p h 的增 加会增加金属离子被络合的几率从而减少离子在土壤溶液中的离子活度。熊礼明研究了盆栽土 壤溶液中c d 的形态，认为与红壤相比，黄棕壤和黄潮土土壤溶液中c d + 2 的比例明显下降。而在 石灰性土壤上出现了少量的c d c o 。和c a h p 0 4 。这种c d 赋存状态的不同影响了c d 在不同土壤中有 效性的差异。 2 中国农业科学院硕士学位论文第一章文献综述 1 2 ，2 植物的影响 植物对金属元素的形态影响其实质仍是由于植物的生长改变了土壤的某些基本的物理、化学 或生物参数。如：植物根的生长可以增加土壤中的有机质的含量，从而刺激微生物的生长并对土 壤的邮离子交换量有所贡献”“。根在生长的过程中会分泌很多分泌物，如低分子量有机酸等可以 促进或降低金属元素的生物可给性等等4 ”1 。由于根系分泌作用和微生物的代谢活动产生的大 量有机物质( 如碳水化合物、有机酸、氨基酸、糖类物质等) 在根际积聚，使其有机质含量显著 高于本体土壤。m e n c h 和m o r e l 等测定了分泌物各组分( 粘胶、高分子和低分子可溶根分泌物) 与c d 、c u 、z n 、p b 的最大络台量和稳定常数，表明分泌物中某些组分可与重金属发生络合作用， 但其作用不同，高分子和低分子的可溶络台物可能有助于重金属向根表迁移，而粘胶包裹在根际 表面，可认为是重金属向根表迁移的“过滤器”。其中，与重金属元素容易形成水溶性配合物 或螯台物，提高其溶解性和活性的可溶性根分泌物倍受关注，它们可通过配合或螯台作用与重金 属离子结合，进而影响重金属在根际中的迁移和转化。i n s k e e p 等人研究指出，根系分泌物中有 机酸对结合f e ”、z n ”有重要的作用，而氨基酸却对c u 2 的溶解性有着重要贡献”1 。m e n c h 等发现 燕麦根系分泌物可以溶解铁氧化物，从而增加z n 、c d 、n i 的植物有效性”“。虽近研究表明根系 分泌的有机酸对重金属有增溶作用，从而增强了重金属在作物体内的富集”5 ”1 。 1 2 3 金属之间的交互作用 土壤中重金属之间及重金属与其他大量元素之间的交互作用亦可影响其生物有效性，这一点 有着重要的意义。在研究环境标准和环境容量时，单个元素的研究虽有一定的意义，但它不能作 为制定标准和容量的依据，否则会造成不良的环境后果。因此，研究重金属污染的综合生物效应 是十分必要的。张学询”“等提出了应用锌当量反映以锌为基准的z n 、c u 、n i 的毒性。郑春荣“ 等研究了稻谷产量与土壤中p b 、c d 、c u 、z n 的e d t 提取量的离子冲量i 的关系，表明了稻谷产 量与元素“有效态”有着明显的相关性。在污染条件下，随着离子冲量的增加，产量明显下降。 徐红一”等研究了复合污染对典型灰钙土中小麦幼苗吸收重金属和对其生长发育的影响，研究表 面元素间的交互作用对春小麦体内各种萤金属的含量都有一定程度的影响。 综上所述，影响微量金属元素在土壤中形态和生物有效性的因素很复杂，在壤一植物一微量 元素这个体系中，任何一个环节的变化都会影响到另一个环节的变化，这种一相关的关系使微 量元素的形态和生物有效性的研究非常困难，尽管这方面的研究工作已经开展了很多年，仍然有 很多本质性的问题没有解决。而只有更好的了解这个体系中的每一个部分，在研究_ t 作中更全面 的考虑这些因素，才会更好的解决这个难题。 3 1 3 重金属在土壤一植物系统的迁移 由于重金属可通过土壤一植物系统对人畜产生危害，近年来，关于土壤重金属在蔬菜、农作 物中含量的研究报道愈来愈多。例如，臧惠林等”5 。”1 研究了镉污染土壤中的作物所含的镉量与 壤中镉的关系。秦天才等“研究了重金属元素的交互作用对作物吸收的影响，他们利用溶液培养 方式研究了重金属元素的复合污染，发现在含c d 的培养液中加入p b 后，加强了c d 对小白菜根 系的生理生态效应，导致了小白菜对f e 的吸收能力加强。吴燕玉等”1 研究发现，c d a s 复合污染 导致了苜蓿吸收更多的c u 、p b 。李花粉等“”研究了根系分泌物对根际重金属动态的影响。k s p “8 1 研究了g e 、p b 、z n 对微生物的影响。周焱等研究了镉在植物中的积累效应及对植物的毒害。 许多学者还研究发现，重金属的总量与重金属的各种赋存形态之间存在很好的相关性。s a u v e 等。研究发现c u 、p b 的总量不仅与水溶性c u 、p b 有很好的相关性，而且与可交换态c u 、p b 也 有很好的相关性。廖敏等“”还研究了土壤溶液的p h 对土壤溶液中重金属元素的生物有效性的影 响，发现当p h ( 6 时，镉的生物有效性随p h 的上升而增加，当p h 6 时，随p h 的上升而下降。土 壤有机质也是影响土壤重金属的一个重要因素，在紫色士壤中，土壤中有效态汞含量随土壤中有 机质含量的增加而减少。”1 。水溶性有机质能与重金属形成络合物，增加重金属的移动性和生物有 效性”。 植物种类不同对重金属的吸收能力产生重大的影响，同一种植物对不同重金属的吸收能力不 同，不同植物对同种重金属的吸收能力也不同。此外，同一植物的各个部分对同一重金属的吸 收能力也不尽相同。有关研究表明”：玉米、水稻、大豆等不同农作物对重金属的吸收不同，对 z n 而言，玉米的茎、叶是吸收的主要部位，对火豆来说则是籽实，水稻是根部。研究表明，施用 磷肥会降低重金属的生物有效性，减少植物对重金属的吸收”1 。在酸性土壤中，施用石灰普遍降 低了植物中重金属的含量“。 1 4 土壤重金属污染的植物修复 生物修复就是利用生物去除土壤污染物的技术。“，它是以植物为基础的修复技术”1 。有害金 属在植物体内的积累主要分为三步：植物对重金属的吸收、转移和生理耐受机制，可通过植物萃 取技术、植物固化技术等去除土壤中的重金属污染物质1 。 目前世界上共发现了4 0 0 多种超富集植物，在国内也首次发现砷的超富集植物。r o b i n s o n 等”采用盆栽试验研究了法国南部一个铅锌矿附近的土壤上t c a e r u l e s c e n s 对c d 、z n 的吸收， 发现植物体内金属含量与植物有效态含量呈显著相关，而与p h 呈负相关。s l o a n 等1 研究认为植 物对重金属的吸收与交换态及碳酸盐结合态关系最为密切。美国的研究人员从抗重金属的细菌中 提取出基因，对其改造后再插入白杨树的遗传编码里，成功地培育出可以清除重金属l i g 等污染 物的白杨树新品种，其抗h g 能力提高了1 0 倍。1 。b a n e l o s 1 研究认为，把s e 的超积累植物与普 通植物轮作，可以提高生物量，超积累植物吸收带走的s e 也增加。 4 1 5 土壤重金属污染治理措施 土壤污染的大多数治理方法尚处于试验阶段，加之治理费用等因素，目前能真正运用与实践 中的成熟方法很少，大体上可分为工程措施、生物措施、化学措施和农业措施等儿类。 1 5 1 工程措施 1 ：程措施包括翻土、换土、客土法，隔离法和提取法，热吸收法和电化学法等。 翻土、换土、客土法等是常用的工程措施。客土法就是在污染土壤上加入净土；换土法就是 将已污染的土壤移去，换上新土；翻