土壤重金屬復(fù)合污染研究進(jìn)展

摘 要：環(huán)境中各種介質(zhì)通常都存在重金屬污染，其在土壤環(huán)境中的累積及其對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的影響一直是社會、政府和科學(xué)界共同關(guān)注的環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的重大問題。土壤中重金屬常見為多種重金屬元素共同存在，有關(guān)重金屬復(fù)合污染的研究備受關(guān)注，該文主要介紹土壤重金屬污染、重金屬復(fù)合污染定義以及重金屬復(fù)合污染的特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：土壤 重金屬 復(fù)合污染

中圖分類號：X131.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）10（a）-0071-02

近年來由于人類科技的不斷進(jìn)步和工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展，土壤環(huán)境中的污染物種類和總量日漸增長，使得土壤環(huán)境重金屬污染很少以單元素的形式存在，多數(shù)為兩種或者多種元素共存，即多種重金屬元素形成重金屬復(fù)合污染（Teutsch N et al.，2001年）。土壤環(huán)境中各種重金屬的賦存形態(tài)因?yàn)椴煌亟饘僭乇舜说母鞣N相互作用如絡(luò)合、吸附-解吸及氧化-還原等各種理化作用制約，而且重金屬元素的移動性、生物有效性和生理毒性對重金屬彼此作用有著顯著響應(yīng)關(guān)系（Tandy et al.，2009年）。這也是形成土壤環(huán)境重金屬復(fù)合污染對生態(tài)系統(tǒng)的影響效應(yīng)不同于單一元素重金屬污染的主要因素。至此，重金屬復(fù)合污染已然成為環(huán)境科學(xué)研究中又一個熱點(diǎn)（Zhong et al.，2012年）。

1 土壤重金屬污染

重金屬通常是指比重等于或大于5.0 g·cm-3的金屬，如汞、鎘、鉛、鎳、銅、鐵、錳等（Adriano，2001年）；砷是介于金屬與非金屬之間，與重金屬元素的環(huán)境效應(yīng)和化學(xué)特性存在諸多相近之處，所以一般研究中將砷元素納入重金屬元素范疇（陳懷滿，2005年）。

土壤環(huán)境重金屬污染的特點(diǎn)是滯后性、隱蔽性、有毒性、難降解和污染現(xiàn)象不明顯，但重金屬含量在環(huán)境中形成污染效應(yīng)后，對環(huán)境影響不容易改變和去除，具有較強(qiáng)的頑固性（郝春玲，2010年）。經(jīng)調(diào)查，在我國大部分省份土壤環(huán)境中都存在程度不同、種類各異的重金屬污染（王恒，2014年）。全國每年遭到重金屬污染影響的糧食數(shù)量超過1 200萬t，帶來的經(jīng)濟(jì)損失超過200億元（王燕等，2009年）。

重金屬元素不僅在食物鏈的各級生物中不斷傳遞進(jìn)而富集，而且通過一定的生物作用轉(zhuǎn)變成為毒性更強(qiáng)的大分子有機(jī)化合物，所以說重金屬污染對于整個生態(tài)系統(tǒng)影響不僅是停留在讓土壤環(huán)境質(zhì)量下降，減少農(nóng)作物產(chǎn)量和影響農(nóng)作物品質(zhì)，甚至對人類及動物的健康產(chǎn)生威脅；對于生態(tài)環(huán)境中其他要素都產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)。

2 重金屬復(fù)合污染

通常我們說絕對單一一種重金屬元素污染環(huán)境的情況是不存在的，重金屬元素在環(huán)境介質(zhì)中都是相伴共存的。

一般認(rèn)為的復(fù)合污染是指同一環(huán)境介質(zhì)（土壤、水、大氣、生物）受到多元素或多種化學(xué)品（多種污染物）對其的同時污染（陳懷滿等，2002年）。因此土壤重金屬復(fù)合污染可定義為：在土壤介質(zhì)中，兩種或兩種以上重金屬元素同時存在，滿足各種重金屬元素的賦存濃度大于國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)或者沒有超過相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)但對于土壤環(huán)境質(zhì)量已經(jīng)產(chǎn)生影響作用的土壤污染（周東美等，2005年）。重金屬復(fù)合污染中各種重金屬元素相互作用極其復(fù)雜，并且重金屬復(fù)合污染在土壤環(huán)境中更為普遍，因此重金屬復(fù)合污染相關(guān)研究工作也成為環(huán)境污染領(lǐng)域重要開拓方向之一。

3 重金屬復(fù)合污染特點(diǎn)

相對于單一重金屬污染，土壤重金屬復(fù)合污染中重金屬遷移轉(zhuǎn)化遺存效應(yīng)的影響因素更多且更為復(fù)雜。研究者在1939年提出復(fù)合污染效應(yīng)分為疊加效應(yīng)、同向效應(yīng)和駁斥效應(yīng)3種不同類型（何勇田，1994年），其基本內(nèi)涵是：疊加效應(yīng)產(chǎn)生的毒性效果等于各污染物單獨(dú)作用的毒性效果疊加之和；駁斥效應(yīng)的毒性效果小于各污染物單獨(dú)作用的毒性之和；同向效應(yīng)產(chǎn)生的毒性效果大于各污染物單獨(dú)作用的毒性效果之和。此外，在美國相應(yīng)研究中將重金屬復(fù)合污染的相互作用定義為單元素作用、協(xié)助、競爭、累積和屏障作用（Wallace，1982年）。

通常情況下，因?yàn)橛兄嘟再|(zhì)的不同重金屬元素更容易對生態(tài)系統(tǒng)造成復(fù)合污染，而且不同重金屬之間的相互作用會隨著各自存在濃度的不同表現(xiàn)出特有的效應(yīng)模式。鎘鋅復(fù)合污染研究表明，土壤中的鋅元素濃度不同時，鋅元素與鎘元素對于水稻生理指標(biāo)的聯(lián)合作用效果存在差異。當(dāng)土壤中鋅元素添加濃度為100 mg/kg時，水稻生物量隨鎘元素濃度增加而不斷升高，鎘鋅之間在此濃度時表現(xiàn)出同向效應(yīng)；當(dāng)鋅元素添加濃度為200 mg/kg或者400 mg/kg時，水稻的生物量會因?yàn)殒k元素濃度的增加反而降低，鎘鋅之間存在駁斥效應(yīng)（周啟星等，1994年）。

在土壤中存在鉛鎘復(fù)合污染情況下，因?yàn)殂U元素可以爭奪鎘元素的土壤中的接觸點(diǎn)位，促使鎘元素活性增加，進(jìn)而產(chǎn)生同向效應(yīng)，使得土壤中鎘元素的生物有效性提升，導(dǎo)致土壤-植物系統(tǒng)中鎘元素的遷移轉(zhuǎn)化更容易發(fā)生。（王新等，2001年）。

土壤中元素的含量和其與共存元素相互之間效應(yīng)決定著生長在該土壤植株中的元素。研究表明，鎘、鉛、銅、鋅、砷生理毒性呈現(xiàn)出對水稻苗的劑量與效應(yīng)的正相關(guān)，表現(xiàn)出隨著重金屬添加濃度增加毒性作用越嚴(yán)重的現(xiàn)象。土壤環(huán)境中重金屬復(fù)合污染存在兩元素、三元素和多元素共存的各種組合形式。

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