我國(guó)農(nóng)田土壤重金屬污染危害研究

刁杰 朱瑞瑞

摘? ? 要：隨著我國(guó)工業(yè)和農(nóng)業(yè)快速發(fā)展，部分農(nóng)田土壤中的重金屬含量明顯超標(biāo)，生態(tài)系統(tǒng)中的生物和人類(lèi)均受到了極大威脅。介紹了我國(guó)農(nóng)田土壤中重金屬污染的危害，闡述了農(nóng)田土壤中的重金屬對(duì)微生物、動(dòng)物、植物和人類(lèi)的毒性效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田土壤;重金屬污染;生物毒性

文章編號(hào)： 1005-2690（2021）09-0068-02? ? ? ?中國(guó)圖書(shū)分類(lèi)號(hào)： X53? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： B

1? ?研究背景

我國(guó)金屬冶煉、礦山開(kāi)發(fā)、工業(yè)生產(chǎn)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等產(chǎn)生的重金屬污染物通過(guò)各種途徑進(jìn)入到農(nóng)田土壤中，使部分農(nóng)田土壤中的重金屬含量明顯超標(biāo)。與有機(jī)污染物不同，重金屬具有持久存在、不被生物降解、容易被富集和放大等特性，會(huì)破壞土壤的結(jié)構(gòu)和功能，危害動(dòng)植物的生長(zhǎng)、發(fā)育及種群數(shù)量和人體健康[1-2]。

2? ?重金屬對(duì)生物的毒性效應(yīng)

重金屬的生物毒性指生物體內(nèi)重金屬含量超過(guò)生物體的承受能力，破壞機(jī)體的生理功能并產(chǎn)生毒害作用。

2.1? ?重金屬對(duì)酶活性的抑制效應(yīng)

生物酶是生物體內(nèi)活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化功能的有機(jī)物，是機(jī)體維持正常生命活動(dòng)的主要參與者之一。進(jìn)入生物體內(nèi)的重金屬離子對(duì)酶的毒性效應(yīng)主要表現(xiàn)在以下方面：重金屬離子可與生物高分子發(fā)生強(qiáng)相互作用，使生物酶失去活性;直接作用于生物酶本身或與酶的活性部位相結(jié)合形成較穩(wěn)定的絡(luò)合物，降低生物酶的活性;抑制生物體內(nèi)酶的合成與分泌，降低生物酶的產(chǎn)量。重金屬對(duì)部分酶的毒性效應(yīng)如表1所示。

2.2? ?重金屬對(duì)微生物的毒性效應(yīng)

微生物通過(guò)分解土壤中的有機(jī)質(zhì)和動(dòng)植物殘?bào)w為農(nóng)作物的生長(zhǎng)和發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)，維系土壤的農(nóng)業(yè)生態(tài)功能。重金屬對(duì)微生物的毒性效應(yīng)表現(xiàn)為：不適應(yīng)重金屬污染的微生物出現(xiàn)數(shù)量減少、代謝活性受阻、種群數(shù)量減少或滅絕、區(qū)系結(jié)構(gòu)改變等現(xiàn)象;耐重金屬的微生物會(huì)成為優(yōu)勢(shì)物種，菌群數(shù)量增加，重金屬對(duì)部分微生物的毒性效應(yīng)見(jiàn)表2。微生物可以通過(guò)氧化還原、生物吸附和溶解吸收等作用改變重金屬的賦存形態(tài)，降低重金屬的生物毒性，減輕土壤重金屬污染[3-4]。研究表明，放線(xiàn)菌對(duì)重金屬最為敏感，其次為細(xì)菌、真菌。

2.3? ?重金屬對(duì)農(nóng)作物的毒性效應(yīng)

部分重金屬是維持植物正常生命活動(dòng)和生長(zhǎng)發(fā)育所必需的微量元素，但重金屬過(guò)量會(huì)影響植物細(xì)胞中葉綠素的形成，抑制植物的光合作用和呼吸作用，降低作物的產(chǎn)量，同時(shí)還會(huì)阻止作物根系伸長(zhǎng)、種子萌發(fā)，抑制植物生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖。陸干等（2017）通過(guò)水培試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，玉米葉片中葉綠素的含量隨著重金屬Pb濃度的增加而增加、隨重金屬Cu濃度的增加而減少。聶勝委等（2010—2011）通過(guò)研究大田重金屬脅迫下不同種類(lèi)小麥的生長(zhǎng)狀況發(fā)現(xiàn)，重金屬Hg、Cd、Cr、As、Pb抑制麥穗的生長(zhǎng)，重金屬Cr脅迫下明顯降低小麥產(chǎn)量。此外，大麥、水稻幼苗的根系伸長(zhǎng)隨著土壤中Pb含量的升高而降低，甚至停止生長(zhǎng)。在高濃度重金屬作用下，農(nóng)作物的光能轉(zhuǎn)化效率和凈光合速率顯著下降。玉米在重金屬Pb、Cu單一脅迫下的生物量變化不明顯，而在兩種重金屬?gòu)?fù)合脅迫下，隨著重金屬濃度的增加，其生物量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。

2.4? ?重金屬對(duì)人體的毒性效應(yīng)

人體通過(guò)呼吸、皮膚接觸和進(jìn)食等將重金屬吸收進(jìn)體內(nèi)并富集，引發(fā)多種疾病，危害身體健康。人體內(nèi)重金屬含量超標(biāo)會(huì)破壞組織器官的正常代謝，如重Hg、As超標(biāo)會(huì)造成細(xì)胞裂解、中樞神經(jīng)損傷、致畸和致癌概率增加;Cr、Pb超標(biāo)會(huì)引起高血壓和冠心病，以及生殖、神經(jīng)、骨骼等損傷;血液中Pb含量超標(biāo)會(huì)造成人體造血和神經(jīng)系統(tǒng)的損傷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致人體死亡。部分重金屬對(duì)人體的毒性效應(yīng)見(jiàn)表3。

3? ?結(jié)束語(yǔ)

農(nóng)田土壤重金屬污染會(huì)對(duì)人類(lèi)的生命和健康產(chǎn)生威脅。結(jié)合我國(guó)農(nóng)田土壤重金屬污染生物的毒性效應(yīng)等方面的內(nèi)容，系統(tǒng)介紹了重金屬對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中微生物、動(dòng)植物和人類(lèi)生命健康的毒性效應(yīng)，為有關(guān)人員提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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