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文檔簡介
1、土壤環(huán)境中重金屬和多環(huán)芳烴復合污染研究進展摘 要復合污染研究已成為環(huán)境科學發(fā)展的重要方向之一,重金屬和多環(huán)芳烴是土壤環(huán)境中的重要污染物,開展兩者復合污染研究,對于農(nóng)業(yè)環(huán)境生態(tài)安全具有重要意義。本文簡要論述了重金屬和多環(huán)芳烴在土壤環(huán)境中的各自行為及其產(chǎn)生途徑、復合污染體系中污染物的聯(lián)合作用,在此基礎上綜述了重金屬和多環(huán)芳烴在污染物研究進展,并對未來該領域需要進一步研究的科學問題進行了展望。關鍵詞:重金屬,多環(huán)芳烴,復合污染 advances of research on combined pollution of heavy metals with polycyclic aromatic hyd
2、rocarbons(pahs) in soil environmentabstractresearch on combined pollution has been one of the most important topics on development of the science of environment. for heavy metal and polycyclic aromatic hydrocarbons (pahs) are most common pollutant in soil, research on these two sorts of pollutant is
3、 of significance to the security of agricultural ecology. this essay mainly focuses on the actions and the generations of heavy metal and pahs in the soil and the combined effect of the pollutants. furthermore, it concludes the advances in research of interactions in trans-membrane, metabolism and d
4、etoxification processes of pollutant such as heavy metal and pahs and looks forward to the further research of this field.key words: heavy metal,pahs,combined pollution目錄前言1第1章 重金屬21.1概述1.2 重金屬的特點21.3土壤中重金屬的危害21.4重金屬在化學環(huán)境中的化學行為1.4.1土壤中重金屬的存在形態(tài).1.4.2土壤中重金屬的主要遷移轉(zhuǎn)化方式.1.5 土壤重金屬元素背景值研究1.5.1 重金屬環(huán)境背景值.1.5.
5、2影響土壤中重金屬環(huán)境背景值的因素第2章多環(huán)芳烴42.1概述42.2 多環(huán)芳烴的環(huán)境化學研究2.3 多環(huán)芳烴的污染2.4 土壤中多環(huán)芳烴污染的主要途徑4.5 多環(huán)芳烴污染物在土壤中吸附、遷移與轉(zhuǎn)化4.6 多環(huán)芳烴污染物在土壤中的降解第3章復合污染63.1復合污染概念的形成63.2 復合污染機理研究.3.2.1 競爭結(jié)合位點3.2.2 影響酶的活性3.2.3 干擾正常生理過程3.2.4 改變細胞結(jié)構(gòu)與功能.3.2.5 螯合(或絡合)作用及沉淀作用.第4章 土壤境中重金屬和多環(huán)芳烴復合污染 4.1 重金屬多環(huán)芳烴復合污染對土壤酶的影響.4.2 監(jiān)測土壤重金屬和多環(huán)芳烴復合污染的方法4.3污染土壤修
6、復的研究趨勢與展望.4.3.1 當前污染土壤修復研究的重點. 4.3.2前景與展望結(jié)論9謝 辭10參考文獻11附錄13外文資料翻譯14前言目前,全球污染物不斷增多,由于人類的活動所產(chǎn)生的環(huán)境污染物,一般可分為化學性(無機物為汞、鎘、砷、鉛、氰化物、氟化物等;有機物為有機磷、有機氯、多氯聯(lián)苯、酚、多環(huán)芳烴等)、物理性(噪聲、振動、放射性、非電離電磁波、熱污染等);生物性(主要有細菌、病毒、原蟲等病原微生物)。其中化學性污染物是主要的、大量的。 第1章 重金屬1.1 概述化學上跟據(jù)金屬的密度把金屬分成重金屬和輕金屬,常把密度大于4.5g/cm3的金屬稱為重金屬。如:金、銀、銅、鉛、鋅、鎳、鈷、鉻、
7、汞、鎘等大約45種。 從環(huán)境污染方面所說的重金屬是指:汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等生物毒性顯著的重金屬。對人體毒害最大的有5種:鉛、汞、鉻、 砷、鎘。這些重金屬在水中不能被分解,人飲用后毒性放大,與水中的其他毒素結(jié)合生成毒性更大的有機物或無機物。 圖111.2重金屬的特點大多數(shù)重金屬是過渡性元素,而過渡性元素的原子有其特有電子層結(jié)構(gòu),使其在土壤環(huán)境中的化學行為具有一系列特點。 (1)重金屬能在一定的幅度內(nèi)發(fā)生氧化還原反應,具有可變價態(tài);因重金屬的價態(tài)不同,其活性和毒性也不同。(2) 重金屬易在土壤環(huán)境中發(fā)生水解反應,生成氫氧化物,也可以與土壤中的一些無機酸反應,生成硫化物,碳酸鹽,磷酸鹽等。這
8、些化合物的容積都比較小,使得重金屬累計與土壤中,不易遷移,污染范圍擴大的可能性比較小,但卻使污染區(qū)域內(nèi)定的危害周期延長,危害程度加大。(3) 重金屬作為中心離子,能夠接受多種陰離子和簡單分子的獨對電子,生成配合絡合物;還可與一些大分子有機物,如腐殖質(zhì),蛋白質(zhì)等生成螯合物。難溶性的重金屬鹽,在少量游離重金屬離子生成絡合物和螯合物以后,其在水中的溶解度可能增大,進而在土壤環(huán)境中遷移,增大其污染危害的范圍重金屬的所有這些化學特性,決定了它在土壤環(huán)境中溶解特性的多變,進而影響到正哄金屬在土壤環(huán)境中的遷移特性多變。重金屬污染的主要特點,出了污染范圍廣,持續(xù)時間長,還有污染隱蔽性,而且無法被生物降解,并可
9、能通過食物鏈不斷地再生物體內(nèi)富集,甚至可轉(zhuǎn)化為毒害性更大的甲基化合物,對食物鏈中某些生物產(chǎn)生危害,或最終在人體內(nèi)蓄積而危害健康,重金屬的這一特性決定了其在污染和危害環(huán)境中的特殊作用。1.3土壤中重金屬的危害 土壤重金屬污染對環(huán)境產(chǎn)生的危害主要有下列途徑:(1) 受污染的土壤直接暴露在環(huán)境中,通過土壤顆粒等形式直接或間接的為動物或人所吸收(2) 通過雨水淋溶作用,土壤中的重金屬向下緩慢滲透,可能導致地下水的污染。(3) 外界環(huán)境條件的變化,例如酸雨,施加土壤添加劑等因素,提高了土壤中重金屬的活性和生物可利用性,使得重金屬較容易為植物吸收利用而進入食物鏈,對動物和人體產(chǎn)生毒害作用,并易向下遷移,導
10、致地下水污染。1.4 重金屬在化學環(huán)境中的化學行為1.4.1 土壤中重金屬的存在形態(tài)重金屬在土壤溶解中,主要以簡單離子,有機或無機絡離子的形態(tài)存在。土壤溶液的有機組分對重金屬離子的形態(tài)及其遷移能力有顯著影響,綜合已有的研究結(jié)果可以得出在存在有機組分的條件下,土壤溶液中重金屬形態(tài)特征如下 主要呈游離陽離子:co,mn,cd 中間狀態(tài):zn,ni; 主要成絡合態(tài):cu,pb,fe。 由于重金屬化合物化學性質(zhì)各異,土壤環(huán)境物質(zhì)組成復雜,以及土壤屋里化學性質(zhì)(ph,eh等)的可變性,乳糖中重金屬的賦存形態(tài)復雜。最近,大多數(shù)研究者在進行土壤重金屬形態(tài)分析時,多采用逐級提取法分離各種形態(tài),即用不同的浸提劑
11、連續(xù)提取,如tessier3連續(xù)提取法,將土壤環(huán)境中重金屬賦存形態(tài)分為(a)水溶態(tài)(以去離子水浸提);(b)可交換態(tài)或吸附交換態(tài)(以mgcl溶液提?。唬╟)碳酸鹽結(jié)合態(tài)(以naac hac為浸提劑);(d)鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)(以nh2oh hcl為浸提劑);(e)有機結(jié)合態(tài)(以h2o2為浸提劑);(f)殘渣態(tài)(以hcio4 hf消解化,1:1 hci提取)。不同賦存形態(tài)的重金屬,其生理活性和毒性均有差異。其中以水溶態(tài)和可交換態(tài)重金屬的遷移轉(zhuǎn)化能力最高,其活性,毒性和對植物的有效性也最大;殘留態(tài)重金屬的遷移轉(zhuǎn)化能力,活性和毒性最??;其他形態(tài)的重金屬介于其間。各種形態(tài)的重金屬之間,隨著土壤或外界環(huán)
12、境條件的改變可相互轉(zhuǎn)化,并保持著一定的動態(tài)平衡。水溶態(tài)重金屬在土壤中一般含量甚低,占總量的比例很小,但由于這部分很容易為生物所吸收,因而對生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義。1.4.2 土壤中重金屬的主要遷移轉(zhuǎn)化方式 重金屬在土壤環(huán)境中的行為和歸宿,包括遷移,轉(zhuǎn)化和持留,主要過程有物理,物理化學,化學和生物過程,其中的作用方式根據(jù)資料4可分為下列五種類型:(1)機械吸收作用 土壤是一個多空體系,能夠機械截留進入土壤后比其孔隙大的顆粒物,例如含有重金屬的礦物顆粒,使之不易淋失,這種作用稱為機械吸收作用。土壤越粘,則截留物質(zhì)的能力越強。但因其不能保存可溶性物質(zhì),所以不是土壤吸持重金屬的主要形式。(2)物理作用
13、土壤顆粒,特別是膠粒,具有巨大的表面能,能夠把分子態(tài)(包括液態(tài)分子和氣態(tài)分子)的重金屬吸附在土壤與溶液的界面上。這是一種物理現(xiàn)象,稱作物理吸收作用,也有文獻將其稱作表面吸附5或非極性吸附,因為重金屬離子是土壤膠體表面牢固吸附的。土壤質(zhì)地越細,腐殖質(zhì)含量越多,物理吸收作用越強。 另外,土壤溶液中水溶性的重金屬離子或絡離子,可以隨土壤中的水分從土壤表層移到深層,從地勢高處移到地勢低處,甚至發(fā)生淋溶,隨水流失遷移出土壤而進入表面或地下水體。更多的是重金屬通過多種途徑被包含于礦物顆粒中,或被吸附于土壤膠體表面上,隨土壤中的水分流動而被機械搬運,也可能以飛揚塵土的形式隨風遷移。在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)最顯著的物理
14、遷移過程,就是重金屬隨地表徑流而被沖刷。(3)物理化學作用 由于土壤膠體微粒是帶有不同電性的電荷,當它與溶液接觸時,便能吸附溶液中帶異性電荷的離子;與此同時,把土壤膠體上等當量的相同電荷的其他離子代換出來而達到動態(tài)平衡。這是一種物理化學現(xiàn)象,稱謂物理化學吸收作用,又稱作離子代換吸收作用,或離子交換吸附,有的文獻7也將其名為極性吸附。它是土壤吸收性能中最重要的一種方式。土壤膠體越多,電性越強,物理化學吸收作用也越強。(4)化學作用 化學作用主要包括吸附 解吸,溶解 沉淀,配合(螯合)作用,中和作用,氧化 還原作用等。實際上,吸附與解吸是化學作用和物理化學作用綜合作用的結(jié)果?;瘜W作用應當是指其中的
15、專性吸附作用。 土壤溶液中重金屬化合物的沉淀 溶解作用是重金屬化學遷移的重要形式,表現(xiàn)在可溶性鹽類得離子與土壤溶液中的離子,因化學反應生成難溶解的化合物而得以保持在土壤中,如何溶解磷酸鹽可被鐵,鋁,鈣等離子固定生成難溶性的磷酸鐵,磷酸鋁或磷酸三鈣。該反應一般可逆反應,當反應向溶解方向進行時,就使得部分重金屬從土壤中釋放出來,增強了重金屬化合物的活性,相反則增加重金屬在土壤中的持留,并可降低或減慢重金屬的活性和毒性。這種平衡不能僅用溶度積規(guī)則的一般原理進行描述,而需結(jié)合土壤的實際情況,考慮ph,eh,有機質(zhì),配位平衡,共沉淀,后沉淀等多種因素的影響。(5)生物作用 土壤環(huán)境中重金屬的生物作用,主
16、要是指植物通過根系從土壤中吸收某些化學形態(tài)的重金屬,并在植物體內(nèi)積累起來,這種遷移既可認為是植物對土壤的凈化,亦可認為是污染土壤對植物的危害,特別是植物富集的重金屬有可能通過食物鏈進入人體時,危害更嚴重,微生物對重金屬生物遷移的另一途徑6。植物根系從土壤中吸收重金屬并在體內(nèi)富集受多種因素的影響,其主要影響因素是重金屬在土壤環(huán)境中的容量和賦存形態(tài),一般水溶態(tài)的,簡單的絡離子最容易被植物所吸收,而交換態(tài)的絡合態(tài)次之,難容態(tài)則暫時不被作物所吸收,水溶態(tài),交換態(tài)重金屬含量高的土壤中,植物吸收的量也就越多。由于賦存重金屬的各形態(tài)之間存在動態(tài)平衡。因此,植物吸收重金屬的量也處于動態(tài)變化之中。土壤環(huán)境的酸堿
17、度,氧化還原電位,土壤膠體的種類,數(shù)量,不同的如讓類型等土壤環(huán)境狀況,直接影響到重金屬在土壤中的賦存悉尼港臺和他們相互間的比率關系,從而影響到植物對重金屬的吸收,進一步影響到重金屬在土壤中的生物遷移作用。 總之,重金屬進入土壤后,可被土壤膠體吸附,與土壤無機物,有機物形成配合物,或與土壤中其他物質(zhì)形成難溶鹽沉淀,或被氧化還原,或被植物及其他生物吸收。但吸附是重金屬在土壤中所發(fā)生的遷移轉(zhuǎn)化的重要控制過程,是許多重金屬離子從溶液轉(zhuǎn)入固相的主要途徑,重金屬在土壤中的活動性,分布和富集,在很大程度上取決于是否被土壤膠體所吸附以及吸附的牢固程度。1.5 土壤重金屬元素背景值研究1.5.1 重金屬環(huán)境背景
18、值 重金屬環(huán)境背景值得確定,是研究與評價環(huán)境中重金屬污染和制定環(huán)境質(zhì)量標準的前提和基礎,在環(huán)境科學和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面有著重要的作用。近40年來,國內(nèi)外在這一方面做了大量的工作。1961年,美國地質(zhì)調(diào)查局(gc)開始對本土土壤開展背景值的調(diào)查研究工作,1984年,美國發(fā)表美國大陸土壤及其地表物質(zhì)中的元素濃度專項報告;19781984年,日本開展了表層和底層土元素背景值的調(diào)查工作。 中國自20世紀70年代開展這方面的研究工作,但早期研究的區(qū)域范圍僅限于幾個重點城市和主要農(nóng)業(yè)區(qū)。1982年,國家科委將土壤背景值調(diào)查研究列入“七五”重點科技攻關課題,調(diào)查范圍則擴大到了除臺灣省以外的全國各省區(qū)8.9。19
19、88年,中國完成了全國土壤背景值的調(diào)查研究工作,發(fā)表了環(huán)境背景值數(shù)據(jù)手冊10,中國土壤元素背景值11等專著。 近十年來,國內(nèi)對背景值的研究幾乎遍布全國各地,而且研究材料也不局限在普通的土壤,有人研究了塔克拉瑪干沙漠地區(qū)土壤元素背景值12,以及渤海沉積物,紅海灣底質(zhì),湄洲灣海域底質(zhì)的重金屬元素背景值13-15。1.5.2 影響土壤中重金屬環(huán)境背景值的因素 關于影響土壤中重金屬環(huán)境背景值的因素,人們普遍認為,成土母質(zhì),土壤類型和土壤理化性質(zhì)是影響土壤中重金屬背景值的決定性因素,尤其是前兩個因素8。土壤中各元素的背景值,反映了在沒有污染的情況下,通過母質(zhì)的風化,并在成土的過程中發(fā)生的元素遷移轉(zhuǎn)化,因
20、此成土母質(zhì)的差異是引起土壤環(huán)境背景值差異的最主要因素。而不同的土壤類型是在不同或相同的母質(zhì)條件下,經(jīng)過不同的生物,氣候作用而形成的,因此,不同的土壤類型中的重金屬元素的背景值,反應了母質(zhì),氣候和生物等的共同作用,其差異性是必然的,土壤理化性質(zhì)對重金屬環(huán)境背景值的影響,主要表現(xiàn)在土壤質(zhì)地,ph值和有機質(zhì)量方面。一般地說,土壤質(zhì)地越粘重,土壤顆粒對重金屬的吸附能力越強,土壤中的重金屬背景值越高。ph值顯著影響土壤中的重金屬的遷移轉(zhuǎn)化能力,在ph較低的酸性土壤中,h+??墒怪亟饘匐x子從土壤顆粒中被解吸出來i,增加其活性和遷移轉(zhuǎn)化能力,因此,在酸性土壤中的重金屬含量常低于堿性土壤,如石灰?guī)r類母質(zhì)上發(fā)育
21、的土壤,重金屬背景值大多數(shù)較高。而土壤中有機質(zhì)含量與重金屬背景值的關系,視不同的土壤類型和不同的重金屬元素而異。余國忠等人21對黃山地區(qū)7種土壤中的cu,pb,ni,cr,co,hg,mn,f,zn,as等12中元素進行了研究,分析結(jié)果表明,在黃山地區(qū)的土壤中,背景值在分布上具有明顯的母質(zhì)控制規(guī)律,成土母質(zhì)影響最顯著,其次是土壤有機質(zhì),但mn,f,zn,as 4種元素受土壤ph值得作用比對土壤有機質(zhì)強烈,以as最明顯,即mn,zn等元素的背景值與有機質(zhì)含量關系不大。除此之外,有人認為,地貌和氣候條件也是影響土壤中重金屬背景值的重要因素,如魏復盛,陳靜生等人認為,母質(zhì)和氣候組合類型是決定地帶性土
22、壤微量元素含量的決定性因素,也有人認為,凡是和粘粒含量呈正相關的元素,其元素含量均由高地形部位向低地形部位增加,說明了地貌條件對重金屬元素含量的影響。第2章 多環(huán)芳烴2.1 概述多環(huán)芳烴(polycyclic aromatic hydrocarbonat pahs)是一類有機化合物的總稱,它們一般含有三個以上苯環(huán),具有相近的化學和物理性質(zhì),之中的許多化合物,如3,4-苯并蓖已被證明具有強烈的致癌性和致畸變性,是環(huán)境中最受重視的污染物之一。自然界中的許多碳氫化合物在不完全燃燒或裂解時,會產(chǎn)生大量的多環(huán)芳烴,環(huán)境中的多環(huán)芳烴主要來源于煤和石油的燃燒,一些人為的污染行為如燃燒垃圾,輸液和吸煙也會產(chǎn)生
23、較多的pahs。多環(huán)芳烴大部分吸附在大氣和水中的微小顆粒物上,大氣中的多環(huán)芳烴又可通過沉降和降水沖洗作用而污染土壤和地面水。2.2 多環(huán)芳烴的環(huán)境化學研究自從40年前發(fā)現(xiàn)pahs中的一些化合物的致癌性以來,關于多環(huán)芳烴的環(huán)境化學研究取得了很大的發(fā)展,為了調(diào)查pahs在環(huán)境中的種類和數(shù)量,特別是要弄清各個pahs的量,以研究其和癌癥發(fā)病率的關系,pahs的分析已成為環(huán)境分析中的一個重要的研究課題。2.3 多環(huán)芳烴的污染pahs污染源多,量大,且其降解速度較慢,因而在大氣,水,土壤,沉積物,甚至地下水,植物和食品中都發(fā)現(xiàn)有pahs或衍生物的存在,其種類多達數(shù)百種,存在形態(tài)主要為吸附態(tài)和游離態(tài)。濃度
24、范圍變化很大,常和其他有機物混在一起。多環(huán)芳烴大多吸附在大氣和水中的微小顆粒物上。大氣中的多環(huán)芳烴又可通過沉降和降水沖洗作用而污染土壤和地面水。但植物莖葉和籽實中的多環(huán)芳烴主要來自大氣。目前,對于環(huán)境中多環(huán)芳烴致癌性的全面研究還比較少,但對苯并(a)芘研究得較多。國內(nèi)外許多城市都把顆粒物上的苯并(a)芘列為經(jīng)常監(jiān)測的項目,它在大氣中的濃度一般達到每百立方米空氣中含零點幾微克到幾微克的水平。一般冬季高于夏季,因為冬季燒煤量增多,而有更多的苯并(a)芘凝聚在顆粒物上。多環(huán)芳烴在環(huán)境中的轉(zhuǎn)化和歸宿,目前還不清楚。一些研究表明,它在大氣中可由于陽光照射而分解,也可與其他物質(zhì)反應而轉(zhuǎn)化。這種轉(zhuǎn)化有的可以
25、使原來無致突變性的多環(huán)芳烴變?yōu)橛兄峦蛔冃缘模畿旁诙趸?no2)的作用下轉(zhuǎn)化為能致突變的 1-硝基芘。但有的轉(zhuǎn)化具有相反的效應。關于多環(huán)芳烴污染的危害,見多環(huán)芳烴污染與癌。2.4 土壤中多環(huán)芳烴污染的主要途徑 多環(huán)芳烴(pahs)污染是最常見的有機污染之一。研究表明居民取暖,焚化,內(nèi)燃發(fā)動機和工業(yè)活動,如焦炭生產(chǎn),油的精煉,鋁生產(chǎn),非鐵金屬的熔煉等都是pahs的主要來源。土壤是非常復雜的多相體系,污染物進入土壤后,通過稀釋,擴散和遷移等作用降低污染物得濃度;通過訴案件反應或氧化還原反應等改變污染物的形態(tài)和毒性,或污染物在膠體表面發(fā)生吸附或凝聚而被固持,抑或被生物或微生物降解,吸收與轉(zhuǎn)化,因
26、而土壤對外來污染物有一定的接納和緩沖能力,而土壤污染往往不易被直接發(fā)現(xiàn)。土壤中多環(huán)芳烴(pahs)的污染程度較重,工業(yè)發(fā)達地區(qū)尤為突出。土壤污染是造成水體與農(nóng)作物漏滲。污水灌溉是我國土壤多環(huán)芳烴污染的最主要方式,劉其松曾報道沈撫灌區(qū)撫順三寶屯四隊水稻田因30多年的石油污水灌溉而成為重污染農(nóng)地,1982年測得其多環(huán)芳烴總量020cm表層土高達631.9mg/kg,2035cm底層土為605.95mg/kg。宋玉芳等研究表明水稻長期污水灌溉可明顯增加土壤中多環(huán)芳烴發(fā)總量,且多環(huán)芳烴在土壤中行為與污染物理化性質(zhì)有關。大氣污染嚴重的地區(qū)土壤中多環(huán)芳烴含量亦較高,如苯并a芘(bap)主要吸附在煙塵顆粒物
27、上,且隨顆粒物飄散于環(huán)境各處。不同污染區(qū)土壤中多環(huán)芳烴含量的差異很大,農(nóng)村,城郊和市區(qū),工業(yè)區(qū)土壤中多環(huán)芳烴含量亦有很大區(qū)別。日本研究人員曾測得人煙稀少地區(qū)土壤中苯并a芘含量為0.0711g/kg,而大阪市區(qū)土壤中苯并芘則達1.194.93mg/kg,其主要原因是城市工業(yè)排出廢氣,廢渣與廢液,加之汽車廢氣,道路塵土及爐灶煙塵等均為其污染源。2.5 多環(huán)芳烴污染物在土壤中吸附、遷移與轉(zhuǎn)化 多環(huán)芳烴在土壤中的吸附是一種土壤與土壤水的分配過程,對環(huán)境行為有顯著影響,其吸附過程中土壤表面與多環(huán)芳烴的作用能量一是來自其作用范圍緊靠固體表面的化學力;二是來自作用距離較遠的靜電和范德華引力。多環(huán)芳烴在土壤中
28、的吸附存在“快”和“慢”兩個不同過程,最初的快過程是多環(huán)芳烴快速到達土壤疏水表面吸附;接著多環(huán)芳烴遷移到土壤基體中不易到達的部分,這一“慢”過程持續(xù)時間很長,直至土壤有機質(zhì)的吸附能力耗盡,并達到平衡為止。且這部分多環(huán)芳烴很難被生物降解和利用,由此可知其分配程度和多環(huán)芳烴和土壤物理化學性質(zhì)所決定,如多環(huán)芳烴水溶度,土壤顆粒大小,土壤有機碳含量,ph和溫度等。故其吸附程度影響多環(huán)芳烴在環(huán)境中生物化學行為,且是揮發(fā),光解,水解和生物降解等過程中的重要因素,并決定多環(huán)芳烴在環(huán)境中的命運。吸附作用對確定污染物對微生物的可給性具有重要意義,目前雖對吸附態(tài)多環(huán)芳烴能否被微生物利用存在爭議,但大部分研究認為微
29、生物主要是利用水中溶解的多環(huán)芳烴。weissenfels w d等分別對沙子和土壤中吸附的多環(huán)芳烴進行對比試驗結(jié)果表明,有機質(zhì)含量小的沙子對多環(huán)芳烴的的吸附量和吸附強度均小于土壤,而多環(huán)芳烴降解速率和降解量則相對高于土壤。何耀武等對熒蒽和菲在土壤中的吸附試驗研究結(jié)果表明,所測濃度范圍內(nèi)2種化合物在土壤中的吸附量主要取決于土壤有機質(zhì)含量。mcans j c 等,還測定了幾種多環(huán)芳烴在14種沉積物和土壤樣品中吸附的有機碳分配系數(shù)(koc值,其值為51718000000不等),表明苯并a芘及其他相似低溶解度多環(huán)芳烴分配到土壤有機質(zhì)中趨勢較強。故對多環(huán)芳烴污染處理時可考慮采用吸附法。 多環(huán)芳烴在環(huán)境中
30、不斷積累,其半衰期少則2個月,多則幾年。多環(huán)芳烴進入土壤后,由土壤表面污染進一步導致下層土壤污染,甚至地下水污染。多環(huán)芳烴在土壤中的遷移與轉(zhuǎn)化受揮發(fā),光解及生物降解等過程的影響,在光誘導,生物積累及生物代謝變遷過程中,多環(huán)芳烴一般轉(zhuǎn)化為酚類,醌類及芳香族羧酸類物質(zhì),有的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物甚至比原始多環(huán)芳烴更具毒性。多環(huán)芳烴大多吸附在大氣和水中的微小顆粒物上,大氣中多環(huán)芳烴通過降和降水沖洗作用而污染地面水及土壤。對多環(huán)芳烴在環(huán)境中的轉(zhuǎn)化和歸宿研究表明,大氣中多環(huán)芳烴可由陽光照射而分解,也可與其他物質(zhì)反應而轉(zhuǎn)化,天然水體中多環(huán)芳烴自凈主要是沉淀物對其吸附過程;而多環(huán)芳烴在土壤中亦產(chǎn)生化學反應。gunther
31、 f a等,durmishidz s.v.等,edward n.t.等。研究多環(huán)芳烴在黑麥草,鷹嘴豆,苜蓿和紫云英等植物體內(nèi)運移和代謝結(jié)果表明,多環(huán)芳烴可從植物根部運移到地上部,也可以從葉部運至根部。但ellwart p.,進行的大田試驗顯示大多數(shù)農(nóng)作物根系不吸收多環(huán)芳烴。植物對多環(huán)芳烴的吸收速率取決于植物種類和土壤中多環(huán)芳烴濃度,土壤中多環(huán)芳烴濃度越高,能吸收多環(huán)芳烴的植物其多環(huán)芳烴吸收量則越多。大部分研究表明,植物能部分代謝多環(huán)芳烴,這位植物修復土壤中多環(huán)芳烴提供了支持。影響多環(huán)芳烴在土壤中遷移的因素有土壤性質(zhì),多環(huán)芳烴濃度以及多環(huán)芳烴物理性質(zhì),多環(huán)芳烴在土壤中遷移深度(30cm左右)可用
32、相應模擬模型計算。2.6 多環(huán)芳烴污染物在土壤中的降解 揮發(fā),非生物丟失(如水解,淋溶)及生物降解作用等決定多環(huán)芳烴在土壤中歸宿,土壤多相系統(tǒng)中去除多環(huán)芳烴的主要過程即通過表面和亞表面土壤微生物降解。一些研究發(fā)現(xiàn)不飽和狀態(tài)下2種土壤中14種多環(huán)芳烴降解時,其揮發(fā)作用對多環(huán)芳烴的減少作用可忽略不計;非生物丟失對二,三環(huán)的多環(huán)芳烴又潛在意義,而對三環(huán)以上的多環(huán)芳烴揮發(fā)的非生物丟失均不起作用。grosser r j.等。用玻璃制的微宇宙裝置研究污泥土壤中多環(huán)芳烴丟失發(fā)現(xiàn),非生物過程只對少數(shù)四環(huán)及四環(huán)一下多環(huán)芳烴又影響。多環(huán)芳烴在土壤中有較高的穩(wěn)定性,其苯環(huán)數(shù)與其他生物可降解性明顯呈負相關系,故很少有
33、能直接降解高環(huán)數(shù)多環(huán)芳烴的微生物,微生物降解多環(huán)芳烴一般采用一多環(huán)芳烴為惟一c源、能源和將多環(huán)芳烴與其他有機質(zhì)進行共代謝兩種方式,氣單表明高分子量多環(huán)芳烴(一般為四環(huán)以上)由于可溶性差比較穩(wěn)定,其生物降解一般均以共代謝方式開始,真菌對三環(huán)以上多環(huán)芳烴的代謝也屬于共代謝,如果降解熒蒽的美麗小克銀漢霉菌、能降解苯并a芘的顯毛金孢子菌。現(xiàn)已受污染中分離出少數(shù)能礦化四環(huán)多環(huán)芳烴并一同作為惟一c源和能源的細菌,能降解芘和 的為1種紅球菌,能降解熒蒽的微生物假單胞菌和脫氮產(chǎn)堿菌。從共代謝角度系統(tǒng)研究多環(huán)芳烴的降解尚少見報道,由于共代謝c源于能源選取尚缺乏系統(tǒng)考慮,且試驗條件彼此差異很大,故難以建立描述不同
34、共代謝c源與不同環(huán)數(shù)多環(huán)芳烴關系的選擇優(yōu)化理論。多環(huán)芳烴的降解取決于微生物產(chǎn)生加氧酶的能力,這些酶一般對多環(huán)芳烴有特異性,故常需多種微生物降解多環(huán)芳烴。微生物的加氧酶有單加氧酶和雙加氧酶,微生物產(chǎn)生的單加氧酶能把一個氧原子加到底物中形成雙氧乙烷,進一步氧化為順勢雙氫乙醇,且雙氫乙醇可繼續(xù)氧化為兒茶酸、原兒茶酸和龍膽酸等中間代謝物,而后苯環(huán)斷開,形成琥珀酸、延胡索酸、乙酸、丙酮酸和乙醛。所有這些產(chǎn)物都被微生物用來合成其自身的細胞蛋白和能量,同時產(chǎn)生co2和h2o。多環(huán)芳烴的最初氧化,即苯環(huán)加氧是控制多環(huán)芳烴生物降解速度的關鍵步驟,此后降解進程加快,沒有或很少有中間代謝物的積累。但據(jù)報道中間降解物
35、與其母體化合物多環(huán)芳烴同樣具有致癌性和致突變性。好氧生物降解是目前普遍應用處理多環(huán)芳烴的技術12,多環(huán)芳烴在反硝化條件下可發(fā)生無氧降解,以硝酸鹽作為電子受體可降解萘、菲和熒蒽等13。多環(huán)芳烴是典型的憎水有機物(hocs),其難溶性使其生物有效性受到限制,這也是去除多環(huán)芳烴存在的主要問題。多環(huán)芳烴的生物降解取決于它們從固相向液相的遷移率,表面活性劑具有親水和親油基團,可防止油水之間互相排斥,并具有使其相互作用的功能,因此可增加疏水性物質(zhì)在水相中溶解度,以增加其生物可利用性,進而提高多環(huán)芳烴降解速率。故可利用表面活性劑對hocs的解吸和增溶作用,從而有可能達到快速修復污染土壤的目的。 影響多環(huán)芳烴
36、生物降解的因素很多,如多環(huán)芳烴和土壤固有性質(zhì)、接種微生物的影響、溫度、ph和土壤通氣狀況等,保持土壤中微生物降解活力和達到多環(huán)芳烴降解的最適條件,可通過加入石灰、營養(yǎng)鹽類和肥料并混勻土壤、強制通風等方法獲得。sehelton d.r.等,研究表明自然環(huán)境干濕交替過程可增加多環(huán)芳烴在土壤中吸附,從而降低多環(huán)芳烴菲的提取性和生物有效性。baqar r.z.等,研究表明土壤ph8時,多環(huán)芳烴菲的降解受抑。barbara研究證明溫度對土壤理化和生物過程導致的多環(huán)芳烴消失具明顯影響,溫度降低可抑制土壤微生物群生長發(fā)育,由此亦降低生化反應速率。故利用微生物降解應也別把握好處理溫度,就地處理比生物反應器更為
37、困難,可將帳篷狀加熱器置于處理床上提高處理溫度。環(huán)境中多環(huán)芳烴分布廣且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,單靠自然界自凈是遠遠不夠的。有研究指出,優(yōu)勢菌技術及生物強化技術有望接軍多環(huán)芳烴的污染問題。在多環(huán)芳烴治理過程中可利用優(yōu)勢菌固定化技術、投菌技術、生態(tài)肥技術及生物強化技術,對重污染區(qū)大氣、水及土壤中多環(huán)芳烴進行生物降解、以減緩環(huán)境中多環(huán)芳烴的積累速度。第三章 復合污染3.1 復合污染概念的形成復合污染 (combined pollution) 的概念是近年提出的。大多數(shù)作者均將該項研究稱之為相(交)互作用(interactive effect)。任繼凱5 (1982)使用了“復合污染”一詞,mac-nical3 (
38、1985)也使用了“聯(lián)合毒性效應”(joint toxic effect)和“復合毒性效應”(combined toxic effect)的提法,而概念的定義是由何永田4(1994)作出的,同時,他對于不同的宛然類型做了分類。但筆者認為,他的概念雖然指明了復合污染的原因、范圍,但似乎并未突出“復合”的特點,故筆者認為應該補充一句“這種污染是在共存的污染物或污染的聯(lián)合作用下造成的”為妥。3.2 復合污染機理研究3.2.1 競爭結(jié)合位點 物理化學性質(zhì)相近的各種污染物由于作用方式和途徑相似,因而在生態(tài)介質(zhì)(土壤、水體)、代謝系統(tǒng)及細胞表面結(jié)合位點的競爭必然會影響這些污染物共存時的相互作用,通常情況下
39、,對吸附位點的競爭對導致一種污染物從結(jié)合位點上取代另一種處于競爭弱勢的污染物,這種競爭的結(jié)果在很大程度上取決于殘余競爭弱勢的污染物,這種競爭的結(jié)果在很大程度上取決于參與競爭的各污染物的種類、濃度比和各自的吸附特性,致毒的污染物濃度比并不就是污染物總濃度的比值。 在土壤生態(tài)系統(tǒng)中,金屬離子間的相互作用發(fā)生在三個水平上:(1)底物水明;(2)吸收水平;(3)靶位水平。三個水平都存在金屬離子之間的位點競爭,第一個水平是指在土壤化學水平上金屬離子競爭性吸附的相互作用,導致了金屬在固相和水相同的分配,這一過程也改變了金屬離子的生物可利用性,使其生物可利用性與聯(lián)合毒性緊密相連,第二和第三個水平是金屬在生物
40、體吸收和生物體靶位點上的相互作用。posthuma等認為,土壤中發(fā)生的競爭性替換是發(fā)生在靶位點上聯(lián)合作用是最典型的作用過程,他們還認為土壤吸附金屬離子有一個順序,由于某些金屬的存在增加了毒性更大的金屬的可溶性,產(chǎn)生的聯(lián)合毒性會更大。 這種結(jié)合位點的競爭還會發(fā)生在生物體對污染物的吸收、轉(zhuǎn)運、積蓄和消除過程中、也會發(fā)生在酶通道和受體蛋白上,steward等研究發(fā)現(xiàn),cu、zn、pb、ni等會與cd一起競爭植物表面的吸收位點,從而影響植物組織對cd的吸收,sharma等認為高濃度混合的重金屬在生物體積蓄過程中常發(fā)生很強的拮抗作用,生物體內(nèi)的各種位點競爭常發(fā)生在各種表面,尤其是細胞膜和胞外結(jié)構(gòu)(如粘土
41、、細胞衣)上的結(jié)合位點。3.2.2 影響酶的活性 通過改變與代謝污染物有關的酶(系)的活性,影響污染物在生物體內(nèi)的擴散、轉(zhuǎn)化和代謝方式,從而可以影響污染物在生物體內(nèi)的行為和毒性。 酶活性的改變對復合污染物的代謝影響是直接而重要的,其中研究最多的是金屬結(jié)合蛋白(如 metallothionein)、混合功能氧化酶系和過氧化保護酶系,posthuma等27將金屬結(jié)合蛋白被特定金屬激活后表現(xiàn)出的作用視作金屬間的復合作用,缺少這些金屬會增加其他某些金屬的毒性,weltje等42發(fā)現(xiàn)cd可以誘導metallothionein的產(chǎn)生,而這一點可使眾多重金屬的吸收量增大。 特定酶(系)在某種污染物作用下的誘
42、導表達會改變生物體對另一類化合物的代謝行為也是復合污染的重要機理,willuhn等44發(fā)現(xiàn)溶液中濃度為0.1mg l- 1的cd(其lc50為9.0mg l- 1)會誘導生物體中半胱氨酸(cys)、crp蛋白(一種飛金屬硫蛋白)編碼基因的表達,從而減輕cu的毒性。 很多化合物 可阻抑生物體內(nèi)自由基的產(chǎn)生,從而減低過氧化脅迫,是其他共存的毒物的毒性降低,teisseire等17認為dcmu與cu之間的拮抗作用在于前者可消除由cu誘導產(chǎn)生的氧化脅迫,同時dcmu可促進如谷胱甘肽還原酶(glu-tathione reduetase)、抗壞血酸(aseorbic)、過氧化物酶(pod)等抗過氧化作用酶
43、的活性,提高了細胞抗氧化的能力,且這些物質(zhì)還可作為葉綠素中有害自由基的消除劑。3.2.3 干擾正常生理過程 復合污染通過干擾生物體的正常生理活動和改變有關生理化過程而發(fā)生相互作用,秦天才等28發(fā)現(xiàn),在含cd的培養(yǎng)液中加入pb會使植物根中游離氨基酸的累積增加,從而影響植物細胞的滲透壓,同時根中可溶性蛋白質(zhì)含量比單獨加入pb時下降快的多(一方面對已有蛋白質(zhì)的分解加快,另一方面新蛋白的合成受阻),從而表現(xiàn)更大的破壞作用。 污染物間的互相作用還會影響生物體對特定化合物的轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化、代謝等生理過程,kargin等12認為zn抑制cd在魚體中蓄積的機理在于前者可以抑制鰓對cd的吸收,而這一點是通過加速已2
44、攝入的cd向體內(nèi)器官轉(zhuǎn)移來實現(xiàn)的,niemala等36認為三丁基錫(tbt)和多氯聯(lián)苯(pcb)對魚體繁殖率表現(xiàn)出的拮抗作用與毒物在魚體中的蓄積和向卵中轉(zhuǎn)移有關。3.2.4 改變細胞結(jié)構(gòu)與功能 復合污染可以引起各種將生物體或有關內(nèi)含物與外界環(huán)境隔離開的生物學屏障在結(jié)構(gòu)和功能上的擾動,從而改變其透性及主動、被動轉(zhuǎn)運能力,fargasova等5發(fā)現(xiàn)有些金屬離子可改變細胞膜的滲透性,對植物根系造成顯著的損傷,stewart等34發(fā)現(xiàn)cu可改變原生質(zhì)膜中可溶性部分的滲濾性,從而造成細胞膜的損傷,使得膜體變的很脆弱,重金屬更易進入。 對細胞器結(jié)構(gòu)功能的改變也會影響復合污染物對生物體的毒性,moreau等
45、25認為菲對zn在生物體內(nèi)蓄積的拮抗作用可能是因為菲改變了溶酶體膜的穩(wěn)定性及功能,從而影響了溶酶體接觸zn毒害的作用,ensenbech等4發(fā)現(xiàn)暴露于3,4-二氧苯胺的魚體的肝細胞中粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穿孔,線粒體膨脹,溶酶體數(shù)量增多,加入林丹后,肝細胞變得更加肥大。3.2.5 螯合(或絡合)作用及沉淀作用 螯合(或絡合)作用可改變污染物得形態(tài)分布和其生物有效性,從而直接影響其毒性,sharma等31發(fā)現(xiàn)植物根部螯合劑的生成使得cu/cd、zn/cd等復合污染表現(xiàn)為加或拮抗作用。 有機螯合劑和被螯合物可形成生物體幾乎不能吸收、蓄積的螯合物形式,這一點是減毒的重要機制,金屬絡合物很難擴散通過魚鰓和其表皮,
46、因而其毒性將大大降低41。 復合污染物間形成沉淀會降低污染物的溶解性和生物可利用性,仁安芝等29研究發(fā)現(xiàn)嗎,因為cr2o與pb2+易形成沉淀,使得cr和pb在影響青菜種子生長時表現(xiàn)出拮抗作用,這可從加入不同摩爾比的cr和pb導致其拮抗作用大笑發(fā)生變化看出。 第四章 土壤環(huán)境中重金屬和多環(huán)芳烴復合污染4.1 重金屬多環(huán)芳烴復合污染對土壤酶的影響 重金屬多環(huán)芳烴復合污染對土壤酶的影響 土壤是環(huán)境的重要組成部分。他為動植物和微生物的提供了重要的棲息場所(riepert and wilke,1998),同時也是人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎。因此,土壤污染對人類危害性極大,他不僅直接導致作物的減產(chǎn),還能通過食用生
47、于農(nóng)業(yè)土壤上生長的作物及其加工品間接影響人體健康,甚至能通過對地下水的污染及污染的轉(zhuǎn)移構(gòu)成對人類生存環(huán)境多個層面上的不良脅迫和危害(kostecki p t et al.,2002)。 伴隨工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,土壤環(huán)境污染問題日益加劇。有關資料表明(朱蔭湄 等,1999;陳懷滿,1996):我國首重金屬污染的耕地多達2000萬公頃以上,每年出產(chǎn)重金屬污染糧食多達1200萬噸;此外,多換防停業(yè)是我國土壤環(huán)境中較為常見的一類重要有機污染物,全國主要農(nóng)產(chǎn)品多環(huán)芳烴超標率高達20%。在北京、上海、沈陽、廣州等許多重要城市,由被污染土壤及地下水所導致的癌癥等惡性疾病的發(fā)病率和死亡率比未受污染的對照地區(qū)
48、高出10多倍。而且,這兩類典型污染物的污染程度仍處于加劇之中??梢?,無論從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所面臨的嚴峻現(xiàn)實,還是從我國進入wto后國內(nèi)外市場的需求來看,加緊研究解決我國突然和農(nóng)產(chǎn)品污染的問題勢在必行4.2 監(jiān)測土壤重金屬和多環(huán)芳烴復合污染的方法14監(jiān)測土壤重金屬和多環(huán)芳烴復合污染的方法。步驟為:第一步,指示生物染毒。第二步,蚯蚓體腔細胞提取。第三步,待測細胞收集。第四步,待測細胞洗滌。第五步,待測細胞染色。第六步,測定細胞的成活率和早期凋亡率。第七步,根據(jù)細胞的成活率和早期凋亡率大小判斷土壤重金屬和多環(huán)芳烴復合污染程度。本發(fā)明通過分析蚯蚓體腔細胞的成活率和早期凋亡率大小判斷土壤重金屬和多環(huán)芳烴復合污染
49、程度,該方法靈敏高效、操作簡便、重復性好,尤其適用于對老工業(yè)基地中土壤重金屬和多環(huán)芳烴復合污染情況的檢測,對土壤中重金屬和多環(huán)芳烴復合污染有很好的預警作用。4.3污染土壤修復的研究趨勢與展望4.31當前污染土壤修復研究的重點我國土地污染的程度及其危害已十分嚴重。在現(xiàn)有基礎上進一步深入開展污染土壤修復理論與技術研究,建立符合我國實際的污染土壤修復體系,不僅可是我國環(huán)境科學與技術研究同國際前沿接軌,而且更可為我國大面積污染土壤的有效修復提供技術支持,具有重要的理論與實踐意義。針對土壤復合污染的實際,當前研究的重點應集中在生物修復技術的關鍵技術與生物方法同物理化學方法的結(jié)合上。(1)復合污染土壤的溶
50、劑淋洗/萃取微生物修復 篩選萃取劑,包括微生物菌液生物萃取劑、有機萃取劑、無機萃取劑、植物油脂萃取劑。并比較其對有機、無機污染物的萃取效果。 研究土壤類型及理化性質(zhì)對萃取效果的影響;不同萃取劑對不同類型污染土壤的修復效果,污染物從土壤向萃取液的轉(zhuǎn)移過程。 對于長期的污染土壤,研究封鎖與陳化程度對萃取的影響,不同萃取液和表面活性劑對土壤閉鎖污染物的活化和修復效果。 微生物方法作為萃取修復后續(xù)修復的可行性,包括土壤殘余萃取劑對微生物活性和修復效果的影響,萃取過程對殘余有機污染物生物可給性的效應,萃取工藝和生物修復工藝的最佳偶合方式。(2)優(yōu)勢降解微生物與土著微生物共存條件與固定化方法 研究引進微生
51、物同土著微生物的競爭機制和引進微生物的退化原因,探討引進微生物同土著微生物穩(wěn)定的共存條件和生態(tài)環(huán)境的調(diào)控因子。 將微生物細胞和酶固定化方法應用于污染土壤修復,研究用于有機復合污染土壤原位修復和異位修復的細胞固定化方法,篩選適合的固定化載體,比較復合污染條件下微生物的固定方式。 研究固定化條件下微生物的形態(tài)學與生理學特性,分析固定化介質(zhì)中污染物擴散以及同微生物作用的過程,建立微環(huán)境下生物膜反應動力學模型。 研究加氧酶、過氧化物酶、漆酶及其固定化在難降解有機物污染修復中的作用,探討其最佳固定化條件、催化活性、抗逆性以及在厭氧與兼性條件下對有機氯和多環(huán)芳烴的修復效果。研究過氧化酶催化修復土壤污染的最
52、適環(huán)境條。(3)高分子量多環(huán)芳烴與有機氯的光降解與生物修復聯(lián)合作用機理研究不同光譜對土壤多環(huán)芳烴和多氯聯(lián)苯降解效果差異,光源和光照強度對多環(huán)芳烴降解效果的影響,不同分子量多環(huán)芳烴和多氯聯(lián)苯對光降解的敏感程度,土壤介質(zhì)中多環(huán)芳烴等污染物光降解的反應動力學與主要中間產(chǎn)物,土壤礦物對光降解的催化作用與調(diào)控。探討土壤類型和污染物濃度對光降解效果的影響、環(huán)境條件對光降解的作用與影響、光降解同生物修復的最佳耦合條件。(4)復合污染條件下植物與微生物協(xié)同修復原理深入研究復合污染條件下植物與菌根真菌對典型有機污染物的修復作用,能同時降解多環(huán)芳烴和多氯聯(lián)苯菌根真菌的篩選。研究菌根真菌-宿主植物-菌根根際微生物對
53、污染物的協(xié)同作用機理,在烴類和聯(lián)苯類污染物存在下假薄壁組織的形成及其對污染物降解的作用,菌根根際微生物種群、密度、生理活性與穩(wěn)定性,不同污染物種類和濃度對菌根根際物質(zhì)和能量流動的影響,菌根對典型污染物降解的指示標記物。研究重金屬與多環(huán)芳烴負荷污染條件下菌根真菌對重金屬的抗性及特性表示指標,重金屬存在條件下菌根真菌對有機污染物的凈化功能,以及菌根真菌對有機無機復合污染的修復功能。4.3.2前景與展望 作為環(huán)境科學與技術領域的前沿,土壤環(huán)境中重金屬和多環(huán)芳烴復合污染研究必將推動其相關學科研究的開展,從而促進整個環(huán)境科學研究的快速發(fā)展。(1)若干重點污染物的土壤環(huán)境基準 應該看到,同水和大氣環(huán)境質(zhì)量
54、標準相比,土壤的有關標準仍然是不完善的。一些國家如美國、英國、德國、荷蘭等已經(jīng)給出一些重點污染的污染控制建議標準。而我國在這一方面則剛剛起步。隨著土壤污染和土壤污染修復研究的開展,人們必然會提出這樣的問題,即:土壤污染到何等程度即需要治理,治理到何等程度可結(jié)束等,這就必然提出若干重點污染物的土壤環(huán)境基準問題,特別是城市污染土壤不同用途的環(huán)境標準及其評價方法。對于污染土壤生態(tài)毒理學診斷和預警的深入,如用于土壤污染診斷的生物標記物研究等,也將是一個極大的推動。 (2) 環(huán)境微物學 微生物同污染物之間的相互作用對于生物修復來說是一個極為重要的問題,他包括了微生物對污染物的降解作用,微生物的解毒作用,
55、和微生物對污染物的毒激活作用,也包括了污染物的化學結(jié)構(gòu)與賦存狀態(tài)對微生物的影響,即污染物對微生物的毒性和不同污染物之間生物可利用性的差異。 (3)環(huán)境工程學 污染土壤修復研究的開展 ,對于環(huán)境工程學是一個有力的推動。他將成為一種新興環(huán)保產(chǎn)業(yè)。在一些國家,污染土壤和地下水修復已經(jīng)占環(huán)保產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的15%以上,并保持強勁的增長勢頭。我國是土地資源短缺的國家,土壤污染更加劇了短缺的嚴重程度。對已污染的土地資源開展有效修復,是解決這一問題的有效途徑之一。因此,本領域在我國有著良好的應用前景,我們應當發(fā)揮在這一領域中的優(yōu)勢,繼續(xù)深入開展污染土壤修復研究將科研成果盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,特別是發(fā)展以污染土壤修復的生物材料、修復設備與成套技術發(fā)展污染土壤修復環(huán)保產(chǎn)業(yè),為東北老工業(yè)基地振興和我國土地資源保護與可持續(xù)利用而貢獻力量。 結(jié)論【結(jié)論兩字格式不需修改。直接在標題下空一行添加內(nèi)容即可。】結(jié)論是對整個研究工作進行歸納和綜合而得出的總結(jié),對所得結(jié)果與已有結(jié)果的比較和課題尚存在的問題,以及進一步開展研究的見解與建議。結(jié)論要寫得概括、簡短。謝 辭【下空一行直接添加致謝內(nèi)容?!恐轮x應以簡短的文字對在課題研究和設計說明書(論文)撰寫過程中曾直接給予幫助的人員(例如指導教師、答疑教師及其他人員)表示自己的謝意,這不僅是一種禮貌,也是對他人勞動的尊重,是治學者應有的思想作風。文字要簡捷、實事求是,
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