土壤农药污染植物修复研究进展
土壤农药污染植物修复研究进展
朱雅兰
（湖北黄石理工学院环境科学与工程学院，湖北黄石435003）
摘要综述了土壤农药污染的植物修复技术，重点分析了植物对土壤农药污染的修复机理，介绍了影响植物修复的主要因素，并对植物
修复技术应用于农药污染土壤研究进行了展望。关键词农药污染；土壤；植物修复；进展中图分类号X53文献标识码A 文章编号0517－6611（2010）14－07490－03Research Progress on the Phytoremediation of Contaminated Soil by Pesticide ZHU Ya-lan （School of Environmental Science and Engineering ，Huangshi Institute of Technology ，Huangshi ，Hubei 435003）
Abstract The phytoremediation technology of pesticide-contaminated soil was summarized.The repair mechanisms of pesticide-contaminated soil
by plants were mainly analyzed.The main factors affecting plant restoration were introduced.And vegetation restoration techniques used in pesti-cide-contaminated soil study was forecasted.
Key words Pesticide pollution ；Soil ；Phytoremediation ；Progress
基金项目
黄石理工学院项目（2008XJ17）资助。
作者简介
朱雅兰（1964－），女，湖北黄石人，硕士，副教授，从事环境监测与环境工程的科研及教学工作。
收稿日期2010-02-01农药长期使用带来的土壤环境污染引起了国内外专家学者的普遍关注
［1］
。20世纪50年代开始，人们对农药的修
复进行了大量的研究。植物修复作为生物修复中的一种重要类型，
与传统的物理、化学修复方法相比较，具有投入低、治理效果明显、不易产生副作用、可恢复和建设生态环境的特点，
已经成为环境污染研究的一个热点［2－5］
，植物修复技
术即利用植物能忍耐和超量积累环境中污染物，
利用植物的生长来清除环境中污染物的方法
［6－8］
。植物修复农药污染
环境的机理很复杂，经历的过程可能包括吸附、吸收、转移、
降解、挥发等。植物修复的5种方式
［9－10］
：①植物提取。植物直接吸收有机污染物并在体内蓄积，植物收获后才进行处理。收获后可以进行热处理、
微微生物处理和化学处理。②植物降解。植物本身及其相关微生物和各种酶系将有机污染物降解为小分子的CO 2和H 2O ，
或转化为无毒性的中间产物。③植物稳定。植物在与土壤的共同作用下，将有机物固定并降低其生物活性，以减少其对生物与环境的危害。④植物挥发。植物挥发是与植物吸收相连的，它是利用植物的吸取、
积累、挥发而减少土壤有机污染物。⑤根际作用。利用植物根际圈微生物及根释放的各种酶的降解作用来转化有机污染物，降低或彻底消除其生物毒性，从而修复有机污染土壤。笔者拟就近年来国内外农药污染土壤的植物修复研究近况进行综述。1植物修复的机理
大量研究表明，植物对土壤中农药的修复主要有3种机
制
［11－13］
：
1.1植物的直接吸收和降解
植物从土壤中直接吸收有机
物，将没有毒性的代谢中间体储存在植物组织中，这是植物去除环境中中等亲水性有机污染物（辛醇－水分配系数log Kow =0.5 3）的一个重要机制。疏水有机化合物（log Kow >3.0）易于被根表强烈吸附而难以运输到植物体内，比较容易溶于水的有机物不易被根表吸附而易被运输到植物体内
［11，14－16］
。化合物被吸收到植物体后，植物根对有机物的吸
收直接与有机物的相对亲脂性有关。植物吸收有机污染物的途径及其影响因素一般认为，植物通过根部吸收有机污染物的途径有3条
［17］
：质外体、共质体和质外体－共质体。这
些化合物一旦被吸收后，
会有多种去向：植物可将其分解，并通过木质化作用使其成为植物体的组成部分，也可通过挥发、
代谢或矿化作用使其转化成CO 2和H 2O ，或转化成为无毒性的中间代谢物如木质素，储存在植物细胞中，达到去除环境中有机污染物的目的
［18］
。有机污染物直接被植物吸收
取决于植物的吸收效率、蒸腾速率以及污染物在土壤中的浓度。而吸收率反过来取决于污染物的物理化学特征、污染物的形态以及植物本身特性。蒸腾率是决定污染物吸收的关键因素，
其又决定于植物的种类、叶片面积、营养状况、土壤水分、环境中风速和相对湿度等［19－20］
。
1.2
植物释放酶的降解作用
植物可释放物质到土壤中，
包括酶及一些糖、醇、蛋白质、有机酸等。植物释放到根际土壤中的酶可直接降解农药等有机污染物。研究发现，某些能降解污染物酶来源于植物而不是微生物，人们利用植物根中的硝基还原酶对含硝基有机污染物进行降解，相似研究还发现植物中的脱卤素酶和漆酶可被用来降解含氯有机物。与植物酶有关的有机物降解非常快，致使化学污染物从土壤中的解吸和转移成为限速步骤
［20］
。
植物释放酶并可刺激根际微生物的活性，它们与脱落的根冠细胞一起为根际微生物提供重要的营养物质，促进根际微生物的生长和繁殖。并且，
其中的有些分泌物也是微生物共代谢的基质。研究表明：植物根际微生物明显比空白土壤
中多，这些增加的微生物能增加环境中的有机物质的降解。对多环芳烃降解的研究显示，植物使根际微生物密度增加，多环芳烃的降解增加。植物酶对各种杀虫剂、除草剂等外源有机物的降解起着重要的作用，但植物修复还需靠整个植物体系来实现。游离在土壤中的酶会在不利环境条件如不适宜的酸碱度、过高的金属离子浓度或细菌毒素等情况下被摧毁或钝化。而植物的生长可以中和土壤中的pH 、吸着或螯合重金属，酶被保护在植物体内或吸附在植物表面，不会受到损伤，从而保持其降解活性［23］
。
1.3
根际微生物的联合矿化作用
根际是受植物根系影响
的根—土界面的一个微区，
也是植物—土壤—微生物与其环责任编辑胡剑胜责任校对卢瑶
安徽农业科学，Journal of Anhui Agri.Sci.2010，38（14）：7490－7492，7500
境条件相互作用的场所，这个区与无根系土体的区别即是根系的影响。由于根系的存在，增加了微生物的活动和生物量，关于这方面有许多文章报道［24－26］。微生物在根际区和根系土壤中的差别很大，一般为5 20倍，有的高达100倍，这种微生物在数量和活动上的增长，很可能是使根际非生物化合物代谢降解的因素。而且植物的年龄、不同的植物的根，例如有瘤或无瘤，根毛的多少以及根的其他性质，都可以影响根际微生物对特定有毒物质的降解速率。根际微生物的群落组成依赖于植物根的类型（直根、丛根）、物种类、植物年龄、土壤类型以及植物根系接触有毒物质的时间。根际区的CO
2
浓度一般要高于无植被区的土壤，根际土壤的pH值与无植被的土壤相比较要高1 2个单位。氧浓度、渗透和氧化还原势以及土壤湿度也是植物影响的参数，这些参数与植物种和根系的性质有关。根系与土壤物理、化学性质不断地变化，使得土壤结构和微生物环境也不断变化。植物和微生物的相互作用是复杂的，互惠的。植物根表皮细胞和根细胞的脱落，为根际的微生物提供了营养和能源，如碳水化合物和氨基酸，而且根细胞分泌粘液（根生长穿透土壤时的润滑剂）和其他细胞的分泌液构成了植物的渗出物，这些都可以成为微生物重要的营养源。另外，植物根系巨大的表面积也是微生物的寄宿之处。微生物群落在植物根际区繁殖活动，根分泌物和分解物养育了微生物，而微生物的活动也会促进根系分泌物的释放。最明显的例子是有固氮菌的豆科植物，其根际微生物的生物量、植物生物量和根系分泌物都有增加。这些条件可促使根际区有机化合物的降解。植物促进根际微生物对有机污染物的转化作用，已被很多研究所证实。植物根际的菌根真菌与植物形成共生作用，有其独特的酶途径，用以降解不能被细菌单独转化的有机物。植物根际分泌物刺激了细菌的转化作用，在根区形成了有机碳，根细胞的死亡也增加了土壤有机碳，这些有机碳的增加可阻止有机化合物向地下水转移，也可增加微生物对污染物的化作用［27］。另有研究发现微生物对阿特拉津的矿化作用与土壤有机碳成分直接相关［28］。
2影响植物修复的主要因素
2.1农药污染物的物理化学性质土壤农药污染植物修复的效果直接决定于污染物的生物可利用性，并与污染物的物理化学性质如：H、Kow、分子大小、分子结构、半衰期及离解常数等有关。疏水性较强、蒸汽压较大的污染物主要一起抬形式通过叶面气孔或角质层被植物吸收，因此，土壤中半衰期小于10d、H>10－4的有机物不宜采用植物修复。污染物必须通过根系一层疏水性的硬组织带才能进入内表皮，达到管胞和导管组织，并进一步通过木质部向上转移。污染物的水溶性越强，通过硬组织的进入内表皮的能力越小，但进入内表皮后水溶性大的污染物更易随植物体内的蒸腾流向上迁移。污染物的分子量和分子结构会影响植物修复效率。植物根系一般容易吸收分子量小于500的有机化合物。分子量较大的非分极性有机化合物银杯跟表面强烈吸收不易被植物吸收转运。分子结构不同的污染物会引起对植物的毒害性不同而影响植物修复效率，如：氯代苯酚对农作物的危害随苯环上氯原子个数的增加而加大，在氯原子个数相同时，邻位取代毒性最大［28］。
2.2植物种类植物种类是植物修复的关键因子。如何寻找、选用土壤有机污染植物修复的特性植物是当前该领域的难点和前沿问题之一。不同植物的蒸腾作用强度不同，对污染物的稀释转运能力不同。另外，由于组织成分不同，不同植物的积累、代谢污染物的能力也不同。脂质含量高的植物对亲脂性有机物的吸收能力强。植物种类不同对污染物的稀释机制存在差异，即使同类作物间也会有所区别。植物不同部位累计污染物的能力不同，对多数植物来说，根系累计污染物的能力大于茎叶和籽实。植物不同生长季节，由于代谢活动强度不同，吸收污染物的能力也不同。植物根系形态对植物吸收污染物有显著影响，须根比主根具有更大的表面积，且经常处在表层，而土壤表层比下层含有更多的污染物，因此，须根吸收污染物的量高于主根。另外，根系类型不同，根面积、根分泌物、酶、菌根等的数量和种类都不同，导致根际对污染物的降解能力存在差异［28］。
2.3土壤性质土壤物理性质如：土壤颗粒组成、酸碱性、矿物质和有机质含量、土壤水分等，对植物吸收污染物具有显著的影响。土壤颗粒组成直接关系到土壤颗粒比表面积的大小，影响其对有机污染物的吸附能力，从而影响污染物的生物可给性。土壤酸碱性不同其吸附有机物的能力也不同。土壤矿物质和有机质含量是影响有机污染物可给性的最重要的两个因素。矿物质含量高的土壤对离子性有机污染物吸附能力较强，降低其生物可给性；有机质含量高的土壤会吸附或固定大量的疏水性有机物，降低其生物可给性。植物主要从土壤水溶液中吸收污染物，土壤水分能抑制土壤颗粒对污染物的表面吸附能力，促进其生物可给性；但水分过多，会因根际氧气不足而减弱对污染物的降解能力［28］。2.4共存有机物当前植物修复大多针对单一的农药污染物，实际环境往往是复合污染，其比单一农药污染的修复复杂的多，因此研究复合污染的植物修复更具有意义。对MTEB和BTEX复合污染的生物降解进行了研究，发现其降解过程是先降解MTBE，数小时后再降解BTEX，这是MTBE 的降解速度明显放慢，直到BTEX被彻底降解，MTBE的降解才得以继续进行［28］。
2.5气象条件影响土壤农药污染植物修复的气象条件主要有风、湿度和温度等。风和湿度会影响污染物的挥发及植物的蒸腾作用。温度对植物修复的影响主要表现为：①影响土壤中污染物的挥发。②影响植物气孔开合程度，从而影响其对污染物的叶面吸收作用。③影响土壤和植物对污染物的吸附和分配能力，因为污染物的土壤吸附和植物角质层分配过程均属于放热过程［28］。
3前景与展望
3.1高效修复植物的筛选针对不同种类和不同浓度的农药污染物，筛选对污染物耐受性强、去除率高、生物量大的植物，研究环境因素对其修复效果的影响。由于污染物的种类繁多，按常规方法去筛选符合要求的植物、微生物既要花费大量的时间，又要花费大量的人力和物力。有必要进行对农药污染物污染土壤环境的高效修复植物———微生物联合体的筛选技术研究。这一研究领域包括富集特定有机污染物
1947
38卷14期朱雅兰土壤农药污染植物修复研究进展
植物的筛选指标、方法建立以及运用分子生物学技术、从基因水平上来研究植物根际微域微生物多样性，如应用RAPD （随机扩增多态性DNA）分子生物学检测技术、以及ARDRA （Amp lified rDNA RestrictionAnalysis）和16s rDNA-PCR-DGGE技术，以精确发现降解特定有机污染物的微生物［11，29－33］。但是，转基因技术的环境安全性目前尚无定论，这还需要其他学科提供安全评估。由于环境中的污染物成分复杂，且常共同存在，因此筛选能同时耐受并降解多种污染物的超级植物也将是一个非常有意义的课题［11，21］。
3.2污染物的生物可利用性研究植物的修复效果很大程度上受污染物的生物可利用性影响，因为植物吸收和酶降解污染物的速度通常较快，污染物在土壤中的迁移就成为控速步骤。农药在土壤中与腐殖酸形成稳态的失去生物活性的农药结合残留，可能是导致植物修复中土壤中游离态农药减少的原因之一。据报道有90%的化学农药在土壤中会形成结合残留，其结合残留量可占施药总量的20% 70%［31］。因此，研究各种条件下土壤中农药等污染物的吸附———解吸机理将为修复方案的设计提供依据。在植物修复土壤农药污染时，选用合适的添加剂增溶污染物的研究还很少，今后应该加强这方面的研究［11］。
3.3污染物在植物体内的转化机理研究植物根系在遇到有毒有害有机污染物时，先会产生一种化感物质，这种物质诱导植物分泌特定的分泌物。因此，有必要对植物分泌特定根系分泌物的机理及其影响因素进行研究［30］。系统地研究污染物在植物体内的代谢转化机理对筛选修复用植物和制订修复方案有决定性作用。土壤基质中有害物质通过吸收与代谢从土壤中转移到植物组织，这种转移是否为有毒害物质的累积过程，有害化学物质如果未被生物降解而直接被植物吸收累积存在于植物体内，则对当地的野生动物和人类构成另一种潜在的威胁。深入研究农药等污染物在植物体内迁移、转化和代谢的动力学，确定控速步骤，以便控制修复效果，研究开发分析植物组织中污染物及其代谢产物的新型、高效可靠的分析方法与设备也是很有意义的课题［11，21，33］。3.4多种修复技术联合的研究植物的分泌物和酶有助于微生物的生命活动，而微生物的活动为植物提供各种营养成分，因此这两者能达到互助共进的境界，对污染物的降解和去毒化有着很大的潜力，但如何配置还是有待研究的热点与难点。土壤中一些动物的活动也可能改变污染物的存在形态以有利于植物的吸收和降解该污染物。研究表明，土壤中的一些大型土生动物如蚯蚓和某些鼠类，能吸收或富集土壤中的残留农药，并通过其自身的代谢作用把部分农药分解为低毒或无毒产物［32］。因此，建立植———微生物———动物的联合修复技术可能会大大提高土壤中污染物的清除效率。3.5其他植物修复影响因素的研究根际因子如根的生长状态、菌根和根瘤的存在、土壤养分条件、土壤通气性、以及土壤中许多化学过程等，都会影响植物修复的效果。研究根系的转化动态、根系释放有毒物质的可能性、根系分泌物的溶解性等课题对最大限度的发挥植物修复的效率都是很有意义的。另外耕作方式、施肥等因素也会影响植物修复的效果［21，33］。孙铁珩等在研究了有机肥对苜蓿草及水稻降解土壤中的PAHs和矿物油的影响后认为有机肥对不同植物和不同污染物的影响不同。深入研究各种因素对修复效果的影响对修复方案的制订有十分重要的作用，而这方面的研究还很少［34］。
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（下转第7500页）
现行各种方法在技术上是可行的，但大多尚不成熟，缺少理论体系支撑，且各有利弊，制约了其实际应用。2新型砾石填料污泥减量工艺2.1
工艺流程
以生物砾石为微生物载体的新型污水处理
工艺，
其处理流程为生活污水经初沉池沉淀后，由砾石生物处理系统底部入水，经生物降解处理后由反应器顶部溢流出水排放，
出水依据城市杂用水水质标准，需符合厕所便器冲洗或城市绿化要求（CJ 25.1-89），且达到剩余污泥零排放。工艺系统不需要污泥回流，且无二沉池和污泥处理设施，操作简单（图1）
。
注：1为储水池；2为恒流泵；3为曝气泵；4为恒温控制计；5为曝气头；6为砾石球；7恒温探头。
Note ：1，Tank ；2，Constant flow pump ，3，Aeration pump ；4，Constant
temperature controller ；5，Aeration head ；6，Gravel ball ；7，Con-stant temperature probe..
图1
砾石接触氧化反应器装置
Fig.1
The device of gravel contact oxidation reactor
2.2污泥减量机理整个工艺的技术特点在于填料的特殊
性，
系统运行过程中，石球特殊结构为生物膜提供了大量的生长空间，在连续曝气的情况下，其曝气区球体内外分别为缺氧和好氧环境，非曝气区球体内外分别为厌氧和缺氧环境。污水在反应器中经过好氧—缺氧—厌氧—再好氧—再缺氧—再厌氧等多次循环，
不仅可以在反应器中增加微生物的停留时间，
而且在污水流动方向上形成好氧—厌氧的反复藕合过程直至出水。在好氧阶段，微生物的好氧呼吸能够充分利用污水中的有机物质，
通过自身的新陈代谢活动转化为自身的组成成分和矿化物。同时大分子有机物及一些悬浮物质在好氧及缺氧区被水解为小分子有机物；与好氧呼吸相比，厌氧呼吸微生物的生命活动过程需要不断地从外界吸收营养物质，
通过代谢活动来维持自身生命活动的需要，使有机物浓度进一步降低。因此，在载体和垂直流动方向上，形成好氧—厌氧高度发达的微生物协同作用，其结果使废水中的有机物和悬浮固体有机物（包括剩余污泥）被完全分解，最终被转成无害气体和水。
有研究表明，在生物处理系统中存在着大量微型生物和原核生物菌群。微型动物主要包括鞭毛虫、肉足虫和纤毛虫。纤毛虫在运行良好的活性污泥（生物膜）系统中是优势菌种
［9］
。固着型的纤毛虫还可以分泌粘液，附着在凝絮体上
生长，从而有利于絮体的形成［10］
。系统内部微型动物数目
多、活性高，如轮虫、钟虫的大量存在是运行状况良好的指
示
［11］
。原核生物菌群分别为以好氧呼吸菌群和以厌氧水解发酵菌群为主的两大类菌群。两大相反环境多种原核生物的共存，
即原核生物的多样性存在，通过能量解偶联、共代谢及生物溶胞等过程，在使污水有机物降解的同时，达到了剩余污泥减量的目的。3
结语
随着城市化进程的不断加快，污水处理厂大量兴建，随之而来的是污泥的大量产生，将污泥减量化、资源化及无害化是解决污泥去向问题的主要途径，
其中以污泥减量化尤为重要。笔者在此论述的各种污泥减量技术都可以不同程度地实现污泥减量化，甚至达到剩余污泥零排放。特别是砾石
填料生物处理工艺，
其微生物生态系统发达，微生物反应速度快，污水处理达标，且省去了二沉池和污水处理设施，具有运行管理简单和运行成本低的特点，在未来污水处理事业中具有一定的可行性及推广性。参考文献
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－287.
（上接第7492页）
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植物修复案例
拿什么拯救重金属污染土壤？ “土壤中毒”不是耸人听闻，而是正在发生的事实。 在广西、云南、湖南等一些受到重金属污染区的土地上，原本正常生长的农作物会被超标的重金属毒死，人们难觅蔬菜和粮食的踪影。随着经济社会的发展，中国的土壤重金属污染日益严重。环保部此前估算的数据显示，全国每年因重金属污染的粮食高达1200万吨，造成的直接经济损失超过200亿元。国土资源部也称，目前全国耕种土地面积的10%以上已受重金属污染。 中国科学院地理科学与资源研究所陈同斌研究员告诉记者，因矿产资源采掘不当而使废弃采矿地大量裸露，并通过水流等途径污染农田，造成土壤中的重金属含量严重超标，直接影响到农作物的产量和品质，威胁人类健康。 他说，土壤污染问题的“弱势”,跟其隐蔽性和滞后性有关。大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观。比较典型的重金属污染物有砷、镉、汞、铬、铅、镍、锌、铜等，尤其是砷中毒的事件，我国每年都有报道。 但土壤的安全，又涉及人们的米袋子、菜篮子，事关人们的生命健康。因此，污染土壤的修复迫在眉睫。 ——谁来拯救—— 土壤重金属污染是全球面临的一个亟待解决的环境问题，传统污染土壤的修复方法不能从根本上解决问题。陈同斌研究员说，像淋洗法修复土壤，用化学溶剂对受污染土壤进行清洗，把重金属洗去，
这是比较彻底的解决办法，但是淋洗法除了耗费巨大和工程量大之外，还存在二次污染的问题。相对来说，借助植物特殊功能修复污染土壤的植物技术以其安全、廉价的特点正成为全世界研究和开发的热点。 陈同斌主持的“重金属污染土壤的植物修复技术”课题小组，在国际上率先开发出砷污染土壤的植物修复技术，并建立了第一个植物修复示范工程。他们的研究证实，蕨类植物蜈蚣草对砷具有很强的超富集功能，其叶片含砷量高达千分之八，大大超过植物体内的氮磷养分含量。 “植物修复可以细分成植物富集、植物稳定、植物阻隔等很多类型。但是目前植物修复的重点方向主要集中在以去除重金属为目的的植物萃取技术。植物修复萃取技术首先需要筛选和培育特种植物，特别是对重金属具有超常规吸收和富集能力的植物——俗称‘超富集植物’，种植在污染的土壤上，让植物把土壤中的污染物吸收起来，再将植物中的重金属元素加以回收利用。”陈同斌说，“大部分植物吸收的重金属都集中在根部，而超富集植物地上部分的吸收量要高于根系的吸收量。能成为超富集植物，一是植物在有毒重金属污染胁迫下生物量不能减少；二是植物吸收的重金属含量应该高于土壤中的含量。这样的超富集植物才具有实用价值，可以推广应用。” ■专家释疑 陈同斌：中国科学院地理科学与资源研究所环境修复中心主任，首席研究员、博士生导师、国家杰出青年基金获得者，是我国植
有机氯农药污染
有机氯农药及其对长江中下游的污染 摘要：1948年的诺贝尔医学奖授予发明剧毒有机氯杀虫剂DDT的瑞士化学家米勒。此后有机氯农药因其高效，应用十分广泛。直到上世纪70年代人们才意识到它的危害。但因历史上的滥用，有机氯农药至今仍然威胁着我们。我国作为农业大国，在上个世纪也大量使用过有机氯农药，这些有机氯农药残留现状如何？本文以长江中下游为例，探讨有机氯农药对环境的影响。 关键词：有机氯农药危害富集污染 引言：环境污染是人类当今面临的一大问题。发达国家近代人口急剧增长，随着工业的快速发展，城市化进程起步，大量人口离开土地，不再参与粮食的生产，这就要求提高农产品的产量以满足这些人口的需要。此时，化学农药随着工业化与科学技术的发展应运而生。其中有机氯农药就是曾经广泛使用的一种。这种农药效果好，制备成本低，且以当时的观点来看，有机氯农药对环境和人类的毒害小。因此包括我国在内的很多国家都曾大规模地采用有机氯农药。但有机氯农药的滥用对人类的健康造成极大危害，这种危害至今没有消除。接下来我们具体认识一下有机氯农药，并以长江中下游为例看看有机氯农药对环境的威胁。 有机氯农药的概念 有机氯农药是指在农业上用作杀虫剂、杀螨剂和杀菌剂的各种有机氯化合物的总称。属于高效广谱农药，包括脂肪族、芳香族氯代烃[2]，主要分为以苯为原料和以环戊二烯为原料的两大类。前者包括杀虫剂DDT和六六六，以及杀螨剂三氯杀螨砜、三氯杀螨醇等，杀菌剂五氯硝基苯、百菌清、稻丰宁等；后者如作为杀虫剂的氯丹、七氯、艾氏剂等[1]。 有机氯农药是第一代农药，以DDT和六六六的使用历史最为悠久[2]。DDT的化学名称为双对氯苯基三氯乙烷，因有分子中有两个氯苯基和三个氯又称为二二三。六六六的化学名称是1,2,3,4,5,6-六氯环己烷，因分子中有六个氯、六个碳和六个氢，所以俗称六六六。 DDT的结构式六六六的结构式 有机氯农药的性质 物理性质方面，常用的有机氯农药蒸气压低，挥发性小，停用后自然环境要经25～110年才能复原[6]。因此有机氯农药可以缓慢杀死很多害虫。同时，有机氯农药脂溶性强，水中溶解度大多低于1ppm，因此在使用六六六等农药时先将其溶解在煤油中，然后将煤油溶液在水中制成乳浊液。另外，有些有机氯农药，如DDT能悬浮于水面，可随水分子一起蒸发[2]。 化学性质方面，氯苯结构稳定，不易为体内酶降解，在生物体内消失缓慢。在土壤微生物的作用下的产物也像亲体一样存在着残留毒性，如DDT经还原生成DDD，经脱氯化氢后生成DDE，这两种也是后面研究中重点监测的产物。另一个重要性质是环境中的有机氯农药可以通过生物富集和食物链作用，随着食物链的向上扩展而富集，如虾在含0.005ppm滴滴涕的水中养七十二小时, 体内含量达0.14ppm。在美国密执安湖水中含有少量滴滴涕, 但通过食物链的富集, 滴滴涕在海鸥体内的含量为水内含量五千万倍等等[5]。 有机氯农药的应用历史 有机氯农药对虫类都有胃毒和触杀作用，如当昆虫爬行或停息在 DDT或六六六喷洒处，药物即可被昆虫表皮吸收，然后渗透到昆虫体内而将其毒死。20世纪40年代，因DDT和六
农药对土壤的影响污染及防治措施
农药对土壤的影响污染及防治措施
农药对土壤的影响、污染及防治措施 娄凯 （郑州大学水利与环境学院河南郑州 450001）摘要:阐述了中国农药生产及使用的现状,经过分析农药的基本情况、农药使用中存在的问题，农药对土壤环境污染的原因, 分析农药对土壤环境的危害，介绍土壤中农药的迁移转化规律,概括总结了解决土壤污染的防治措施。 关键词:农田土壤;污染; 防治措施 1949 年—1980 年世界粮食单产由1 000 kg/ hm2 提高到2 499 kg/ hm2 ,平均增长39 kg/ hm2 。其中科技对农业高速发展的贡献率为70 %以上。作为贡献的核心是良种、化肥、农药和灌溉。建国以来,中国的农药工业取得了很大的发展,并为中国农业的丰产、稳产作出了巨大的贡献,使中国的粮食总产量稳居世界首位。特别是近年来中国的农药出现了长足的进步。当前中国的农药产量已列世界第二位。有统计数字表明,中国经过对病虫草害的防治,每年可换回粮食损失150 亿公斤。但同时农药的过量使用也造成了严重的土壤污染问题。 1、农药的基本情况 农药, 是指用于预防、消灭或者控制危害农业、林业的病、虫、草和其它有害生物以及有目的地调节植物、昆虫生长的化学合成物或者来源于生物、其它天然物质的物质及其制剂。迄今为止, 世界各国所注册的1500 多种农药中, 常见的有300多种, 按农药
化学结构可分为有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯、有机氮化合物、有机硫化合物、醚类、杂环类和有机金属化合物等; 按其主要用途可分为杀虫剂(如澳氰菊酷、甲胺磷)、杀蜗剂(如杀瞒特)、杀鼠剂(如磷化锌)、杀软体动物剂、杀菌剂(如波尔多液)、杀线虫剂、除草剂(如除草醚)、植物生长调节剂(如助壮素)等; 按农药来源可分为矿物源农药(无机化合物)、生物源农药(天然有机物、抗生素、微生物)及化学合成农药, 而生物源农药又可细分为动物源农药、植物源农药和微生物源农药3类。 中国是发展中的农业大国、人口大国, 也是农药生产和使用大国。近年来中国农药总施用量达130 余万t( 成药) , 平均每hm2 施用接近15kg, 比发达国家高出一倍。而且在土壤中的残留农药量一般高达50%～60%。农药这一特殊用途化学物质问世以来, 在直接参与土壤生态环境生命过程中, 它为人类治理病虫害, 促进农作物的生长, 提高农作物的抗劣性能, 改进和提高农作物的品质, 但在此过程中所产生的一个不容忽视的问题是土壤生态环境问题, 它对社会发展所产生的不利因素值得反思和总结。 2、农药使用中存在的问题 2.1使用技术落后在农药的使用上存在着农药的品种和数量搭配不科学,使用器械落后等一些问题。农民缺乏科学知识和相应的农药使用管理措施。出现了滥用农药,随意加大用药量等现象,从而造成了包括农药对土壤污染在内的一系列污染问题。 2.2农药使用的品种结构不合理在中国的农药使用中,杀虫剂的比
土壤中的农药污染
土壤中的农药污染 我们每天都呼吸着空气，对空气很熟悉，我们每天的生活也离不开水，对于水我们同样不太陌生。但是我们最容易忽视的便是我们每天踩在脚下的土地。这片土地上适合的地方生长着维持我们生命必须的植物营养，然而人们为了自身的眼前利益，恶意破坏着一切生物赖以生存的基础----土壤。农药污染就是这厚度为两米左右的土壤的重要危害因素。 土壤中的农药污染及成因 农药对土壤的污染是指人类向土壤环境中投入或排入超过其自净能力的农药，而导致土壤环境质量降低，以至影响土壤生产力和危害环境生物安全的现象。农药对土壤的污染与施用农药的理化性质、农药在土壤环境中的行为及施药地区自然环境条件密切相关。 化学农药包括各种杀虫剂、杀菌剂、除草剂和植物生长剂等。农药作为农业生产的重要投入物对农业发展和人类粮食供给做出了巨 大的贡献。有资料表明，世界范围内农药所避免和挽回的农业病、虫、草害损失占粮食产量的1/3。然而长期大量的使用农药其污染及危害是极为严重的，农药对土壤、大气、水体的污染，对生态环境的影响与破坏已引起了世人的广泛关注。研究表明，施用农药的80％-90％最终将进入土壤环境，其行为包括：被土壤胶粒及有机质吸附；被作物及杂草吸收；随地表水径流或向深层土壤淋溶；向大气扩散、光解；被土壤化学降解或微生物降解。其中土壤吸附是导致农药在土壤中残留污染的主要行为是指在土壤作用力下使农药聚集在土壤胶粒表面，
使土壤颗粒与土壤溶液界面上的农药浓度大于土壤本体中农药浓度 的现象。吸附会降低农药的活性，影响药效的发挥，同时也阻滞了农药在土壤中的迁移和挥发。土壤的有机污染作为影响土壤环境的主要污染物已成为国际上关注的热点，有毒、有害的有机化合物在环境中不断积累，到一定时间或在一定条件下有可能给整个生态系统带来灾难性的后果，即所谓的“化学定时炸弹”。其他土壤有机污染物还包括氨基甲酸酯类、有机氮类杀虫剂和磺酰脲类除草剂,这些种类的农药毒性较低,但因使用范围扩大,其对土壤造成的污染亦不容忽视。 土壤中的农药污染危害 (1)土壤农药污染对农作物的潜在影响 主要是通过植物根系的吸收被转运到植物组织或收获的产品中，农药在植物体内残留影响植物的生长，进入收获品中则影响农产品的质量和使用价值。 （2）土壤农药污染对人畜健康的影响 当土壤中的残留农药被植物吸收通过农产品或者随着土壤表层饮用水进入人或动物体内，就会对人体的健康造成直接或间接的危害。影响人们的正常生活。 （3)土壤农药污染对土壤生物的影响 土壤生物主要包括细菌、真菌、原生动物和后生动物，它们是土壤性质及维持土壤生态系统平衡的关键。然而，大多数的农药对土壤生物都有一定的毒杀作用。农药影响土壤微生物的种群和种群数量，由于微生物数量的变化，土壤中的氨化作用、硝化作用、反硝化作用、
农药污染对土壤的影响与防治的综述
新疆农业大学 专业文献综述 题目: 农药污染对土壤的影响及防治 姓名: 马新华 学院: 资源环境学院 专业: 环境科学 班级: 环科０３２班 学号: ０３４２３２２３９ 指导教师: 孙霞职称:讲师 2007 年3月13日 新疆农业大学教务处制
农药污染对土壤的影响及防治 作者：马新华指导老师：孙霞 摘要：农药是重要的生产资料,在农业生产中发挥了积极的作用。随着使用量和使用年数的增加,农药对土壤产生了很多不良影响,甚至危害人体健康。本文在参阅大量文献资料的基础上简述了国内外农药污染土壤的现状, 综述农药污染对土壤的影响并介绍了目前国内外土壤农药污染的综合修复治理方法，包括物理—化学修复、化学修复、微生物修复和植物修复技术。 关键词：农药污染土壤影响修复 Influence and its control of Pesticide Pollution on the soil Author:Ma xinhua Instructor teacher:Sun Xia Abstract：Pesticide plays a very important role in agriculture development.With the increase of using years and application amount,it produse the harmful effect on the soil and people's health. This paper states briefly the present situation of soil polluted by pesticide and the impact on soil in China and reviews technologies of the comprehensive control of soil polluted by pesticide . including: physical chemical remediation, chemical remediation , bioremediation and phytoremdiation. Key word: Pesticide pollution Soil effect Remediation 前言现代农业生产中,化学农药在植物病虫害综合防治中占有重要地位。近年来，我国每年施用农药防治病虫草害3亿hm2，挽回粮食4300万t、棉花160万t,蔬菜4800万t、水果520万t，总价值5亿元左右。但农药的过量使用也造成了严重的环境污染问题。土壤作为植物生长的基质，是一种基本的的农业生产资料,土壤质量好坏直接关系到土壤的产出能力。因此，为了农业的可持续发展，必须在充分了解农药污染对土壤的影响基础上,及早预防土壤的污染和进一步污染。同时,对已经发生农药污染的土壤及早治理,以免污染进一步扩大到大气、水体或在食
重金属污染土壤的植物修复
立志当早，存高远 重金属污染土壤的植物修复 土壤是环境中特有的组成部分，是最宝贵的自然资源之一。在地球表面，土壤处于大气圈、岩石圈、水圈和生物圈之间的过渡地带，是生态系统物质交换和物质循环的中心环节，是连接地理环境各组成要素的枢纽，是人类赖以生存的必要条件。然而，各种人为因素如工业污泥、垃圾农用、污水灌溉、大气中污染物沉降，大量使用含重金属的矿质化肥和农药等等，使土壤遭受不同程度的破坏，致使原有土壤理化性质退化、丧失耕作价值，并危及食物链安全与人类自身健康。 我国城市与工业废水年排出镉、汞等重金属为2700 吨左右，且相当一部分污染物通过灌溉途径进入农牧业生产环境，污染了耕地。灌溉水源中的镉、汞、铜、锌等重金属一旦进入土壤，就会被农作物吸收，从而残留在农产品中。受污染的水源和农作物还会危及畜禽健康，使畜禽产品受到污染。 在造成环境污染的重金属中，危害最大的是汞、镉、铬、铅、砷等，毒性稍低的是镍、铜、锌、钴、锰、钛、钒、钼、铋等。汞进入人体后被转化为甲基汞，有很强的脂溶性，易进入生物组织，并有很高的蓄积作用，在脑组织中积累，破坏神经功能，无法用药物治疗，严重时能造成死亡。镉进入人体后，主要贮存在肝、肾组织中，不易排出，镉的慢性中毒主要使肾脏吸收功能不全，降低机体免疫力以及导致骨质疏松、软化，引起全身疼痛、腰关节受损、骨节变形，如八大公害之一的骨痛病，有时还会引起心血管疾病等。铅对人体也是累积性毒物，铅能引起贫血、肾炎，破坏神经系统和影响骨骼等。砷是一种类金属，也是传统的剧毒物。 植物修复是一门新兴的环境治理技术。广义的植物修复就是利用植物提取、吸收、分解、转化或固定土壤、沉积物、污泥或地表、地下水中有毒有害
农药污染对土壤的影响与防治的综述
可编辑 新疆农业大学 专业文献综述 题目:农药污染对土壤的影响及防治 姓名:马新华 学院:资源环境学院 专业:环境科学 班级:环科０３２班 学号:０３４２３２２３９ 指导教师:孙霞职称:讲师 2007 年 3月 13日 新疆农业大学教务处制
可编辑 农药污染对土壤的影响及防治 作者：马新华指导老师：孙霞 摘要：农药是重要的生产资料,在农业生产中发挥了积极的作用。随着使用量和使用年数的增加,农药对土壤产生了很多不良影响,甚至危害人体健康。本文在参阅大量文献资料的基础上简述了国内外农药污染土壤的现状, 综述农药污染对土壤的影响并介绍了目前国内外土壤农药污染的综合修复治理方法，包括物理—化学修复、化学修复、微生物修复和植物修复技术。 关键词：农药污染土壤影响修复 Influence and its control of Pesticide Pollution on the soil Author:Ma xinhua Instructor teacher:Sun Xia Abstract：Pesticide plays a very important role in agriculture development.With the increase of using years and application amount,it produse the harmful effect on the soil and people's health. This paper states briefly the present situation of soil polluted by pesticide and the impact on soil in China and reviews technologies of the comprehensive control of soil polluted by pesticide . including: physical chemical remediation, chemical remediation , bioremediation and phytoremdiation. Key word: Pesticide pollution Soil effect Remediation
土壤重金属污染植物修复研究报告现状与发展前景
土壤重金属污染的植物修复研究现状与发展前景①2007-05-27 17:08 土壤重金属污染的植物修复研究现状与发展前景①作者】桑爱云。张黎明。曹启民。夏炜林。王华。【英文作者】 SANG Aiyun1） ZHANG Liming1） CAO Qimin1） XIA Weilin1） WANG Hua2）<1 Tropical Crops Genetic Resources Institute。CATAS。Danzhou。Hainan。 2 College of Agronomy。SCUTA。Hainan 571737）。【作者单位】中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所。华南热带农业大学农学院。海南儋州。【刊名】热带农业科学 , Chinese Journal of Tropical Agriculture, 编辑部邮箱2006年01期 桑爱云1>② 张黎明1> 曹启民1> 夏炜林1> 王华2> (1 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所海南儋州571737。 2 华南热带农业大学农学院海南儋州571737> 摘要重金属污染是土壤污染中危害极大的一类, 重金属污染的防治及其修复是目前国际上研究的热点之一。综述了土壤重金属污染及其植物修复的方法, 概述了超富集植物的概念、植物修复的机制和方式, 系统阐述植物修复的应用前景和今后的研究方向。关键词重金属污染。植物修复。超富集植物分类号X5 3 Resear ch Advances and Development Prospect of Phytor emediation in Heavy Metal Contamination Soil SANG Aiyun1> ZHANG Liming1> CAO Qimin1> XIA Weilin1> WANG Hua2> (1 Tropical Crops Genetic Resources Institute, CATAS, Danzhou, Hainan 571737。 2 College of Agronomy, SCUTA, Danzhou, Hainan 571737> Abstr act Heavy metal contamination is extremely harmful in soil contamination. It is one of the research priorities in the world to control and remedy heavy metal contamination. Heavy metal contamination in soil and its phytoremediation are reviewed in this paper. At the same time, the definition of hyper-accumulated plants and the mechanism and measures of phytoremediation are described in detail. The perspectives in research and application of phytoremediation were expounded systematically. Keywords heavy metal contamination 。phytoremediation 。hyper-accumulator 热带农业科学CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE 2006 年 2 月第26 卷第 1 期Feb. 2006 Vol.26, No.1 ① 科技基础性工作和社会公益研究专项( 2004DI B3J073> 资助。
农药污染及防治措施
农药污染对土壤的影响及防治措施 农药作为农业生产的重要投入物对农业发展和人类粮食供给做出了巨大的贡献。有资料表明,世界范围内农药所避免和挽回的农业病、虫、草害损失占粮食产量的1/ 3。然而长期大量的使用农药其污染及危害是极为严重的,农药对土壤、大气、水体的污染,对生态环境的影响与破坏已引起了世人的广泛关注。土壤是人类赖以生存的物质基础,更是农业生态系统物质与能量交换的枢纽,研究和探讨农药在土壤环境中的行为规律及土壤污染机制将有助于发挥农药在农业生产中的积极作用,并采取科学的手段消除或弱化农药对土壤乃至农业生态系统及人类健康的影响与危害。土壤农药污染是一全球性问题。在我国,受农药使用历史、施用技术以及产品结构等因素影响,土壤农药污染较为严重,成为制约食品安全与农业可持续发展的桎酷。 1.农药对土壤的影响 1.1.农药对土壤的污染 农药对土壤的污染是指人类向土壤环境中投入或排入超过其自净能力的农药,而导致土壤环境质量降低,以至影响土壤生产力和危害环境生物安全的现象。农药对土壤的污染与施用农药的理化性质、农药在土壤环境中的行为及施药地区自然环境条件密切相关[1]。农药的理化性质是农药对土壤污染的重要因素之一。建国初期至20世纪70年代我国使用的无机类、有机氯农药的性质极稳定,不易分解,尤其有机氯农药水溶性高、脂溶性低,表现高残留、易迁移的特性,致使此类农药禁用近20年后全国大部分地区土壤中仍有残留[2]。如1992年国家环保总局测试表明,江苏南通棉区土壤中DDT最高残留量仍达1123 mg/ kg。换代产品有机磷、氨基甲酸脂类、有机氮类杀虫剂和磺酰脲类除草剂的使用,相对缓解了土壤污染的程度,但污染范围却由于农药使用范围的扩大而扩大,污染形势亦不容乐观。1.2.农药污染土壤的途径 农药污染土壤的主要途径：一是施用于田间的各种农药大部分落入土壤中，附着于植物体上的部分农药因风吹雨淋落入土壤中；二是使用浸种、拌种等施药方式，或是将农药直接撒于土壤中，造成污染的累积；三是近年来采用喷射方法（如飞机喷射）使用农药，估计有50％以上的农药从叶面落入土壤，也有大量的农药撒在或蒸发到空气中，一旦降雨，随雨水降落到土壤中，污染土壤[3]。 1.3.农药使用中存在的问题 (1) 使用技术落后在农药的使用上存在着农药的品种和数量搭配不科学,使用器械落后等一些问题。 (2) 农药使用的品种结构不合理在我国的农药使用中,杀虫剂的比例较大,而除草剂的用量较小,我国农药使用的方向无疑是加大除草剂的用量,因此在防治农药污染方面应充分考虑到这一点。 (3) 农药质量问题较突出这是造成农药对土壤污染问题的重大隐患之一。 (4) 缺乏农药的安全性评价我国目前几乎没有关于农药商品安全性方面的控制措施,这与发达国家有很大的差距。 [4] 1.4.污染效应 我国土壤农药污染效应有三大特点。(1).污染面积大。随着我国农业发展,农药使用量陡增。据统计,我国农药施用面积达2. 8 亿公顷以上,年施用量50 ～60万吨[ 5 ]。由于农药利用率极低,只有10% ～20%为植物吸附, 50% ～60%残留于土壤中,又因我国农药结构单一,农药产品中杀虫剂占70% ,有机磷又占70% ,造成
有机氯农药污染土壤的植物修复机理研究进展
第10卷第6期现代农药Vol.10 No.6 专论与综述 有机氯农药污染土壤的植物修复机理研究进展 董洪梅，万大娟* （湖南师范大学资源与环境科学学院，长沙 410081） 摘要：受有机氯农药污染土壤的植物修复是一项具有广泛应用前景的技术，对其修复机理的探讨有助于深入研究修复技术与应用推广。综合分析植物修复受有机氯农药污染土壤的机理，主要体现在：植物直接吸收和转运有机氯农药；植物释放分泌物去除有机氯农药；植物微生物联合体系对有机氯农药的转化。 关键词：有机氯农药；吸收；分泌物；联合修复 中图分类号：TQ 450 文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.1671-5284.2011.06.002 Mechanism on Phytoremediation of Contaminated Soil with Organochlorine Pesticides DONG Hong-mei, WAN Da-juan* (School of Resources and Environment Science, Hunan Normal University, Changsha 410081, China) Abstract: Phytoremediation of contaminated soil with organochlorine pesticides is a technology which has wide foreground. The study on mechanism of phytoremediation will help us to promote the study and application deeply. The results of comprehensive analysis on phytoremediation of contaminated soil with organochlorine pesticides were as follows: plant absorbed and transported organochlorine pesticides directly; plant released exudates to remove organ chlorine pesticides; the systems of plant and microorganism transformed organochlorine pesticides. Key words: organochlorine pesticide; absorb; exudate; combined remediation 植物修复是利用植物的生长吸收、转化、转移等功能来净化土壤中污染物的一种修复技术，是一项公认的具有潜力的、优美的、自然的生物修复方式。污染土壤的植物修复作为当前环境污染控制研究的热点，受到了国内外专家学者的普遍关注。 国外对植物修复的研究较多，有的已展开原位修复并达到商业化水平[1]。美国于20世纪80年代就广泛进行植物修复研究，而我国则起步较晚，工作多偏重于重金属污染土壤的修复，有关农药污染土壤修复的报道较少。安凤春等人的研究显示，在DDT污染浓度为0.125 mg/kg的土壤中种植10个品种的草本植物，发现不同品种的草对同种农药吸收与富集能力不同，同一品种的草对不同农药吸收与富集能力也有差异[2]。 植物修复受重金属污染土壤的机理往往是寻找能够超累积或超耐受该有害重金属的植物，将金属污染物以离子的形式从土壤中转移至超累积或超耐受植物的特定部位，再将富集了重金属的植物进行处理。而植物修复受有机氯农药污染土壤的机理要复杂得多，在修复中经历的过程可能包括吸附、吸收、转移、降解、挥发等，是一种原位处理污染土壤的方法，具有操作简单、应用成本低、生态风险小、对环境的改变少等特点。植物在其生长周期中，对周围发生的化学、物理和生物过程都会产生深远影响，在吸收营养物质、生长发育、衰老死亡以及完全腐解等过程中，植物都能不断地改变着周围环境。综合分析植物修复受有机氯农药污染土壤的机理，主要有3种：植物直接吸收有机氯农药后转移或分解；植物释放分泌物和特定酶降解土壤环境中的有机氯农药；植物促进根际微生物对土 收稿日期：2011–06–07；修回日期：2011–07–02 基金项目：湖南省自然科学基金 (09JJ6025)；湖南省高等学校科学研究项目 (10C0933) 作者简介：董洪梅 (1985—)，女，山东省滕州市人，在读硕士研究生。专业方向：环境污染控制。通讯作者：万大娟。E–mail：dajuanwan@https://www.wendangku.net/doc/0d10690601.html,
土壤重金属污染的植物修复
土壤重金属污染的植物修复 3 屈 冉1,2 孟 伟1 李俊生 133 丁爱中2 金亚波 3 (1中国环境科学研究院,北京100012; 2 北京师范大学水科学研究院,北京100875; 3 广西大学农学院,南宁530005) 摘 要 土壤重金属污染的危害范围广泛,使用传统的物理和化学修复方法成本高,对环 境扰动大,而利用植物修复的效果较为明显,易于操作。本文论述了土壤重金属污染的单一植物、植物与微生物联合、植物与化学方法相结合的修复方法,着重介绍了重金属超富集植物的研究和植物体内螯合肽(PCs )的合成。生物螯合剂的应用及土壤重金属污染的动物、植物和微生物的联合修复将是未来研究的热点。关键词 土壤污染;重金属;植物修复中图分类号 X131.3 文献标识码 A 文章编号 1000-4890(2008)04-0626-06Research progress on phytore m ed i a ti on of heavy m et a l con t am i n a ted so il 1QU Ran 1,2 , ME NG W ei 1,L I Jun 2sheng 1,D ING A i 2zhong 2,J IN Ya 2bo 3(1 Chinese R esea rch A cade m y of En 2 vironm ental Sciences,B eijing 100012,Ch ina;2 College of W ater Sciences,B eijing N or m al U niver 2 sity,B eijing 100875,Ch ina;3 A g ricultu ral College of Guangxi U niversity,N anning 530005,Chi 2na ).Ch inese Journal of Ecology ,2008,27(4):626-631.Abstract:The conta m inati on har m by s oil heavy metals is extensive .The cost of traditi onal phys 2ical and che m ical re mediati on methods is expensive .Moreover,the disturbance of traditi onal methods on envir onment is severe .It has been p r oven that phyt ore mediati on ismore effective than other methods and easily operated .This paper discussed the phyt ore mediati on technique of single p lants,co mbinati on of p lants and m icr obes,as well as combinati on of p lants and che m ical treat 2ment,and e mphatically intr oduced the research of hyperaccumulati on p lant and the synthesis of phyt ochelatin (PCs ).It is f orecasted that future disquisitive e mphases are the app licati on of bi o 2chelat or al ong with co mbinati on re mediati on of ani m als,p lants and m icr obes .Key words:s oil conta m inati on;heavy metal;phyt ore mediati on . 3国家自然科学基金项目(30440036)和中国环境科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务专项资助项目(30770306)。33通讯作者E 2mail:meng wei@craes .org .cn 收稿日期:2007206224 接受日期:2007212203 土壤是人类及众多生物赖以生存繁衍发展的物 质基础之一。污染物通过水体、大气间接或直接进入土壤中,当其积累到一定程度、超过土壤自净化能力时,土壤的生态服务功能将降低,进而对土壤动、植物以及微生物产生影响。重金属是土壤重要污染物之一。粗略统计,在过去的50年中,排放到全球环境中的Cr 212×104 t 、Cu 9139×105 t 、Pb 7183×105 t 和Zn 1135×106t,其中大部分进入土壤,致使 世界各国土壤出现不同程度的重金属污染(Singh,2003),中国土壤的重金属污染也十分严重(王新和周启星,2004)。土壤中的重金属离子可以作为中 心离子与土壤中的水、羟基、氨以及一些有机质中的某些分子形成螯合物,并在土壤中迁移转化,易于被植物或微生物吸收利用,继而通过食物链进入人体,引起各种生理功能改变,导致各种急慢性疾病,如慢性中毒、致癌和致畸等。因此,有必要开展土壤重金属污染的生态修复。 传统的土壤重金属污染修复技术有排土填埋法、稀释法、淋洗法、物理分离法和化学法等。在20世纪80年代初期,土壤重金属污染的植物修复开始起步,目前关于这方面的研究比较多,是一项有发展前景的修复技术。与传统的处理方式相比,植物修复的主要优点是成本低,处理设施简单,适合大规模的应用,利于土壤生态系统的保持,对环境扰动小, 具有美学价值等特点。植物修复是生物修复(bi ore 2 生态学杂志Chinese Journal of Ecol ogy 2008,27(4):626-631
农药对土壤的污染及其防治措施
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/0d10690601.html, 农药对土壤的污染及其防治措施 作者：陈刚刘西超王静 来源：《现代农业科技》2013年第10期 摘要介绍了农药的种类及毒害和农药在土壤中的存在状况，分析农药的污染，提出防止 农药对土壤污染的措施，以减少农药对土壤和生物造成的危害。 关键词农药；土壤污染；防治措施 中图分类号 X153.61 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）10-0218-01 土壤污染近年来逐渐引起了人们的重视。土壤污染的来源主要是城市和工矿企业的“三废”、施入农田的农药、化肥以及人类生活中所产生的废物。引起土壤污染的物质中，有些本来并非有害，而是由于进入土壤的数量多，达到毒性水平，才破坏了土壤内部以及土壤和其他生态系统的自然平衡，从而对人和其他生物产生有害的影响[1]。 1 农药种类及毒害 农药依杀灭的生物对象不同，分为杀虫剂、灭菌剂、杀鼠剂、杀线虫剂和除草剂。其中，以杀虫剂、灭菌剂和除草剂使用量最多，最容易引起环境和土壤污染。 1.1 杀虫剂 杀虫剂按其化学成分可以分为有机氯、有机磷和氨基甲酸酯杀虫剂。有机氯杀虫剂如六六粉、滴滴涕，毒性强、药效长，但不易被生物降解，我国已禁止使用。有机磷杀虫剂一般容易被微生物降解，因此它们在土壤中（以及水中）存在较少，但其对人体的毒性比有机氯杀虫剂大，使用要特别谨慎。氨基甲酸酯杀虫剂对哺乳动物的毒性较低，并且具有易被生物降解的优点，是目前推荐使用的良好杀虫剂。 1.2 灭菌剂 灭菌剂使用总量比杀虫剂少很多，灭菌剂的种类有含铜、硫的无机灭菌剂、有机磷灭菌剂和有机氯灭菌剂等。它们对土壤影响与杀虫剂基本相同。 1.3 除草剂 多数除草剂可以被微生物降解，对哺乳动物毒性较低，但对鱼类有毒性。 2 农药在土壤中的存在状况
根际环境与土壤污染的植物修复研究进展
生态环境 2003, 12(1): 76-80 https://www.wendangku.net/doc/0d10690601.html, Ecology and Environment E-mail: editor@https://www.wendangku.net/doc/0d10690601.html, 基金项目：广州市科技计划项目（2001-J-011-01）；华南理工大学自然科学基金项目（E52020） 作者简介：张太平（1967－），男，博士，讲师，从事污染生态学与环境生物技术的研究。 根际环境与土壤污染的植物修复研究进展 张太平，潘伟斌 华南理工大学环境科学与工程系，广东 广州 510641 摘要：土壤污染的植物修复通常与植物根际微生物紧密相关，根际微生物群落变化与土壤污染物在根际环境中的动态，可能是对土壤污染成功进行植物修复的基本过程。可见根际环境在土壤污染的植物修复中具有明显的重要作用。文章介绍了有关重金属在根际环境中的动态、有机污染物在根际环境中的降解转化、土壤重金属污染与土壤有机污染的植物修复研究进展。 关键词：根际环境；土壤污染；植物修复 中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2003）01-0076-06 根际环境(rhizosphere)是指与植物根系发生紧密相互作用的土壤微域环境，是植物在其生长、吸收、分泌过程中形成的物理、化学、生物学性质不同于土体的、复杂的、动态的微型生态系统。它是土壤圈、水圈、大气圈和生物圈相互作用的结果。从环境科学角度来说，根际环境是重要的环境界面，因而成为当前土壤与环境科学研究中的一个热点[1]。根际环境的研究主要集中在两个方面，一是农业方面，探讨根际的物理、化学和生物环境与作物生长发育、抗逆性和生产力的直接关系；二是环境污染及其治理研究[2]。由于土壤及地下水的污染呈日益加剧的趋势，近年来对土壤重金属及有机污染的植物修复研究日渐增多，其关键之处是根际环境在土壤污染植物修复中的地位与作用，新的研究方法与技术、思路与观点不断涌现。本文就根际环境与土壤污染植物修复近年来这方面的研究进展作一简要评述，以期为该领域的研究提供借鉴。 1 根系分泌、根际微生物相互关系及其在土壤污染生物修复中的地位与作用 根际环境由于植物根系分泌作用的存在致使其pH 、Eh 、微生物等组成一个有异于非根际的特殊生境，根系分泌、根际微生物间存在着复杂的相互关系。14CO 2连续标记植物与密闭根－土壤系统研究表明，植物光合产物的40%以上通过根释放到土壤，称为根际沉降(rhizodeposition)，供相关的生物群的代谢利用，包括自由生活的微生物，及其与 植物共生的根瘤菌与菌根真菌[3] 。早已证明，根系分泌物会影响土壤中微生物的数量及群落组成，群落特征也随着根系分泌物的类型而变化。根际环境中的细菌密度比非根际土壤通常大2～4个数量级，并表现范围更广泛的代谢活性[4]。 土壤中微生物的活性及其生物量增长受到底物的限制，特别是碳源，根际环境中碳源的输入明显增加微生物的活性。通过模拟根系分泌物组成成分进行碳源添加实验，测定微生物群落的DNA 分子杂交、（G+C ）比例、膜脂，结果表明，微生物群落结构及活性与碳源存在明显的相关性[5]。Compbell 等研究了以根系分泌物中的有机物为唯一碳源培养土壤微生物，对3种不同植被类型9个取样点的土壤样品研究结果表明，根系分泌物对土 壤微生物具有一定的选择性[6] 。Kozdroj 等的研究结果表明，植物根系分泌物明显影响根际微生物群落结构，根系分泌物中的有机成分是引起根际新的细菌群落发展的潜在机制。以植物为基础的土壤污染生物修复通常是由于与植物根际紧密相连的微生物的作用，这种依赖于根际的变化而使土壤中微生物群落发生变化，可能是对土壤污染成功进行生物修复的基本过程[7]。可见根系分泌、根际微生物相互关系在土壤污染生物修复中具有非常重要的地位与作用。 根系分泌物具有各种不同的功能与性质，根系分泌物除促进根际微生物的生长及多样性与活性外，近来的研究发现，根系分泌物也是生物间相生相克关系(allelopathy)的不可缺少的组成成分。最新研究结果表明，根际环境分子信号对捕食者、寄生者、互利共生者寻找猎物或宿主非常重要。最引人注目的是与“定量感应”(quorum sensing)有关的分子信号物质，由不同的微生物释放用于感应其本身种群密度，较高的种群密度导致较高浓度的分子信号物质，引发密度依赖性反应，从而控制种群密度，特别是对病原菌种群密度的控制与植物健康的改善[8]。这进一步加深了对根际微生物与植物相互关
农药对土壤的影响
农药对土壤的影响 土壤污染近年来逐渐引起了人们的重视。土壤污染的来源主要是城市和工矿企业的“三废”、施入农田的农药、化肥以及人类生活中所产生的废物。引起土壤污染的物质中有些本来并非有害，而是由于进入土壤的数量多，达到毒性水平，才破坏了土壤内部以及土壤和其他生态系统的自然平衡，从而对人和其他生物产生有害的影响。 1、农业的种类及毒害 农药依杀灭的生物对象不同，分为杀虫剂、灭菌剂、杀鼠剂、杀线虫剂和除草剂。其中，以杀虫剂、灭菌剂和除草剂使用量最多，最容易引起环境和土壤污染。 1.1 杀虫剂 杀虫剂按其化学成分可以分为有机氯、有机磷和氨基甲酸酯杀虫剂。有机氯杀虫剂如六六粉、滴滴涕，毒性强、药效长，但不易被生物降解，我国已禁止使用。有机磷杀虫剂一般容易被微生物降解，因此它们在土壤中（以及水中）存在较少，但其对人体的毒性比有机氯杀虫剂大，使用要特别谨慎。氨基甲酸酯杀虫剂对哺乳动物的毒性较低，并且具有易被生物降解的优点，是目前推荐使用的良好杀虫剂。 1.2 灭菌剂 灭菌剂使用总量比杀虫剂少很多，灭菌剂的种类有含铜、硫的无机灭菌剂、有机磷灭菌剂和有机氯灭菌剂等。它们对土壤影响与杀虫剂基本相同。
1.3除草剂 多数除草剂可以被微生物降解，对哺乳动物毒性较低，但对鱼类有毒性。农药在土壤中的存在状况农药在土壤中有6种去向：一是向大气散失（即发挥）。挥发性强的农药，如甲基溴化物、氯丹和七氯，可因挥发作用而损失。二是被土壤吸附。农药分子结构中的官能团如羟基（-OH）、氨基（-NH 2）、亚氨基（-NHR）、酰胺基（-CONH2）、酯（-COOR）和R3N + 等，由于在土壤中形成氢键和质子化作用，可以促进土壤对农药的吸附。另外，百草枯（C12H14CI2N2），以阳离子的形式被土壤胶体吸附。土壤有机质对农药吸附作用影响很大，如纤维素对除草剂吸附量为30 μg/g，而土壤腐殖酸吸附478μg/g。此外，土壤附农药还受土壤pH值的影响。三是以液态在土壤中移动。一些不能被土壤吸附的农药，特别是水溶性的农药，可能从土壤中淋失。淋失的农药可能引起地下水污染。四是与土壤中其他物质发生化学反应。土壤表面的滴滴涕和杀虫快会因太阳辐射而分解，但是由于光合反应不能深入土壤内部，所以不占主要位置。较为重要的是土壤中硅酸盐黏土矿物对农药的直接催化分解。五是被土壤生物降解。由于土壤中有众多的微生物存在，农药经常遭到微生物的代谢分解，就是一些较稳定的农药，最终也会被降解为简单的化合物，最容易降解的是那些含有羟基、羧基、氨基和硝基等极性基团的农药。六是被土壤生物吸收。进入土壤中的农药遭受挥发、淋失、降解、转化和植物吸收等作用后，残存保留于土壤中的部分，称为农药残留，而其含量称为农药残留量。农药在土壤中保留的时间，因