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關鍵詞：污泥農用；重金屬元素；環境及健康；緩解措施
城市污泥是指在污水處理中產生的固體產物。據有關資料統計，目前美國所積累的干污泥總量已達1000萬t，歐洲各國總計達660萬t，日本為240萬t左右[1]。隨著中國城市化的不斷發展，到2010年為止，全國產生廢水的總量已經達到125萬m3/天。污泥作為污水處理廠的主要產物，急需有效且安全的處理方式。目前污水的處理方式包括污泥焚燒、填埋法和農田利用法。由于擔心污泥中的一些毒性病原體可能會引起人類的健康問題，西方的許多國家已經出臺了相應法規來限制污泥的農田利用。污泥填埋的高費用已經促使污泥的處理朝向污泥焚燒來提供熱量用于發電。污泥的農田利用也被視為一種能回收利用污泥中植物營養的有效方式，特別是污泥中的N、P元素對作物的生長促進十分明顯。
城市污泥中的污染物可以被大致劃分為3種主要的種類：①無機元素（例如金屬和微量元素）；②有機元素（例如PCBs、PCDD、PPCPs、PAHs、表面活性劑）；③毒性病原體（例如細菌、病毒、寄生蟲）。本文主要對重金屬元素環境影響進行分析，在此基礎上研究污泥農用過程中重金屬元素的控制措施。
1 污泥農用中重金屬的影響
由于城市廢水主要來自生活廢水、工商業廢水和市區地表河流的排放，因而含有大量的重金屬元素，特別是在一些發達城市和工業化城市中，城市污泥的潛在有毒重金屬含量特別高，在污泥農用過程中可能會進行累積，進入生物鏈；或是由于沒有經過安全的處理途徑，會對人體和環境健康造成重大影響。重金屬由于具有難遷移、易富集、危害大等特點，一直是限制污泥農業利用的最主要因素[2]。目前關于污泥中重金屬的研究集中在Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni，但不同國家及不同城市的污泥重金屬含量范圍變化都很大。
一般來說，像在埃及這樣的以農業灌溉為主的國家里，城市污泥中重金屬含量相對較低。1980年前，污泥中重金屬含量幾乎僅占干重的0.5%～2%，最多時也只有干重的6%。美國和歐洲的城市污泥中重金屬含量的急劇下降，不僅與他們本國嚴格的法律限制有關，也和他們國家與污水處理廠達成的協議，控制工業廢水重金屬含量緊密相連。
重金屬在污泥中的運移、生物有效性以及生態毒性與污泥所施用土壤的pH值、陽離子的交換量（CEC）、有機質含量、土壤結構及土壤質地有關[3]。隨著土壤pH值的增加，土壤對重金屬的吸附能力也逐漸增強。土壤中有機質的存在形態也會影響重金屬的生物有效性。由于有機質可以分為可溶和不可溶2種，不可溶的有機質會阻礙土壤中作物對有機質的吸收，通過使重金屬離子牢牢吸附在有機質表面來降低重金屬的生物有效性。然而，可溶性有機質組分可以通過形成重金屬和有機質互溶組分來提高重金屬在土壤的活性。同時， Tessier等采用分級提取的辦法，將重金屬分為交換態、碳酸鹽結合態、鐵錳氧化物結合態、有機結合態和殘余態5個組分[4]。Pérez-Cid [5]等發現可交換態的重金屬最易被作物吸收，有含量低、生物有效性大的特點；碳酸鹽巖態易在酸性條件下分解釋放，對作物的生物有效性也很明顯；鐵錳氧化物結合態在氧化還原電位降低時易釋放出來；硫化物及有機結合態主要包括重金屬硫化物沉淀及與各種有機質結合的重金屬，是相對穩定的形態；殘渣態是存在于礦物晶格中的重金屬，是生物難以利用的形態[6]。在土壤質地方面，有實驗發現，Zn在酸性土壤中的生物有效性更大，相比之下，Cu在堿性土壤中的生物有效性更明顯。
2 重金屬風險評估
由于污泥的長期使用會導致重金屬元素在土壤中的聚集，從而使土壤受到污染，進而可能使地下水環境受到污染。針對重金屬對地下水的污染以及評估土壤自身重金屬污染程度可以采用Nemerow指數法。其特點是既考慮了污染物的平均濃度，又兼顧了濃度最大的污染物對地下水污染的影響[7]。
Nemerow指數法計算公式為：
式中：Pi為重金屬污染物的分項污染指數；ci為重金屬污染物的實測濃度（mg/L）；coi為重金屬污染物的評價標準（mg/L）；（Pi）max為各項污染指數中污染指數Pi的最大值；Pi為各項污染指數的平均值。
Nemerow指數法反映地下水受重金屬污染的程度，綜合污染指數越大，說明地下水污染程度越嚴重。Nemerow指數具體指標分級界限視研究區地下水中重金屬濃度的類型、濃度等確定。
3 污泥農用中對重金屬元素的控制措施
論文關鍵詞：超重力，重金屬，玉米，生長性狀，葉綠素
近幾年由于人類的活動，造成不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進入大氣、土壤、水中，引起嚴重的環境污染。重金屬鉻Cr是再生水中污染物之一，對人群的健康產生危害[1]。在Cr影響植物生長方面，有人對土壤或沙中栽培的洋蔥和玉米對灌溉水中對重金屬Cr的吸收規律進行了研究[2-3]。楊和連[4]等專家都進行試驗研究了Cr對作物種子發芽的影響[5-6]。近幾年培育高度耐重金屬的植株，成為了育種的難題，在研究重金屬超富集植物吸收、轉運和貯存Zn、Ni、Cd等重金屬的分子機制取得主要進展[7]。根據目前的研究，主要通過鑒定玉米的形態指標和生理生化指標來研究植物的對重金屬的抗性。本試驗是在航天育種的啟發下葉綠素，變微重力為超重力，綜合超重力和重金屬的因素，探討對玉米種子萌發，幼苗形態和葉綠素的影響。探索利用超重力處理植物種子提高其抗重金屬性的生理生化基礎。
1材料與方法
供試材料采用農大108玉米品種。首先對小麥種子用0.1% HgCl2消毒10min，再自來水沖洗徹底后浸種24 h。然后暗培養至大多數種子萌動。隨機抽取30粒種子各5份，以1000g·2h、2000g·1h、4000g·40min、6000g·20min、和8000g·10min進行超重力處理，未離心的種子作為空白對照（CK）。處理后的種子放入含有不同濃度重金屬營養液的苗盆中進行水培，置于25℃恒溫光照培養箱下培養。
培養至胚芽突破種皮長出幼苗，此時期測定種子的發芽率。在第3天測量玉米的形態指標。培養至三葉期，隨機取葉樣進行測定葉綠素。
2結果與分析
2.1 超重力和重金屬對玉米種子發芽率的影響
由圖l可以看出，綜合超重力和重金屬雙重脅迫，當相同超重力處理時，由圖可知隨著重金屬處理濃度的增加，種子的發芽率明顯降低。對實驗的結果進行分析表明超重力為8000 g·10 min高速短時可以降低重金屬對玉米種子發芽率的影響。
圖1 在不同超重力下重金屬Cr對種子發芽率的影響
Fig1 Effects of Cr (Ⅲ)on seed germination underdifferent hypergravity treatments
2.2 超重力和重金屬對玉米種子形態指標的影響
植物的形態指標是判斷植物性狀最直接的一類指標，形態指標中最主要的是植株的芽長和根長論文怎么寫。當種子萌發后，其芽、根的生長完全暴露在外界環境中[9]，直接受到培養皿中Cr的影響葉綠素，故Cr對芽、根生長的影響遠大于對發芽率的影響，如圖2和圖3所示。
1. 根長的分析
當重金屬的濃度為0 mg/L時，6000g·20min 和8000g·10min處理的可促進根的生長。綜合超重力和重金屬雙重脅迫，在1000 g和2000 g超重力處理下可降低重金屬對根長的抑制。
圖2 不同超重力下重金屬對玉米幼苗根長的影響
Fig2 Effects of Cr (Ⅲ)on root length of maize seedlings under differenthypergravity treatments
2. 芽長的分析
當重金屬的濃度為0 mg/L時，8000g·10min處理可促進芽的生長。綜合分析超重力和重金屬對幼苗的影響，在每一種超重力下玉米苗可抵抗不同濃度重金屬的抑制作用，如2000 g的處理中10 mg/L濃度下，幼苗的高度較空白組10 mg/L濃度處理分別增加了58.23 %。
圖3 不同超重力下重金屬對玉米幼苗芽長的影響
Fig3 Effects of Cr (Ⅲ)on bud length of maize seedlings under differenthypergravity treatments
2.3 超重力和重金屬對玉米苗期葉片葉綠素的影響
葉綠素是植物體有機合成的場所，是光能的吸收器，其含量的高低直接決定植株的有機合成能力。提高測定葉綠素a和葉綠素b的含量可判斷植物的有機合成能力[10]。
由圖4、5可知在無超重力處理下，重金屬對葉綠素a、b合成的影響不明顯，除1mg/L濃度外其他濃度的重金屬均抑制了葉綠素a、b的合成。綜合兩因素的共同作用分析表明，2000g和4000 g的處理可以降低重金屬對玉米葉綠素合成的影響。
圖4 不同超重力下重金屬對玉米葉片葉綠素a含量的影響
Fig 4Effects of Cr (Ⅲ)on the chloiophyⅠ(Ca) content of corn’s leaves under differenthypergravity treatments
圖5不同超重力下重金屬對玉米葉片葉綠素b含量的影響
Fig 5Effects of Cr (Ⅲ)on the chloiophyⅡ(Cb)content of corn’s leaves under differenthypergravity treatments
3 討論
本實驗研究超重力處理對玉米重金屬耐性的影響時發現，對玉米進行超重力單因素處理時其發芽率符合趙欣等人的研究結論[11]。超重力和重金屬雙重脅迫對種子發芽率的影響，和超重力單因素處理對種子的影響相似，因為種子發芽時利用自身的營養物質幾乎不受到重金屬的迫害。高速超重力可以促進根長和芽長的生長，低速的超重力抑制它們的生長葉綠素，但抑制作用不明顯。在結果分析中已經分析數據得出結論，在每一個超重力處理組都有抗重金屬較強的植株。形態指標可鑒定植株受重金屬迫害的程度，是一個可以直接表現植株生長狀態的指標。在結果分析中那些形態指標較高的植株，這些植株對重金屬的抗性也較強。可以作為研究植物耐重金屬的鑒定指標。
實驗結果表明，在每一個超重力處理組都有抗重金屬較強的植株。葉綠素含量是表示植物光合器官生理狀況的重要指標[12]。結果表明，短時間脅迫下，葉綠素含量略有增加，這可能是葉綠合成系統的一種激應性反應。當Cr（Ⅲ）脅迫濃度高50 mg/L時，隨著鉻濃度的逐漸增大而下降，這與徐勤松等[15]以鉻處理水車前葉片的結果相似。
參考文獻
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[關鍵詞] 重金屬污染 土壤 水 防治
[中圖分類號] X52 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2013）08-0230-01
重金屬對水體及土壤的污染形勢是很嚴峻的，據資料顯示，每年我國有1200萬噸糧食收到不同程度的不同重金屬的污染，直接經濟損失超過200億元，每年能多養活4000萬人，并且這一數字還在逐年增長，這些污染大都是由于土壤或灌溉用水受重金屬污染而造成，重金屬污染有著較強的不可預見性，因此對其防治有很大的困難，而預防才是王道。
一、重金屬的來源及其種類
1.重金屬的來源
重金屬的主要來源還是工業污染，當然，或多或少也有來自交通以及我們生活垃圾的污染，在工業污染中，來自化工行業的污染占了相當大的比例，其次就是發電廠、鋼鐵廠，最常見的就是工業中的三廢：廢水、廢棄、廢渣，三廢當中含有大量的重金屬及其化合物，不經處理便直接排放，直接導致水資源和土壤污染，當人們用了這種被污染的水去灌溉莊稼，在被污染的土地上種莊稼，就會嚴重影響莊稼的收成，重金屬也就隨植物鏈傳到人類，對人們的健康造成了嚴重的影響[1]。近幾年，有環保學者提出：中國的化工企業的工藝、設備、技術研發較落后，是造成污染嚴重的主要原因，而人為的環保意識以及地方保護環保意識的淡薄，加劇了污染，強化治理迫在眉睫。生產企業應放眼未來，倡導環保，化工生產過程盡量使用少污染和無污染的原材料。
2.重金屬的分類
2.1汞污染
汞是一種唯一的在常溫下為液態的金屬，在自然界中普遍存在，一般動物植物中都含有微量的汞，因此我們的食物中，都有微量的汞存在，可以通過排泄、毛發等代謝，不影響健康。
但是，隨著工農業的迅速發展，目前國內對汞的需求量還是很高的，問題在于這些重金屬用完之后生成的其氧化物或雜質如何處理，過量的汞如何處理，這些都是問題的關鍵之處，據調查，每年因汞中毒而死亡的人數并不在少數，如何防范含汞廢水進入農業用水系統，已經迫在眉睫，是我們不得不去面對的問題。
2.3鉛污染
鉛是一種柔軟的白色金屬，是我國最早發現的元素之一，很容易生銹，但不失光澤，鉛在工業中最重要的用途就是制造蓄電池，因此，水資源和土壤中鉛污染的主要來源就是人們對廢棄蓄電池的隨意丟棄，而鉛的化合物，常被用于合成五彩繽紛的顏料，在鉛的眾多化合物中，最重要的就是四乙基鉛，常用于汽油防爆劑，鉛的毒性隨量而增大，其主要是通過人的皮膚接觸，或者是消化道、呼吸道等進入人體器官，鉛含量多者可引起器官病變，鉛的主要毒性表現在貧血，神經受到損傷或者造成腎功能不全，生活中的鉛給我們帶來了無限的色彩和快樂，但是食物中的鉛卻能給人帶來痛苦。
二、重金屬對水體及土壤污染現狀
1.重金屬對水體污染現狀
水體中重金屬污染物的來源十分廣泛，最主要的是工礦企業排放的廢物和污水。由于這些工廠排放的污染物數量大，分布范圍廣，因而受污染的區域很大，較難控制，危害嚴重[2]。重金屬在人體內能和蛋白質及各種酶發生強烈的相互作用，使它們失去活性，也可能在人體的某些器官中富集，如果超過人體所能耐受的限度，會造成人體急性中毒、亞急性中毒、慢性中毒等，對人體會造成很大的危害。在我國，最近的一起重金屬污染事件是2011年3月中旬，浙江臺州市路橋區峰江街道，一座建在居民區中央的“臺州市速起蓄電池有限公司” 引起168名居民血鉛超標，是近幾年來浙江發生的最嚴重的一次重金屬污染事件，其原因就是電池公司將含有大量鉛的廢水排入河渠，滲入地下，居民喝了地下水之后鉛嚴重超標，而作為最大的洋垃圾市場，臺州市每年從垃圾中拆解的價值高達200億人民幣，但是拆解之后的剩余物卻隨意丟棄，丟棄的重金屬垃圾對空氣和水資源造成了嚴重的污染。目前，我國的重金屬對水體的污染正在逐年加劇，如若不采取措施，不過十幾年的時間，我們將生活在一個被重金屬污染的世界，想治理都治理不完。
二、重金屬對水體污染的防治措施
1.加快含重金屬廢水廢氣治理
廢水和廢氣是化工行業最普遍的污染物，也是和人類息息相關的一些污染，針對這些廢水和廢氣，怎么處理成為了一個棘手的問題，對于廢水的處理，目前，有三種最為讓人接受的方法，物理處理法，即利用污染物的物化性質來除掉廢水中的污染物，化學處理法，是指利用化學反應原理處理或回收廢水中的溶解物或膠體中的物質，包括中和，氧化，還原絮凝法。最后一種方法是生化處理法，這種方法是指利用微生物在廢水中對有機物進行氧化分解的新陳代謝過程，包括活性污泥法，生物濾池，氧化塘等方法。
2.強化含重金屬固體廢物污染防治
固體廢棄物是化工三廢中種類最多數量最大的一種污染物，其每年排出的數量有數億噸，破壞了植被，排入水源，對農業用水造成了嚴重的污染，進一步轉化就會進入大氣，化工廢渣的種類繁多，成分復雜，處理方法并不像廢水廢氣那樣有成套的系統和裝置。而是根據其化學組成選用不同的方法，對于有機化工廢物的處理，目前，采用較多的方法有熱分解法，焚燒法和再生利用法，近幾年發展最受歡迎的是再生利用法，將廢物經過多次的回收利用，將其中有用成分提取出來，加工成其他產品。其次就是對無極廢物的處理，其主要方法有3種，分別是可以作為二次原料資源，或者是提取其中的有用成分用于農業生產，對那些沒有什么利用價值或者已經提取有用成分的部分廢物，可以再加工為建筑材料。
三、結論
目前，我國重金屬對水體污染已經相當嚴重了，尤其是化工行業，是最主要的重金屬污染源中，如若不及時治理，將對國民經濟造成嚴重損失，對人們的身心健康造成巨大的傷害，因此，解決重金屬污染問題已經迫在眉睫。
參考文獻
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關鍵詞:超富集植物;生態毒理;氮素代謝;重金屬
中圖分類號:[S19] 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2010)-10-0045-2
0 前言
隨著現代工農業的迅速發展、城市的急劇擴大,自然環境中的重金屬污染日益嚴重。重金屬污染不僅導致土壤退化、農作物產量和品質降低,而且可能通過直接接觸、食物鏈傳遞等途徑危及人類的生命和健康。根據現存的技術包括用機械去除和化學修復方法去清除重金屬污染的土壤較為困難,并且處理費用較為昂貴。近年來,對土壤擾動少、成本低且能大面積推廣應用的重金屬污染植物修復技術受到了越來越多的關注。
通常現在采用較多的是Baker在1983年提出的參考值為:植物葉片或地上部(干重)Cd含量達到100mg/kg,Co、Cu、Ni,、Pb含量達到1000g/kg,Mn、Zn的含量要達到10000mg/kg。超富集植物對重金屬的吸收機制也受到了廣泛的關注,目前,在超富集植物的研究方面,著重對重金屬的生態毒理和氮素代謝機制的研究,為了更好的利用超富集植物來修復受重金屬污染的土壤,本文就超富集植物對重金屬的生態毒理和氮素代謝機制影響作一個綜述。
1 超富集植物對重金屬的生態毒理機制
1.1 細胞壁沉淀和細胞區室化作用
重金屬離子進入植物體內時會有一部分沉淀在細胞壁上,從而阻止過多的重金屬離子進入細胞原生質使其免受傷害。細胞內區室化作用與超富集植物耐受和超富集重金屬密切相關。鄧華在研究錳對短毛蓼亞細胞分布的結果表明:短毛蓼不同器官90%的以上的錳分布在細胞壁和可溶性部分。在組織和細胞水平,重金屬在超富集植物內呈區室化分布。組織水平上,重金屬大多積累在表皮細胞、亞表皮細胞和表皮毛中,一定程度上減輕葉片細胞結構及生理功能所受的傷害;至于細胞內,重金屬貯存在液泡中,減少了重金屬對細胞質及細胞器中各種生理代謝活動的傷害。
1.2 植物體對重金屬的螯合機制
目前在超富集植物體內發現的螯合重金屬的物質有草酸、蘋果酸、檸檬酸、組氨酸和谷胱甘肽(GSH)等小分子物質和重金屬結合蛋白(MBP)大分子物質。GSH是含非蛋白硫基的小分子量多肽,它在抵御植物細胞受活性氧攻擊過程中,參與調控細胞內的氧化還原平衡和H2O2的水平,所以它起著非常重要的作用。GSH在植物螯合肽合成酶催化下,聚合成對重金屬親和力較強的植物螯合肽(PCs),它是植物組織中富含-SH的多肽,通常PC在植物組織中的含量較低,但是在重金屬的誘導下,PCs合成酶可以在半胱氨酸為底物的條件下合成植物絡合素。并能與重金屬離子螯合成無毒化合物,減輕重金屬離子對植物的毒害。因此,植物誘導PCs的合成是其解毒機制之一。據吳靈瓊等人報道,PCs能與重金屬如Cd+在根部細胞內形成區室化以阻止重金屬對根部的進一步損傷。劉可慧等人研究了小白菜通過植物體中非酶物質(SH、GSH、PCs)含量的增加來緩解重金屬Cd引起的毒害。
1.3 抗氧化酶系統激活保護作用
超富集植物在重金屬脅迫下,可激活超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)組成的抗氧化酶系統,并有效的清除產生的過多的活性氧,從而減輕重金屬對植物的毒害。閆研研究了李氏禾對重金屬鉻誘導的氧化脅迫實驗中表明隨著鉻脅迫時間的延長,SOD、POD、CAT酶活呈現逐步升高的趨勢。隨著鉻脅迫質量濃度的增加,MDA逐漸升高,膜透性增大,3種抗氧化酶先升后降。植物體內的抗氧化物酶(SOD、POD、CAT)在清除活性氧自由基方面起著重要的作用。SOD在抗氧化酶中處于核心地位,是重要的含Zn酶類,在供Zn不足的條件下,一般植物的正常生長會受到抑制,體內SOD或Cu/Zn-SOD活性會顯著下降,而在過量供Zn的條件下,過量的Zn會破會細胞的結構,對植物產生毒素,使得SOD活性下降或短暫升高;它將02-歧化為H2O,同時催化Fenton反應產生更多的OH。一旦植物細胞中的保護酶系統的平衡遭到破壞,導致植物體內活性氧的產生和清除失衡,必將使植物的生理代謝紊亂加速植物體的衰老和死亡。
2 重金屬對超富集植物氮素代謝影響機制
重金屬對植物的毒害作用歸因于其對植物的光合作用、呼吸作用、礦物營養、植物的水分狀態、氮素代謝以及誘導其受到氧化脅迫。氮素代謝對重金屬的毒性的響應是很重要的,用Cd對植物進行處理后,植物會通過氮素代謝合成一組含N的代謝產物,氮素代謝影響了植物功能的所有水平,從代謝到資源分配,植物的生長和發育。
2.1 重金屬對植物無機N同化的影響
氮是許多植物體中所必須的礦物元素,占植物體干重的1.5-2%。在大多數的農業土壤中,硝酸鹽是植物最重要的N的來源,氮素代謝受到各種植物中存在的重金屬的影響。Ewa揭示了Ni不僅抑制了小麥葉片木質部中NO3-的吸收和運輸使NH4+的大量累積,而且也抑制了NR和NiR的活性從而對硝酸鹽的同化產生了很大的影響。NR是氮同化的限速酶,對重金屬的脅迫很敏感。在植物中,從硝酸鹽同化為氨基酸涉及以下的反應:硝酸鹽首先通過NR和NiR還原為NH4+,這一步是N-NO3-轉變為有機N的關鍵。銨的累積對細胞具有較大的毒性,需被快速的同化。于方明等人在研究Cd對超富集植物圓錐南芥氮素代謝的過程中,發現隨著Cd濃度的增加圓錐南芥植物體中的NH4+含量明顯增加。
2.2 重金屬對植物有機N同化的影響
通常NH4+的同化過程有兩條高效的調控途徑:銨與α-酮戊二酸在谷氨酸脫氫酶(GDH)的作用下合成谷氨酸;NH4+然后通過GS/GOGAT循環結合成谷氨酰胺和谷氨酸:在GS 的催化作用下,銨與谷氨酸結合生成谷氨酰胺,而GOGAT催化谷氨酰胺與α-酮戊二酸結合,形成2分子谷氨酸。谷氨酰胺和谷氨酸是主要的含N化合物(氨基酸、核酸、蛋白質、葉綠素、生物堿等)生物合成的供體,在植物面對重金屬的脅迫過程中起著重要的作用。除了大多數氨基酸合成的基質,谷氨酸也是游離脯氨酸的產物,游離脯氨酸可以保護植物免受Ni的脅迫。經過Ni處理的水稻葉片中,伴隨著谷氨酸含量的減少游離脯氨酸含量的增加。GS是高等植物體內氨同化的關鍵酶之一。因此,在植物體銨同化的初級階段,GDH所起的作用相對較小或不起作用。
3 存在的問題及展望
利用超富集植物修復重金屬污染的土壤是一種高效、經濟、綠色的方法。目前,雖然我們在超富集植物對重金屬的吸收特性和貯存機制等方面做了大量的研究,但對超富集植物的超富集功能的生理生化機制、分子生物學機制等方面還缺乏足夠的了解,這成了我們以更加優化的模式應用超富集植物以及獲得更大經濟、社會效益的障礙。所以在未來的研究過程中還是有幾方面需要進一步的研究和完善。
應更深入的進行微觀方面的研究,可以把超富集植物的基因轉移到一般植物中,以提高普通植物對重金屬污染土壤的耐性和修復性;可以考慮植物-微生物復合體系,以提高植物修復污染土壤的效率;由于大多數的超富集植物的生物量小,生長較慢,應進一步對重金屬超富集植物進行篩選,建立重金屬超富集植物的物種資源庫。加強轉基因植物修復的研究,在篩選出的原有超富集植物的基礎上培育出生長快、高生物量的更加優越的轉基因植物,以滿足對受重金屬污染土壤植物修復的需要和達到較好的效果;對重金屬脅迫超富集植物機理的研究尤其是對氮素代謝影響的研究也是將來發展的一個方向。清楚了解超富集植物對重金屬的耐受機制將會有助于成功而有效的設計對受污染土壤的修復體系,以及有利于利用超富集植物的基因增強一般植物的修復和提取污染物的能力。
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1 材料與方法
1．1 材料和試劑
試驗用光棘球海膽取自遼寧省海洋水產科學研究院培育的F1代家系。分別取性成熟雌性和雄性個體，用0．5mol／L的KCl溶液刺激海膽生產配子，分別收集卵子和，將精 液用過濾海水按1∶100配制成稀釋液備用。氯化鋅（ZnCl2），氯化鎘（CdCl2），氯化汞（HgCl2），硫酸銅（CuSO4），乙酸鉛［Pb（CH3COO）2］均為分析純，購自國藥集團化學試劑有限公司，分別用蒸餾水配制成0．1mol／L，0．1mol／L，0．1mol／L，0．01mol／L，0．1mol／L的儲液，備用。
1．2 試驗方法
試驗濃度設置：5種重金屬的濃度設置參考Radenac等［10］的研究結果，均設置了低、中、高3個暴露濃度，其中Cd、Pb、Cu、Zn的暴露濃度均為0．1、0．5、1．0μmol／L；Hg的 暴 露 濃 度 為0．01、0．05、0．1μmol／L，同時設置空白對照組。暴露試驗在2L的玻璃燒杯進行，各試驗濃度設置2個燒杯，每個燒杯中加入2L過濾海水，再分別加入重金屬儲液至試驗濃度，試驗開始后每個燒杯中先放入10 000枚光棘球海膽的卵子，再加入100μL的光棘球海膽的稀釋液，充分攪勻。15min后取樣，每個燒杯各取1000枚卵用5％的甲醛溶液固定，每次取200枚卵子在解剖鏡下觀察，統計受精率。48h后對照組光棘球海膽胚胎發育至長腕幼蟲時取樣。每個燒杯各取1000個光棘球海膽胚胎，用5％的甲醛溶液固定，用于觀察統計。試驗重復1次。
1．3 電鏡切片與觀察
光棘球海膽經中濃度重金屬溶液暴露2min，立即用3％的戊二醛（pH 7．4的0．1mol／L磷酸緩沖液配制）固定2～4h（4 ℃）后，1％瓊脂預包埋，切成1 mm3的小塊，用戊二醛固定10h。經pH 7．4的0．1mol／L磷酸緩沖液浸洗，再用1％的鋨酸固 定2h，乙 醇 梯 度 脫 水 后，用 丙 酮 脫 水，Epon812包埋，LKB－NOVA超薄切片機切片。日立H－7000透射電鏡觀察生殖腺結構變化并拍照。
1．4 數據統計與分析
試驗結果用平均值±標準差表示，對照組和每個重金屬暴露組之間進行t檢驗，P＜0．05為差異顯著，P＜0．01為差異極顯著。
2 結果與分析
2．1 5種重金屬對光棘球海膽卵子受精率的影響
在水溫（21±0．5）℃、鹽度32條件下，對照組光棘球海膽卵子的受精率高達（96．31±0．58）％（圖1）。由圖1可見，與對照組相比，0．01、0．05、0．1μmol／L的Hg和0．1、0．5、1．0μmol／L的Cu、Zn、Pb、Cd暴露后，光棘球海膽卵子的受精率極顯著地降低；并隨著重金屬暴露濃度的升高受精率逐漸降低，具有劑量—效應關系。其中Cu暴露后受精率下降幅度最大，表明5種重金屬離子中，Cu對光棘球海膽精卵結合的毒性作用最大。比較5種重金屬對光棘球海膽卵子受精率的影響結果，發現5種重金屬對受精毒性作用為：Hg＞Cu＞Zn
＞Pb＞Cd。
2．2 5種重金屬對光棘球海膽膽胚胎發育的毒性作用
在水溫 （21±0．5）℃、鹽度32條件下，對照組光棘球海膽胚胎發育48h進入長腕幼蟲時期，其中正常的長腕幼蟲的比例為（95．16±0．68）％，胚胎發育的延滯率和畸形率分別為（2．29±0．16）％、（2．55±0．56）％。與對照組相比，0．01、0．05、0．1μmol／L Hg暴露后，光棘球海膽正常長腕幼蟲的百分比極顯著降低，隨著暴露濃度升高呈下降趨勢，具有劑量—效應關系，胚胎延滯率和胚胎畸形率均極顯著上升，同樣具有劑量—效應關系。經比較發現，Cu、Pb、Zn、Cd對光棘球海膽胚胎的毒性作用與Hg的毒性作用相似。其中，1．0μmol／L Cu處理組未觀察到長腕幼蟲個體（表1）。通過比較5種重金屬離子對光棘球海膽胚胎的毒性作用結果發現，5種重金屬對光棘球海膽胚胎的毒性作用為：Hg＞ Cu＞ Pb＞ Zn＞ Cd。
2．3 5種重金屬對光棘球海膽超微結構的損傷
5種重金屬暴露后，光棘球海膽超微結構受到了不同程度的損傷（圖2）。對照組光棘球海膽呈規則的子彈頭形，其頭部為頂體結構，基部線粒體對稱分布結構完整，整個的外膜清晰（圖2a）。0．5μmol／L Cd暴露后，光棘球海膽外膜空泡化（黑色箭頭，圖2b），基部線粒體形狀不規則（圖2b）。0．5μmol／L Pb暴露后，光棘球海膽基部線粒體形狀不規則，內嵴部分溶解（白色箭頭，圖2c），質 膜 部 分 斷 裂 （黑 色 箭 頭，圖2c）。0．5μmol／L Zn暴露后，光棘球海膽外膜空泡化（黑色箭頭，圖2d），線粒體內嵴部分溶解（白色箭頭，圖2d）。0．5μmol／L Cu暴露后，光棘球海膽基部線粒體內部空泡化（白色箭頭，圖2e）。0．5μmol／L Hg暴露后，光棘球海膽頭部質膜溶解（黑色箭頭，圖2f），線粒體內嵴斷裂（白色箭頭，圖2f）。
3 討論
不同重金屬脅迫對成熟期小麥株高、穗長的影響重金屬脅迫下對小麥穗長的影響，與CK相比，重金屬Pb在2種添加量下均抑制鄭麥9023穗的生長，其他重金屬則隨添加量的高低對穗長的影響不盡相同，穗長大小依次為:Cd1＞Hg2＞Cr1＞As2＞CK＞Pb1＞Pb2＞As1＞Cd2＞Hg1＞Cr2。同樣，重金屬Cd、As、Cr在2種添加量均抑制小偃22的穗長，Pb脅迫則沒有表現出抑制特性，穗長大小依次為:Pb2＞Hg2＞Pb1＞CK＞Cd1＞As1＞Hg1＞As2＞Cd2＞Cr1＞Cr2(表2)。此外，同一重金屬脅迫對不同的基因型小麥穗長的影響效應存在差異，As、Cd、Cr脅迫對鄭麥9023、小偃22的穗長均表現出抑制效應;Hg、Pb處理對9023表現為抑制效應，對小偃22表現為一定的促進作用。重金屬脅迫對小麥株高的影響，與對照相比，重金屬Pb1、Cd1、Cr2抑制了鄭麥9023的株高，而其他處理則不存在抑制現象，株高大小依次為:Cr1＞Hg2＞As2＞Cd2＞Hg1＞Pb2＞As1＞CK＞Pb1＞Cd1＞Cr2(表2)。總的來看，As、Hg處理對鄭麥9023的株高則表現為促進作用，Cd、Pb處理在低濃度條件下表現為抑制作用，高濃度條件下表現出促進作用，5種重金屬的影響作用大小依次為:Cr＞Hg＞As＞Pb＞Cd(表3)。此外，5種重金屬的脅迫均抑制了小偃22的株高，其中，As2處理抑制效果最小，其次為Pb2處理，Cr2處理抑制效果最大;重金屬脅迫下小偃22的株高大小依次為:CK＞As2＞Pb2＞Pb1＞Hg1＞As1＞Hg2＞Cd2＞Cd1＞Cr1＞Cr2(表略)。Cd、Pb、As、Hg、Cr脅迫對小偃22的株高均表現為抑制作用，重金屬Cr處理與對照相比達到顯著(P＜0．05)或極顯著(P＜0．01)水平;5種重金屬對小偃22株高的抑制效應的大小依次為:Cr＞Cd＞Hg＞As≥Pb。
不同重金屬脅迫下對小麥成熟期穎殼質量、單穗籽粒質量的影響在重金屬脅迫下，小麥穎殼的生長受到了較大影響。從表4可以看出，與對照CK相比，重金屬Cr脅迫能顯著(P＜0．05)降低鄭麥9023的穎殼質量，其他重金屬脅迫對穎殼生長的影響則與其濃度有較大關系，穎殼質量大小依次為:Hg2＞Pb1＞As2＞Cd1＞Pb2＞CK＞Hg1＞Cd2＞As1＞Cr1＞Cr2;5種重金屬對鄭麥9023籽粒穎殼質量的影響效應大小也有所不同，Cr的影響效應最大，Cd的影響效應最小，影響效應大小依次為:Cd＜Pb＜As＜Hg＜Cr(表5)。對于小偃22來說，與CK相比，重金屬As、Cd、Cr脅迫均抑制穎殼的生長，其中，Cr處理的穎殼質量顯著(P＜0．05)低于其他處理，而Pb、Hg的濃度不同對生長的影響也不同，穎殼質量大小依次為:Pb2＞Hg1＞CK＞Pb1＞Cd1＞Hg2＞As2＞Cd2＞As1＞Cr1＞Cr2。5種重金屬對小偃22籽粒穎殼質量的影響效應最大的是Cr，其次是As，5種重金屬的影響效應大小依次為:Pb＜Hg＜Cd＜As＜Cr。小麥的單穗籽粒質量直接影響到最終的產量，與CK相比，鄭麥9023在重金屬Cr1脅迫下的單穗籽粒質量最大，達到1．91g/穗，Pb1處理的單穗籽粒質量最小，為1．38g/穗;各處理的單穗籽粒質量大小依次為:Cr1＞CK＞Hg2＞Pb2＞Cd1＞Hg1＞As2＞Cd2＞Cr2＞As1＞Pb1(表4)。不同重金屬對鄭麥9023單穗籽粒質量的效應大小也不相同，從表5可以看出，Cr的影響效應最大，Hg的最小，5種重金屬的影響效應大小依次為:Cr＞Pb＞As＞Cd＞Hg。同樣，小偃22在重金屬Hg1脅迫下的單穗籽粒質量最大，為1．90g/穗，其次為Cr2，Cd2處理的值最小，小偃22各處理的小麥單穗籽粒質量大小依次為:Hg1＞Cr2＞As2＞Pb2＞Cr1＞As1＞Hg2＞CK＞Pb1＞Cd1＞Cd2;5種重金屬的影響效應大小依次為:Cr＞Hg＞Cd＞As＞Pb。不同重金屬脅迫對小麥產量影響及閾值分析，不同重金屬脅迫，對小麥籽粒產量產生了一定的影響。從產量上看，重金屬Cr處理的2個小麥品種籽粒產量與CK相比顯著(P＜0.05)降低，均表現為高濃度Cr處理的抑制作用大于低濃度Cr處理;Cd、Hg、Pb、As處理的小麥籽粒產量均高于對照，其中Cd1、Pb2處理的鄭麥9023小麥籽粒產量顯著(P＜0．05)高于CK，而Cd、Hg、Pb、As處理的小偃22小麥籽粒產量則沒有達到顯著水平。各處理鄭麥9023的籽粒產量大小依次為:Cr2＜Cr1＜CK＜Cd2＜Hg1＜As2＜As1＜Hg2＜Pb1＜Cd1＜Pb2;各處理小偃22的籽粒產量大小為:Cr2＜Cr1＜CK＜Hg1＜As2＜Hg2＜Cd1＜Cd2＜Pb2＜As1＜Pb1。對5種重金屬脅迫下的小麥產量與土壤重金屬含量進行擬合分析，在本研究的土壤重金屬濃度下，重金屬Cr與鄭麥9023、小偃22的產量均程直線線性關系;重金屬Cd、Hg、Pb、As與小麥產量則呈二次線性關系。說明2種小麥產量受Cr影響較大，而受Cd、Hg、Pb、As的影響則相對較小。同時利用線性方程進行求解，得出2種小麥的產量受重金屬脅迫的閾值(表6)，由表6可以看出，不同基因型小麥品種的抗脅迫能力存在一定差異，鄭麥9023抗As、Pb脅迫能力較強，小偃22抗Cd、Cr、Hg脅迫的能力相對較強。
前人研究認為，重金屬Cd［19－21］、Pb［22］、As［23－27］、Hg［28］、Cr［29－30］脅迫在較低濃度時對小麥的生長有一定的促進作用，而在高濃度下能夠抑制種子的發芽勢、發芽率和芽以及根的生長;Cd、Pb、As、Hg、Cr重金屬對產量三要素的影響最大的是單位面積群體數，其次為穗粒數，對千粒質量的影響最小;單位面積群體穗數對重金屬Cr、Pb最為敏感［31］。本研究條件下，As、Cd、Cr、Hg、Pb脅迫對鄭麥9023、小偃22的穗長、株高、穎殼質量影響差異較大;如As、Cd、Cr、Hg、Pb脅迫對鄭麥9023穗長表現為抑制效應;As、Cd、Cr脅迫對小偃22的穗長表現為抑制效應，Hg、Pb脅迫則表現為促進效應等。這些結論與前人的研究不完全一致，一方面可能與本研究設置的濃度有關;另一方面試驗研究的水培、盆栽條件與大田之間的環境差異較大。與大田環境相比，水培、盆栽土壤緩沖能力和抗脅迫能力較小;而大田土壤條件則有較高的土壤庫容、土壤微生物活性，對重金屬脅迫的抵抗能力較強。小麥的生長是否受到抑制與重金屬的種類、小麥品種等有很大關系，而且小麥基因型不同，對重金屬的抗脅迫能力也存在較大的差異，特別表現在產量的差異上;說明在重金屬污染土壤的修復過程中，可以篩選利用可脅迫能力強、吸收累積能力高的作物品種進行污染修復。同時也應注意重金屬對人體的高危害性，合理處理富集作物。此外，本研究得出的土壤重金屬產量閾值參照標準不同，As、Cd、Hg、Pb的閾值是限制達到相應品種對照產量時土壤的含量值，當土壤重金屬含量達到這一含量水平時，就會造成減產;而Cr則是作物沒有收獲產量時的土壤含量值。本研究結果表明，在大田條件下，重金屬對小麥生長因子的影響因小麥的品種和重金屬種類及濃度的不同而不同，As、Cd、Cr、Hg、Pb脅迫對鄭麥9023穗長表現為抑制效應;As、Cd、Cr脅迫對小偃22的穗長表現為抑制效應，Hg、Pb脅迫則沒有表現出抑制效應。As、Cd、Cr、Hg、Pb脅迫對小偃22的株高均表現為抑制作用，抑制效應的大小依次為:Cr＞Cd＞Hg＞As≥Pb。As、Hg脅迫對鄭麥9023的株高則表現為促進作用，Cd、Pb脅迫則表現為“高促低抑”的特點，而Cr脅迫表現為“低促高抑”趨勢。同時，Cr脅迫對鄭麥9023穎殼質量的影響效應最大，Cd最小;對小偃22籽粒穎殼質量的影響效應最大的是Cr，其次是As;重金屬Pb對小麥籽粒穎殼質量表現為促進效應;而Cd、Cr、As脅迫，則表現為抑制效應。研究表明，As、Cd、Cr、Hg、Pb5種重金屬脅迫下，只有重金屬Cr脅迫顯著(P＜0．05)降低了2個小麥品種的籽粒產量，而Cd、Hg、Pb、As脅迫則沒有表現出抑制現象。通過對重金屬脅迫濃度與產量的擬合分析，得出As、Cd、Cr、Hg、Pb5種重金屬對鄭麥9023的產量閾值分別為53．42，1．31，749．73，7.43，555．57mg/kg，小偃22的產量閾值分別為42.58，1．80，828．18，10．30，437．01mg/kg。表明鄭麥9023抗As、Pb脅迫能力較強，而小偃22抗Cd、Cr、Hg脅迫的能力相對較強。此外，由于本研究結論是在大田條件下進行，研究的風險以及研究受到外界自然環境等因素的影響較大，所得的研究結論也有待于進一步研究和驗證。
作者：聶勝委 黃紹敏 張水清 郭斗斗 張巧萍 程秀洲 單位：河南省農業科學院 河南農業大學 潢川縣農業技術推廣中心
關鍵詞：重金屬污染；城市環境；汽車尾氣排放；工業三廢；生活垃圾
中圖分類號：X131 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374(2011)28-0125-03
伴隨著城市經濟的不斷發展，城市重金屬污染問題已經引起了社會各界的廣泛關注。重金屬污染的主要來源是工業污染，此外還有交通污染和生活污染等，簡而言之，主要是工業“三廢”的任意排放，汽車尾氣的排放和日常生活垃圾中重金屬的污染。重金屬污染的主要影響是對大氣、土壤和水體等帶來了很嚴重的污染，危害了人的健康。針對這種污染現狀，應該減少或切斷重金屬污染源，控制土壤和水體的重金屬污染，減輕對于人體健康的危害。
一、城市重金屬污染的現狀及具體問題
(一)地面揚塵中重金屬超標，空氣質量變差
由于汽車尾氣的排放，很多重金屬顆粒進入空氣中，如鉛、汞等。此外城市土壤也受到了嚴重的重金屬污染，導致了地面揚塵直接被人們呼吸進體內。針對顆粒物來源的有關分析表明，在重慶，城區道路的地面揚塵對大氣TSP的貢獻比為5％～13％，長春空氣顆粒物的來源中土壤占到36.7％。北方地區的春季容易刮大風，每年沙塵暴天氣常常發生。相關研究發現當沙塵暴發生時，來自土壤的元素和離子的濃度會迅速增加，主要污染的重金屬元素Pb，zn，cd，cu在沙塵暴發生期問的濃度會比平時高3～12倍，而且TSP和PMl0的質量濃度相當高，顯而易見，通過這樣的數據分析，我們能夠認知到地面揚塵中的重金屬超標，導致空氣質量變差，進而通過人們的呼吸進入人體，給健康帶來了很大的隱患和威脅。
(二)土壤重金屬含量過高，城市郊區的蔬菜不合格
郊區土壤重金屬含量過高的主要源頭就是城區，城區龐大的交通量帶來的尾氣污染和大量的工廠的“三廢”排放一定程度上也影響了郊區土壤重金屬含量。郊區是城市蔬菜食品的最主要的供給點，由于郊區土壤受到了污染，蔬菜食品中的重金屬含量也會上升。一些蔬菜中某些重金屬含量甚至已經超出了上百倍，而這也是癌癥患者越累越多的原因之一。2003年烏魯木齊市蔬菜重金屬含量的調研表格，如下：
根據上表的分析得知，污染嚴重程度已經嚴重超出了國家的安全標準，對人們的生活健康帶來了很大的隱患。
(三)水體的重金屬污染，對于城市水體環境造成很大的威脅
城市水體是居民生活和生產的基礎，對于城市自身環境的調節也具有重要的作用。然而大量的工業用水、生活污水排入了城市水體，導致了城市水體的重金屬積累越來越多。一些專家針對長江沿岸的近水域中沉降物的污染元素含量進行研究，發現近岸水域沉降物中某些重金屬污染物的含量水平相對較高，超國家二級標準的0.7～68.3倍，此外沉降物中的沉淀物污染輕于懸浮物。其污染順序為：zn、Pb、cd、cu、Ni、As、co、V、Ti、cr、Fe、Mn，其中zn的污染最嚴重。此外一些專家針對廣州城市水體和上海濱岸的水體沉積物中的重金屬進行了相關研究，發現上海濱岸潮灘表層沉積物中cu、Pb、zn和cr的平均含量均遠高于當地和鄰近蘇州河中沉積物的各種重金屬元素的背景值，它們分別是背景值的5、2、4和3倍，這些元素中zn的污染毫無疑問是最為嚴重，同時廣州城市水體中重金屬含量也是zn的最高，然后依次為cu、cr和Pb。顯而易見，我國的大中型城市的水體重金屬含量均超標，污染現象嚴重，對城市水體環境造成很大的威脅。
二、城市重金屬污染治理的對策及具體應用
(一)嚴格控制工業“三廢”排放，減少和切斷重金屬污染源
工業“三廢”即廢水、廢氣、廢渣，它們含有大量的重金屬元素，當排入道環境后，會在人、植物和動物的體內富集，從而對環境和人的健康造成一定程度的危害。針對廢水、廢氣和廢渣中重金屬的排放問題，工廠必須采取一定的處理方案。首先，針對于工業廢水中重金屬的處理，通常會采用中和沉淀法、硫化物沉淀法和鐵氧體法三種化學沉淀的方法。工廠應該積極引進這些科學的方法進行廢水的綜合治理，避免這些廢水進入城市水體中，對于城市的水體環境造成污染。其次，工業生產中排放的含Pb、As等重金屬的廢氣，工廠可以采用橢圓式噴淋吸收塔和雙塔式噴淋吸收設備，用氧化劑及堿液吸收的治理方法，在排放出去之前做一些凈化處理，分理出重金屬元素，避免排入空氣中，形成顆粒狀污染物，對城市居民的健康造成威脅。最后，對于在工業生產中含重金屬的廢渣的處理，應該采用堿石灰、粉煤灰、活性炭和有機質對重金屬元素廢渣來進行一定的吸附，以防止工業廢渣中的重金屬元素會在土壤里擴散和遷移，給城市的土壤造成嚴重污染，特別是郊區的一些工廠，應該對于工業廢渣的處理有嚴格的流程。眾所周知，城市的蔬菜食品主要是郊區供給的，控制好重金屬對郊區農田的污染意義重大。如果土壤中重金屬元素的含量超標，會在蔬菜食品中富集，進而進入人體，帶來健康威脅。我國很多的工業區的環境監制工作存在很多的缺陷，對于工廠廢水、廢氣、廢渣的監管力度不夠，導致了很多工廠隨意排放，使城市的重金屬污染程度越來越嚴重。對于一些工廠的“三廢”處理設備落后和缺失的，有關部門應該強制工廠進行安裝和完善。只有嚴格控制工業“三廢”的排放，減少和切斷重金屬污染源，才能維持城市環境的良性發展，減少人們的健康威脅。
(二)減少汽車尾氣的排放，鼓勵清潔能源的應用
伴隨著城市的不斷發展，汽車也逐年遞增，同時汽車尾氣的排放量也猛增。汽車尾氣主要的重金屬元素就是Pb，過去，車用汽油是以四乙基鉛作為防爆劑的，即含鉛汽油，在汽車行駛過程中，排放的尾氣中會含有較高濃度的鉛，給人們的健康帶來了嚴重的危害。從1999年7月1日開始，國家明確規定要在全國范圍內禁止使用含鉛汽油，由含鉛量為0.013g/L以下的無鉛汽油來代替。但是隨著汽車越來越多，汽車尾氣的排放量也大大增加，重金屬元素對于空氣的污染依然嚴重。
針對汽車尾氣中重金屬元素對于空氣的污染，應該采取一定的治理途徑：第一，就是最有效和最終的途徑，即改變汽車的動力。比如說，開發代用的燃料汽車以及電動汽車等。這種途徑能夠在一定程度上使汽車只產生很少氣體或者不產生。第二，改善現有的燃油質量和汽車動力裝置。采用改善燃燒室的內部結構、設計更加高效的發動機、提高燃油的質量、開發新能源等都能使汽車的尾氣污染程度降低。第三，也就是現在被廣泛應用的汽車尾氣的凈化技術。通過采用先進的機外凈化技術來對 汽車在行駛中產生的廢氣進行凈化來減少一定的污染，此外，在汽車的排氣系統中來安裝凈化裝置，采用物理的和化學的方法減少尾氣的重金屬污染物，主要分為催化器、熱反應器和過濾收集器等。實驗表明，甲醛樹丁醚也具有很好的抗爆性，作為汽油的摻合劑，不僅不含鉛元素，還能降低其他碳氫物的排放。在發達城市和地域，倡導和鼓勵人們乘坐公共交通出行，從汽車數量上面來減少尾氣的排放量，防止其中的重金屬元素在空氣中形成顆粒物，污染空氣，并沉降在地面，污染土壤。
(三)生活垃圾應該分類處理，避免重金屬對土壤和水體污染
人們日常生活當中的各種垃圾，也不同程度的含有重金屬成分。比如說武漢市幾種垃圾成分中重金屬的含量，如下表：
顯而易見，電池中含有大量的重金屬元素zn。因此對于日常垃圾，我們應該進行相應的類處理，來防止重金屬對城市土壤和水體造成一定的污染。如果生活垃圾中的Hg、cd、cr等重金屬含量超標時，應該將生活垃圾進行分類收集，將印刷制品、電池、塑料包裝物、塵土與其他的垃圾進行分開存放。處理垃圾時，應檢查Hg、cd、cr等重金屬元素的含量是否超標，只有在標準范圍內的情況下，才可進行堆肥、填埋和焚燒處理，不然就要單獨處理。此外，政府應當制定相關城市生活垃圾分類的法規，明確配套的實施細則，建立完善的立法體系，創建真正意義上的仲裁機構，明確相關法律的責任，同時加大相關宣傳力度，提高公民的垃圾分類的意識。由此看來，生活垃圾應該分類處理，避免重金屬對土壤和水體污染，在收集、運輸和處理過程中，要加大相應的垃圾分類力度，確保垃圾中的重金屬成分能合理的回收和處理，降低重金屬對于城市的污染程度。
隨著城市化和工業化進程的加快，城市重金屬（鉛、鎘、汞 鉻、砷）的污染日益嚴重。研究證實，這些重金屬污染物可以通過食物和飲水攝入、呼吸道吸入和皮膚接觸等進入人體，然后，在人體的某些器官中積蓄起來，造成慢性中毒，危害人體健康。
鉛 重金屬污染物鉛對人體健康的危害主要是損害人體的神經系統和造血系統等，嚴重影響人體新陳代謝功能。
鎘 重金屬污染物鎘對腎臟造成損害，可導致骨鈣減少、骨質疏松、骨軟化。鎘污染物在人體積蓄還會引起高血壓、動脈硬化和心臟病。
汞 重金屬污染物汞在人體器官中積蓄造成慢性中毒，可導致腦和神經系統損傷，并可致胎兒和新生兒汞中毒。
鉻 重金屬污染物鉻在人體器官中積蓄造成慢性中毒，可導致鼻炎、結核病、腹瀉、支氣管炎、皮炎等疾病。
砷 重金屬污染物砷在人體器官中積蓄造成慢性中毒，可導致末梢神經炎和神經衰弱癥，以及皮膚色素高度沉著和皮膚高度角化，甚至發生龜裂性潰瘍。
以前，在日本發生的水俁病（汞污染）和骨痛病（鎘污染）等公害病，都是重金屬污染引起的典型例子。那么，人們應該如何減輕重金屬對人體造成的危害呢？除了減少工業、企業重金屬污染物排放，加強環境治理以外，做好個人防護也是十分必要的。現代醫學研究表明，微量元素硒對上述重金屬可以產生拮抗作用，有效阻擋重金屬對人體健康造成的潛在危害。
關鍵詞：土壤污染修復 鐵錳氧化物 作用
隨著工業的發展和人們對于環境保護不當導致我國的土壤污染逐漸嚴重，但是我國的土壤污染治理工作并沒有發揮出應有的作用。鐵錳氧化物在當前的土壤污染修復中占據著十分重要的位置，對于改善土壤的質量有著十分重要的作用。但是由于當前我國的土壤污染缺少規范的治理導致污染土壤難以及時有效地恢復。在今后的土壤污染治理工作中需要采取有效的措施，保障土壤污染質量工作的順利進行。
一、當前我國土壤污染現狀
隨著我國工業的發展，當前我國的土壤污染情況逐漸嚴重，這對于我國的環境建設和人們的生活造成了十分不利的影響。尤其是在農村等人們依靠土地生活的地方，土壤污染嚴重影響了人們的正常生活。一些土壤污染很難進行短時間的修復，這對于環境的保護有著十分不利的影響。當前土壤污染比較嚴重的主要是以下兩種情況：
1.重金屬對于土壤的污染
重金屬對于土壤的污染在當期的土壤污染治理中比較難治理，由于重金屬在土壤中具有難降解，毒性強和積累效應等等特征。我國土壤的重金屬污染主要是當前一些化工企業的污染五未能及時合理的處理，將一些污染物進行掩埋等造成的土壤污染。但是重金屬對于土壤的污染十分嚴重并且難以治理，這對于土壤污染治理部門提出了眾多的挑戰。當前對于我國土壤重金屬污染的主要治理方法就是一方面在土壤中去除重金屬另一方面改變重金屬在土壤中的存在狀態。當前主要的技術就是采用物理方法，化學方法，生物方法等等，但是并沒有取得比較好的效果，土壤污染現狀并沒有得到有效地改善。
2.土壤的有機污染
當前我國土壤污染的另一重大來源就是有機物污染，相對于重金屬污染，這一污染更加嚴重，污染的種類比較繁多。在有機物污染中其中塑料對于土壤的污染十分嚴重，而且大部分的塑料污染物是難以降解的，這對于土壤污染的治理工作造成了十分不利的影響，并且這一污染還會對人們的生活造成傷害甚至傷害人們的身體健康。另外由于化學農藥對于土壤的污染也是土壤污染的重要原因之一，這對于土壤的危害十分嚴重，甚至會影響到地下用水，影響人們的生活健康。但是當前我國的土壤有機污染并沒有得到合理的整治，一些相關的治理方法仍然存在一定的缺陷性，并且治理并不徹底。
二、鐵錳氧化物在土壤污染修復中的重要作用
鐵錳氧化物在當前的土壤污染修復中逐漸得到應用，并發揮出一些作用，大大改善了當前的土壤質量。但是鐵錳氧化物對于土壤污染的治理并沒有得到充分的利用，鐵錳氧化物的應用范圍還有待于進一步擴展。
1.鐵錳氧化物在治理土壤重金屬污染中的應用
鐵錳氧化物作為土壤中的主要礦物元素，在當前的土壤污染修復中發揮著十分關鍵的作用。當土壤被重金屬污染之后，土壤吸持重金屬例子時，土壤中的鐵錳氧化物會發揮重要的作用，土壤中Cu、Ni、Zn、Cr、Co 元素的吸附主要受鐵氧化物的控制。土壤中沉積的鐵錳氧化物對于土壤中重金屬元素的吸附作用，可以有效地控制重金屬污染物的遷移和富集，這對于減少重金屬對于土壤的污染有著十分重要的作用。鐵錳氧化物及其水化物和層狀硅酸鹽礦物質對于吸附土壤中的重金屬元素有著十分重要的作用，但是由于人工合成的鐵錳氧化物和天然的鐵錳氧化物有著不同的作用，導致我國的土壤中鐵錳氧化物應用于重金屬的土壤污染修復中仍然存在一定的問題，需要進一步加強對鐵錳氧化物對于吸附重金屬作用的研究，盡量充分發揮鐵錳氧化物在重金屬土壤污染修復中的重要作用。
2.鐵錳氧化物在治理土壤有機物污染中的應用
鐵錳氧化物對于土壤有著一定的凈化作用，當前土壤的有機物污染逐漸嚴重，嚴重影響了土壤的肥力和土壤的正常應用。鐵錳氧化物對于環境中的有機毒害物有一定的降解功能，可以利用于土壤污染的修復工作中。在污染土壤的修復工作中利用鐵錳氧化物對于土壤的修復作用和凈化工作，充分提高土壤自身的治污能力和降污能力。當前土壤中含有一些天然的鐵錳氧化物可以充分利用自然規律，降解土壤中的有機污染物。鐵錳氧化物在土壤污染治理中有著節約成本，效果明顯的優勢，在今后的土壤污染治理工作中需要進一步提倡這一方法，充分利用鐵錳氧化物對于土壤污染的治理，緩解當前土壤污染嚴重的現狀。
3.土壤污染治理的其他措施
土壤污染對于人們的生活和農業的發展造成了十分不利的影響，特別是當前國家逐漸重視可持續發展的前提下，土壤污染更需要進一步加強治理。在今后的土壤污染治理工作中一方面需要建立完善的土壤污染治理法律法規。建立健全土壤污染治理法律可以有效地規范土壤污染治理工作，同時為土壤污染治理工作提供一定的保障。這在一定程度上也可以提高一些企業的污染治理積極性，減少企業污染物的排放，督促企業加強對污染物的處理工作。另一方面需要對于污染比較嚴重的企業進行嚴格的懲治。對于一些對土壤污染比較嚴重的企業需要加強治理，對于企業的污染物處理要進行嚴格的監督，對于一些特別嚴重的企業可以進行關閉，減少污染物的排放。除此之外還需要加強企業和工作人員的環境保護意識，尤其是土壤污染的教育，對于土壤污染造成的危害進行宣傳教育，使企業和工作人員認識到土壤污染的嚴重危害性。在土壤污染治理工作中還需要進一步開發和研究一些新的土壤污染修復措施和方法，盡量減少污染物對于土壤的污染，保障人們的正常生活。
三、結語
隨著當前工業的發展，我國的土壤污染逐漸嚴重，對人們的生活造成了十分不利的影響。當前我國的土壤污染修復措施并不十分完善，一些方法的效果并不十分明顯，這導致我國的土壤污染治理工作難以進行。鐵錳氧化物作為土壤中的一種豐富的物質對于環境當前的土壤污染有一定的作用，并且這一土壤污染修復的方法具有成本低，效果好的優勢。在今后的土壤污染修復工作中需要進一步充分利用鐵錳氧化物的土壤修復作用，同時還需要積極開發一些新的土壤污染修復方法，盡量減少土壤的污染程度。
參考文獻
