重金属污染及其生物修复

污染及防治 SCIENCE＆TECHNOLOGY 20 12⋯NO．06．皿圆 重金属污染及其生物修复 诸振 兵 (东莞市环境保护监测站 广东东莞 523009) 摘 要 ：社会的不断进步，对环境带来了严重的污染，特别是重金属污染已成为当代人面临的最大污染问题，严重危害着人们的健康。然 而，在重金属污染治理上，人们不断提出新的方法，特别是生物修复技术更多为人们所应用。 关键词：重金 属污染 危害 生物修复 前景 中图分类号 ：X83 文献标 识码 ：A 文章编号 ：1 672--3791(2012)02(c)-01 39—02 Abstract：Society is progressing Continuously，with serious pollution of environment，especially the pollution of heavy metals have become a biggest pollution problem which is the human facing nowadays，severity endangering people，s health．However，people continuously work out new method of The heavy metals pollution managed．specially Bibremediation technique is used more and more for people． Key W ords：Heavy metals poulltion l Endanger l Bioremediation；Prospect 重金属指比重大于5的金属，(一般指密 度大于4．5g／m 的金属)约有45种 ，如铜 、 铅、锌 、铁、钻、镍 、锰 、镉 、汞 、钨 、钼 、金 、银 等。尽管锰 铜 锌等 重金属是生命 活动所 需要 的微 量元素，但是大部分重金属如汞、 铅、镉 等并 非生 命活动所必须 ，而且所有重 金属超 过一定浓度都对人体 有毒但也包括 有的非金属 ，如As。境污染方面的重金 属主 要指Hg、CT、Pb、Cd、CU、As等金属。重金属 主要 来源 干化 肥农药的大量使用 ，电镀 、染 料厂的 “三废”，城市垃圾等 。但是土壤中的 镉主 要来源于母 岩和残落 的生物 体 。 1 污染现状 1．1水体污染现状 据 调 查现 代 水 体重 金 属 污染 率 高 达 80．1％。2003年 ，黄河、淮河、花江、辽河等十 大流域 的流 片，在不 同程 度上都遭受 重金 属污 染 ，且都超标 。2004年 ，太湖底泥 中总 Cu、Cr、Pb、均处于轻度污染水平 。黄浦江 干流 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面沉淀物 中Cd背景值 2倍 ，Pb背景 值1倍 ，Hg也有明显增加 ；苏州河中Pb全部 超标 ，Cd为75％超标 ，Hg为62．5％超标 。城市 河流 中Pb总量也超过 了标准值 ，全 国近 岸 河域海水 中Pb、Hg、Cd、Cu也有严重超标现 象 。 1．2 土壤重金属污染现状 我 国 大 陆最 南 端 的雷 州 半 岛土 壤 中 Cu、Ni、Cr和Hg的质量浓度超标样品比率 分别为7．55％、25．47％、20．75％、3．77％。土 壤中Cd含量一般为0．01—2mg／kg[I_而各大 城市的耕地土壤均有不同程度的Cd污染。 江 西省某 县 多达 44％的耕 地受 到污染 ，沈 阳市某污 灌 区农业突土 壤 中Cd含量 高达 l30mg／kg#成都东郊污灌 区Cd含量 高达 1．65mg／kg。其 中，沈阳市郊 区和西安 市污 灌区土壤 中Cd含量尤为严重 。沈 阳市农用 土壤中Cd含量为0．88mg／kg；西安市污灌 区土壤中Cd含量为0．628mg／kg。我国土壤 污染现状 也非 常严 重。 国外也 存在 不同程度的重金属 污染状 况 ，波兰由采矿 、冶炼 、废物导 致约60％水体 重金属 含量未达标准 。可见重 金属污染 不 仅是我 国面 临的问题 ，更是全球 性的环境 污染的 问题 。 2 对人体健康和生命的危害 人体如果射入过量的Mo(钼)就会导致 痛风样综合症、关节痛 、畸形 、肾脏受损、生 长发育迟缓 、动脉硬化、结蒂组织变性等疾 病 。另外 ，重金属Pb，As中毒也会导 致胎儿 畸 形。 3 生物修复技术 生物 修复技术是20世纪80年代产生的 一 种更经济、更 高效 、更环保的绿色生物技 术 ，具有广泛 的应用前 景。 3．1微生物修复广义的生物修复 ，指一切以 利用生物为主体的环境污染的治理技术 它包括利用植物 、动物和微生 物吸收、 降解、转化土壤和水体中的污染物 ，使污染 物的浓 度降低到可接 受的水平 ，或将有毒 有害的污染 物转化 为无害的物 质 ，也包括 将污染物稳 定化 ，以减 少其向周 边环境的 扩 散。一般分为植物修复、动物修复和微生 物 修复三种类 型。根据生物 修复 的污染物 种 类 ，它可分 为有机污 染生物修 复和重金 属污染的生物修复和放射性物质的生物修 复等 。狭义的生物修 复，是指通过微生物的 作 用清除土壤 和水体 中的污染物 ，或是使 污 染物 无害化 的过程 。它包括 自然 的和人 为 控制 条件 下 的污 染物 降解 或 无害 化过 程 。 3．2植物修复技术 3．2．1植物 修复技术的定义 利用绿 色植物 来转移 、容纳 或转 化污 染物使其对环境 无害。主要通过植物吸收、 植物挥 发、植物吸附 和根际 过滤等 方式来 积聚或清除水 体 中的 重金属 。修复金属 主 要在单 细胞 藻 类和 高等植 物 界的一 切 植 物 。 3．2．2植物在土壤修复中的应用 环境 中金属 的去除 。在长 期的生物 进 化 中 ，生长在 重金属含量较 高土壤中的植 物 产生 了适应重金 属威迫的 能力。即是不 吸收或 少量吸收 重金属 ；将吸收 的重金属 钝化在植物地下部分 ，使其不向地上转移 ； 大量吸收金属元素 ，植物仍能正常生长 。因 而在土壤的修复 中，可以利用植物 ，通过植 物 固定 ，植物挥发和 植物吸收去除 环境 中 金属元素 ，进行污染环境的修复 。 植物 可以从 污染的土壤中吸收并积累 大量的 放射 性核素 。现 已在核 电站 的附 近 地区发现多种能大量 吸收Cs*~Sr的植物种 类 ，如桉树苗一个月可去除土壤中1 3．0％的 Cs和11．3％Sr。 3．2．3植物 在富营养化水体的水 质净 化中的应 用 利用水 生生物 吸收 氮、磷元 素进行 代 谢 活动 ，以去除水体中氮、磷营养物 质的方 法 。高等水生植物 净化水体 的特 点是以大 型植物为主体 ，植物 和根区微生物共生 ，产 生协同效应 ，经过植物直接吸收、微 生物转 化 、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和悬浮 颗粒，同时对重金属元素也有去除效果 。必 须根据 当地 的环境特 征 ，选择合适 的生物 修复工程 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 。 4 生物修复影响因素 4．1对微生物修复过程的主要影响因素 微生物营养 盐 、电子受体 、基 质、土壤 特性 、污染物 的物 理化学性 质等 。 4．2 对植物修复过程的主要影响因素 生长 速度 和生物 量。如：自然的超富集 植物的生物量普遍较低 ，并且生长缓慢 ，严 重制约 了植物 修复的效率 ；病虫害等 生物 科技资讯 SCIENCE＆ TECHNOLOGY INFORMATION 1 39 万方数据 圆圆 ⋯。 因素，pH、光 照、温度 、水分、土壤特性；矿质 营养 ，污染物的理化性 质 。如 ：有机污 染的 生物 有效性 ，污染 物 的种类 、形 态和浓 度 等 。 5 生物修复的前景 综 合前人 的工作 ，尚需深 入研究 的问 题有 ：继续对超 累积植物的寻 找及超 累积 机理的研究，进一步加强对白腐真菌的应 用研 究 ；高分子 有机污染物 降解过程 中的 共代谢机理 ；植物根区修复 作用的原理及 其促进机制 。通过遗传 工程 构建高效 降解 的微生物菌株，创造超积累型转基因植物； 生物降解潜力的指标与生物修复水平的评 价 ，生物修 复与理化 方法结合 的综合技术 的研究 ；污 染的资源化 及生物修复的 产业 化 。 总之 ，应用 生物 系统 对人 为带来 的污 染物进行有效清洁是生物修复的目标。成 功的生 物修复需 要多学科的共 同合作 ，包 括污染生态学、分子生物学与生物技术 、土 壤化学 、植物学 、微生 物学和环境工程学 。 特 别是 ，对生物技 术方法与微生物 学原理 的深亥4理解将有助于这 一技 术的进一步发 展和更有效 、更广泛的应 用。通过吸收 、借 鉴、采纳 已有生物 修复 的成功和 失败的 经验 ，特 别是结 合我国国情 ，加强研 究，将会使我国污染土 壤及地下水和地表水的生物 修复的工作进 入到一个崭新的阶段。 参考文献 【l】成新 ．太 湖流域 重金 属污 染 亟待重视 [J】．水资源保护 ，2002(4)：39～4I． 【2】陈怀满．土壤一植物系统中的重金属污 染 ．土壤物质循环 系列 专著【M】．北京 ： 科学出版社 ，l996：7l～125． 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