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关键词：污泥农用；重金属元素；环境及健康；缓解措施
城市污泥是指在污水处理中产生的固体产物。据有关资料统计，目前美国所积累的干污泥总量已达1000万t，欧洲各国总计达660万t，日本为240万t左右[1]。随着中国城市化的不断发展，到2010年为止，全国产生废水的总量已经达到125万m3/天。污泥作为污水处理厂的主要产物，急需有效且安全的处理方式。目前污水的处理方式包括污泥焚烧、填埋法和农田利用法。由于担心污泥中的一些毒性病原体可能会引起人类的健康问题，西方的许多国家已经出台了相应法规来限制污泥的农田利用。污泥填埋的高费用已经促使污泥的处理朝向污泥焚烧来提供热量用于发电。污泥的农田利用也被视为一种能回收利用污泥中植物营养的有效方式，特别是污泥中的N、P元素对作物的生长促进十分明显。
城市污泥中的污染物可以被大致划分为3种主要的种类：①无机元素（例如金属和微量元素）；②有机元素（例如PCBs、PCDD、PPCPs、PAHs、表面活性剂）；③毒性病原体（例如细菌、病毒、寄生虫）。本文主要对重金属元素环境影响进行分析，在此基础上研究污泥农用过程中重金属元素的控制措施。
1 污泥农用中重金属的影响
由于城市废水主要来自生活废水、工商业废水和市区地表河流的排放，因而含有大量的重金属元素，特别是在一些发达城市和工业化城市中，城市污泥的潜在有毒重金属含量特别高，在污泥农用过程中可能会进行累积，进入生物链；或是由于没有经过安全的处理途径，会对人体和环境健康造成重大影响。重金属由于具有难迁移、易富集、危害大等特点，一直是限制污泥农业利用的最主要因素[2]。目前关于污泥中重金属的研究集中在Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni，但不同国家及不同城市的污泥重金属含量范围变化都很大。
一般来说，像在埃及这样的以农业灌溉为主的国家里，城市污泥中重金属含量相对较低。1980年前，污泥中重金属含量几乎仅占干重的0.5%～2%，最多时也只有干重的6%。美国和欧洲的城市污泥中重金属含量的急剧下降，不仅与他们本国严格的法律限制有关，也和他们国家与污水处理厂达成的协议，控制工业废水重金属含量紧密相连。
重金属在污泥中的运移、生物有效性以及生态毒性与污泥所施用土壤的pH值、阳离子的交换量（CEC）、有机质含量、土壤结构及土壤质地有关[3]。随着土壤pH值的增加，土壤对重金属的吸附能力也逐渐增强。土壤中有机质的存在形态也会影响重金属的生物有效性。由于有机质可以分为可溶和不可溶2种，不可溶的有机质会阻碍土壤中作物对有机质的吸收，通过使重金属离子牢牢吸附在有机质表面来降低重金属的生物有效性。然而，可溶性有机质组分可以通过形成重金属和有机质互溶组分来提高重金属在土壤的活性。同时， Tessier等采用分级提取的办法，将重金属分为交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残余态5个组分[4]。Pérez-Cid [5]等发现可交换态的重金属最易被作物吸收，有含量低、生物有效性大的特点；碳酸盐岩态易在酸性条件下分解释放，对作物的生物有效性也很明显；铁锰氧化物结合态在氧化还原电位降低时易释放出来；硫化物及有机结合态主要包括重金属硫化物沉淀及与各种有机质结合的重金属，是相对稳定的形态；残渣态是存在于矿物晶格中的重金属，是生物难以利用的形态[6]。在土壤质地方面，有实验发现，Zn在酸性土壤中的生物有效性更大，相比之下，Cu在碱性土壤中的生物有效性更明显。
2 重金属风险评估
由于污泥的长期使用会导致重金属元素在土壤中的聚集，从而使土壤受到污染，进而可能使地下水环境受到污染。针对重金属对地下水的污染以及评估土壤自身重金属污染程度可以采用Nemerow指数法。其特点是既考虑了污染物的平均浓度，又兼顾了浓度最大的污染物对地下水污染的影响[7]。
Nemerow指数法计算公式为：
式中：Pi为重金属污染物的分项污染指数；ci为重金属污染物的实测浓度（mg/L）；coi为重金属污染物的评价标准（mg/L）；（Pi）max为各项污染指数中污染指数Pi的最大值；Pi为各项污染指数的平均值。
Nemerow指数法反映地下水受重金属污染的程度，综合污染指数越大，说明地下水污染程度越严重。Nemerow指数具体指标分级界限视研究区地下水中重金属浓度的类型、浓度等确定。
3 污泥农用中对重金属元素的控制措施
论文关键词：超重力，重金属，玉米，生长性状，叶绿素
近几年由于人类的活动，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、土壤、水中，引起严重的环境污染。重金属铬Cr是再生水中污染物之一，对人群的健康产生危害[1]。在Cr影响植物生长方面，有人对土壤或沙中栽培的洋葱和玉米对灌溉水中对重金属Cr的吸收规律进行了研究[2-3]。杨和连[4]等专家都进行试验研究了Cr对作物种子发芽的影响[5-6]。近几年培育高度耐重金属的植株，成为了育种的难题，在研究重金属超富集植物吸收、转运和贮存Zn、Ni、Cd等重金属的分子机制取得主要进展[7]。根据目前的研究，主要通过鉴定玉米的形态指标和生理生化指标来研究植物的对重金属的抗性。本试验是在航天育种的启发下叶绿素，变微重力为超重力，综合超重力和重金属的因素，探讨对玉米种子萌发，幼苗形态和叶绿素的影响。探索利用超重力处理植物种子提高其抗重金属性的生理生化基础。
1材料与方法
供试材料采用农大108玉米品种。首先对小麦种子用0.1% HgCl2消毒10min，再自来水冲洗彻底后浸种24 h。然后暗培养至大多数种子萌动。随机抽取30粒种子各5份，以1000g·2h、2000g·1h、4000g·40min、6000g·20min、和8000g·10min进行超重力处理，未离心的种子作为空白对照（CK）。处理后的种子放入含有不同浓度重金属营养液的苗盆中进行水培，置于25℃恒温光照培养箱下培养。
培养至胚芽突破种皮长出幼苗，此时期测定种子的发芽率。在第3天测量玉米的形态指标。培养至三叶期，随机取叶样进行测定叶绿素。
2结果与分析
2.1 超重力和重金属对玉米种子发芽率的影响
由图l可以看出，综合超重力和重金属双重胁迫，当相同超重力处理时，由图可知随着重金属处理浓度的增加，种子的发芽率明显降低。对实验的结果进行分析表明超重力为8000 g·10 min高速短时可以降低重金属对玉米种子发芽率的影响。
图1 在不同超重力下重金属Cr对种子发芽率的影响
Fig1 Effects of Cr (Ⅲ)on seed germination underdifferent hypergravity treatments
2.2 超重力和重金属对玉米种子形态指标的影响
植物的形态指标是判断植物性状最直接的一类指标，形态指标中最主要的是植株的芽长和根长论文怎么写。当种子萌发后，其芽、根的生长完全暴露在外界环境中[9]，直接受到培养皿中Cr的影响叶绿素，故Cr对芽、根生长的影响远大于对发芽率的影响，如图2和图3所示。
1. 根长的分析
当重金属的浓度为0 mg/L时，6000g·20min 和8000g·10min处理的可促进根的生长。综合超重力和重金属双重胁迫，在1000 g和2000 g超重力处理下可降低重金属对根长的抑制。
图2 不同超重力下重金属对玉米幼苗根长的影响
Fig2 Effects of Cr (Ⅲ)on root length of maize seedlings under differenthypergravity treatments
2. 芽长的分析
当重金属的浓度为0 mg/L时，8000g·10min处理可促进芽的生长。综合分析超重力和重金属对幼苗的影响，在每一种超重力下玉米苗可抵抗不同浓度重金属的抑制作用，如2000 g的处理中10 mg/L浓度下，幼苗的高度较空白组10 mg/L浓度处理分别增加了58.23 %。
图3 不同超重力下重金属对玉米幼苗芽长的影响
Fig3 Effects of Cr (Ⅲ)on bud length of maize seedlings under differenthypergravity treatments
2.3 超重力和重金属对玉米苗期叶片叶绿素的影响
叶绿素是植物体有机合成的场所，是光能的吸收器，其含量的高低直接决定植株的有机合成能力。提高测定叶绿素a和叶绿素b的含量可判断植物的有机合成能力[10]。
由图4、5可知在无超重力处理下，重金属对叶绿素a、b合成的影响不明显，除1mg/L浓度外其他浓度的重金属均抑制了叶绿素a、b的合成。综合两因素的共同作用分析表明，2000g和4000 g的处理可以降低重金属对玉米叶绿素合成的影响。
图4 不同超重力下重金属对玉米叶片叶绿素a含量的影响
Fig 4Effects of Cr (Ⅲ)on the chloiophyⅠ(Ca) content of corn’s leaves under differenthypergravity treatments
图5不同超重力下重金属对玉米叶片叶绿素b含量的影响
Fig 5Effects of Cr (Ⅲ)on the chloiophyⅡ(Cb)content of corn’s leaves under differenthypergravity treatments
3 讨论
本实验研究超重力处理对玉米重金属耐性的影响时发现，对玉米进行超重力单因素处理时其发芽率符合赵欣等人的研究结论[11]。超重力和重金属双重胁迫对种子发芽率的影响，和超重力单因素处理对种子的影响相似，因为种子发芽时利用自身的营养物质几乎不受到重金属的迫害。高速超重力可以促进根长和芽长的生长，低速的超重力抑制它们的生长叶绿素，但抑制作用不明显。在结果分析中已经分析数据得出结论，在每一个超重力处理组都有抗重金属较强的植株。形态指标可鉴定植株受重金属迫害的程度，是一个可以直接表现植株生长状态的指标。在结果分析中那些形态指标较高的植株，这些植株对重金属的抗性也较强。可以作为研究植物耐重金属的鉴定指标。
实验结果表明，在每一个超重力处理组都有抗重金属较强的植株。叶绿素含量是表示植物光合器官生理状况的重要指标[12]。结果表明，短时间胁迫下，叶绿素含量略有增加，这可能是叶绿合成系统的一种激应性反应。当Cr（Ⅲ）胁迫浓度高50 mg/L时，随着铬浓度的逐渐增大而下降，这与徐勤松等[15]以铬处理水车前叶片的结果相似。
参考文献
[1]纪柱，铬盐生产工艺与致癌物[J].化工环保,1999,(3):173-174.
[2]巫常林，黄冠华，刘洪禄，等.再生水短期灌溉对土壤作物中重金属分布影响的试验研究叨[J].农业工程学报,2006,22(7):91-96.
[3]徐衍忠，秦绪娜，刘祥红，等.铬污染及其生态效应[J].环境科学与技术,2002,23(增刊):8,9,28.
[4]杨和连，车灵艳，卢二乔.重金属铬对西葫芦种子发芽及出苗的影响[J].种子,2004,23(6):60-62.
[5]蒋光月，崔德杰.重金属Cr对小白菜种子萌发及生长的影响[J].农业环境科学学报,2006,25(增刊);76-79．
[6]郑爱珍.重金属Cr污染对辣椒幼苗生理生化特性的影响[J].农业环境科学学报,2007,26(4):1343-1346.
[7]孙健，铁柏清，钱湛，杨佘维，毛晓茜，赵婷.复合重金属胁迫对玉米和高粱成苗过程的影响[J].山地农业生物学报, 2005,24(6):514-521.
[8]何翠屏,胡惠蓉.两种重金属胁迫对两种草坪草生长与代谢的影响[J].华中农业大学.
[9]乔琳，盛东风，邓艳.重金属铜、锌、铁、铅污染对白菜幼苗鲜重及叶绿素含量的影响[J].广东农业科学,2010,37(2).
[10]赵欣，王金胜.不同超重力处理小麦、玉米种子对其生理生化指标的影响[J]. 中国农业科技导报，2007,9(6):100-104.
[11]秦天才，阮捷，王腊娇.铬对植物光合作用的影响[J].环境科学与技术,2000,90:33-36.
[关键词] 重金属污染 土壤 水 防治
[中图分类号] X52 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2013）08-0230-01
重金属对水体及土壤的污染形势是很严峻的，据资料显示，每年我国有1200万吨粮食收到不同程度的不同重金属的污染，直接经济损失超过200亿元，每年能多养活4000万人，并且这一数字还在逐年增长，这些污染大都是由于土壤或灌溉用水受重金属污染而造成，重金属污染有着较强的不可预见性，因此对其防治有很大的困难，而预防才是王道。
一、重金属的来源及其种类
1.重金属的来源
重金属的主要来源还是工业污染，当然，或多或少也有来自交通以及我们生活垃圾的污染，在工业污染中，来自化工行业的污染占了相当大的比例，其次就是发电厂、钢铁厂，最常见的就是工业中的三废：废水、废弃、废渣，三废当中含有大量的重金属及其化合物，不经处理便直接排放，直接导致水资源和土壤污染，当人们用了这种被污染的水去灌溉庄稼，在被污染的土地上种庄稼，就会严重影响庄稼的收成，重金属也就随植物链传到人类，对人们的健康造成了严重的影响[1]。近几年，有环保学者提出：中国的化工企业的工艺、设备、技术研发较落后，是造成污染严重的主要原因，而人为的环保意识以及地方保护环保意识的淡薄，加剧了污染，强化治理迫在眉睫。生产企业应放眼未来，倡导环保，化工生产过程尽量使用少污染和无污染的原材料。
2.重金属的分类
2.1汞污染
汞是一种唯一的在常温下为液态的金属，在自然界中普遍存在，一般动物植物中都含有微量的汞，因此我们的食物中，都有微量的汞存在，可以通过排泄、毛发等代谢，不影响健康。
但是，随着工农业的迅速发展，目前国内对汞的需求量还是很高的，问题在于这些重金属用完之后生成的其氧化物或杂质如何处理，过量的汞如何处理，这些都是问题的关键之处，据调查，每年因汞中毒而死亡的人数并不在少数，如何防范含汞废水进入农业用水系统，已经迫在眉睫，是我们不得不去面对的问题。
2.3铅污染
铅是一种柔软的白色金属，是我国最早发现的元素之一，很容易生锈，但不失光泽，铅在工业中最重要的用途就是制造蓄电池，因此，水资源和土壤中铅污染的主要来源就是人们对废弃蓄电池的随意丢弃，而铅的化合物，常被用于合成五彩缤纷的颜料，在铅的众多化合物中，最重要的就是四乙基铅，常用于汽油防爆剂，铅的毒性随量而增大，其主要是通过人的皮肤接触，或者是消化道、呼吸道等进入人体器官，铅含量多者可引起器官病变，铅的主要毒性表现在贫血，神经受到损伤或者造成肾功能不全，生活中的铅给我们带来了无限的色彩和快乐，但是食物中的铅却能给人带来痛苦。
二、重金属对水体及土壤污染现状
1.重金属对水体污染现状
水体中重金属污染物的来源十分广泛，最主要的是工矿企业排放的废物和污水。由于这些工厂排放的污染物数量大，分布范围广，因而受污染的区域很大，较难控制，危害严重[2]。重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中富集，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等，对人体会造成很大的危害。在我国，最近的一起重金属污染事件是2011年3月中旬，浙江台州市路桥区峰江街道，一座建在居民区中央的“台州市速起蓄电池有限公司” 引起168名居民血铅超标，是近几年来浙江发生的最严重的一次重金属污染事件，其原因就是电池公司将含有大量铅的废水排入河渠，渗入地下，居民喝了地下水之后铅严重超标，而作为最大的洋垃圾市场，台州市每年从垃圾中拆解的价值高达200亿人民币，但是拆解之后的剩余物却随意丢弃，丢弃的重金属垃圾对空气和水资源造成了严重的污染。目前，我国的重金属对水体的污染正在逐年加剧，如若不采取措施，不过十几年的时间，我们将生活在一个被重金属污染的世界，想治理都治理不完。
二、重金属对水体污染的防治措施
1.加快含重金属废水废气治理
废水和废气是化工行业最普遍的污染物，也是和人类息息相关的一些污染，针对这些废水和废气，怎么处理成为了一个棘手的问题，对于废水的处理，目前，有三种最为让人接受的方法，物理处理法，即利用污染物的物化性质来除掉废水中的污染物，化学处理法，是指利用化学反应原理处理或回收废水中的溶解物或胶体中的物质，包括中和，氧化，还原絮凝法。最后一种方法是生化处理法，这种方法是指利用微生物在废水中对有机物进行氧化分解的新陈代谢过程，包括活性污泥法，生物滤池，氧化塘等方法。
2.强化含重金属固体废物污染防治
固体废弃物是化工三废中种类最多数量最大的一种污染物，其每年排出的数量有数亿吨，破坏了植被，排入水源，对农业用水造成了严重的污染，进一步转化就会进入大气，化工废渣的种类繁多，成分复杂，处理方法并不像废水废气那样有成套的系统和装置。而是根据其化学组成选用不同的方法，对于有机化工废物的处理，目前，采用较多的方法有热分解法，焚烧法和再生利用法，近几年发展最受欢迎的是再生利用法，将废物经过多次的回收利用，将其中有用成分提取出来，加工成其他产品。其次就是对无极废物的处理，其主要方法有3种，分别是可以作为二次原料资源，或者是提取其中的有用成分用于农业生产，对那些没有什么利用价值或者已经提取有用成分的部分废物，可以再加工为建筑材料。
三、结论
目前，我国重金属对水体污染已经相当严重了，尤其是化工行业，是最主要的重金属污染源中，如若不及时治理，将对国民经济造成严重损失，对人们的身心健康造成巨大的伤害，因此，解决重金属污染问题已经迫在眉睫。
参考文献
[1] 李然. 水环境中重金属污染研究概述. 四川环境， 1997（16）： 18-22.
[2] 李振. 浅谈重金属水污染现状及监测进展. 企业论道.
关键词:超富集植物;生态毒理;氮素代谢;重金属
中图分类号:[S19] 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2010)-10-0045-2
0 前言
随着现代工农业的迅速发展、城市的急剧扩大,自然环境中的重金属污染日益严重。重金属污染不仅导致土壤退化、农作物产量和品质降低,而且可能通过直接接触、食物链传递等途径危及人类的生命和健康。根据现存的技术包括用机械去除和化学修复方法去清除重金属污染的土壤较为困难,并且处理费用较为昂贵。近年来,对土壤扰动少、成本低且能大面积推广应用的重金属污染植物修复技术受到了越来越多的关注。
通常现在采用较多的是Baker在1983年提出的参考值为:植物叶片或地上部(干重)Cd含量达到100mg/kg,Co、Cu、Ni,、Pb含量达到1000g/kg,Mn、Zn的含量要达到10000mg/kg。超富集植物对重金属的吸收机制也受到了广泛的关注,目前,在超富集植物的研究方面,着重对重金属的生态毒理和氮素代谢机制的研究,为了更好的利用超富集植物来修复受重金属污染的土壤,本文就超富集植物对重金属的生态毒理和氮素代谢机制影响作一个综述。
1 超富集植物对重金属的生态毒理机制
1.1 细胞壁沉淀和细胞区室化作用
重金属离子进入植物体内时会有一部分沉淀在细胞壁上,从而阻止过多的重金属离子进入细胞原生质使其免受伤害。细胞内区室化作用与超富集植物耐受和超富集重金属密切相关。邓华在研究锰对短毛蓼亚细胞分布的结果表明:短毛蓼不同器官90%的以上的锰分布在细胞壁和可溶性部分。在组织和细胞水平,重金属在超富集植物内呈区室化分布。组织水平上,重金属大多积累在表皮细胞、亚表皮细胞和表皮毛中,一定程度上减轻叶片细胞结构及生理功能所受的伤害;至于细胞内,重金属贮存在液泡中,减少了重金属对细胞质及细胞器中各种生理代谢活动的伤害。
1.2 植物体对重金属的螯合机制
目前在超富集植物体内发现的螯合重金属的物质有草酸、苹果酸、柠檬酸、组氨酸和谷胱甘肽(GSH)等小分子物质和重金属结合蛋白(MBP)大分子物质。GSH是含非蛋白硫基的小分子量多肽,它在抵御植物细胞受活性氧攻击过程中,参与调控细胞内的氧化还原平衡和H2O2的水平,所以它起着非常重要的作用。GSH在植物螯合肽合成酶催化下,聚合成对重金属亲和力较强的植物螯合肽(PCs),它是植物组织中富含-SH的多肽,通常PC在植物组织中的含量较低,但是在重金属的诱导下,PCs合成酶可以在半胱氨酸为底物的条件下合成植物络合素。并能与重金属离子螯合成无毒化合物,减轻重金属离子对植物的毒害。因此,植物诱导PCs的合成是其解毒机制之一。据吴灵琼等人报道,PCs能与重金属如Cd+在根部细胞内形成区室化以阻止重金属对根部的进一步损伤。刘可慧等人研究了小白菜通过植物体中非酶物质(SH、GSH、PCs)含量的增加来缓解重金属Cd引起的毒害。
1.3 抗氧化酶系统激活保护作用
超富集植物在重金属胁迫下,可激活超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)组成的抗氧化酶系统,并有效的清除产生的过多的活性氧,从而减轻重金属对植物的毒害。闫研研究了李氏禾对重金属铬诱导的氧化胁迫实验中表明随着铬胁迫时间的延长,SOD、POD、CAT酶活呈现逐步升高的趋势。随着铬胁迫质量浓度的增加,MDA逐渐升高,膜透性增大,3种抗氧化酶先升后降。植物体内的抗氧化物酶(SOD、POD、CAT)在清除活性氧自由基方面起着重要的作用。SOD在抗氧化酶中处于核心地位,是重要的含Zn酶类,在供Zn不足的条件下,一般植物的正常生长会受到抑制,体内SOD或Cu/Zn-SOD活性会显着下降,而在过量供Zn的条件下,过量的Zn会破会细胞的结构,对植物产生毒素,使得SOD活性下降或短暂升高;它将02-歧化为H2O,同时催化Fenton反应产生更多的OH。一旦植物细胞中的保护酶系统的平衡遭到破坏,导致植物体内活性氧的产生和清除失衡,必将使植物的生理代谢紊乱加速植物体的衰老和死亡。
2 重金属对超富集植物氮素代谢影响机制
重金属对植物的毒害作用归因于其对植物的光合作用、呼吸作用、矿物营养、植物的水分状态、氮素代谢以及诱导其受到氧化胁迫。氮素代谢对重金属的毒性的响应是很重要的,用Cd对植物进行处理后,植物会通过氮素代谢合成一组含N的代谢产物,氮素代谢影响了植物功能的所有水平,从代谢到资源分配,植物的生长和发育。
2.1 重金属对植物无机N同化的影响
氮是许多植物体中所必须的矿物元素,占植物体干重的1.5-2%。在大多数的农业土壤中,硝酸盐是植物最重要的N的来源,氮素代谢受到各种植物中存在的重金属的影响。Ewa揭示了Ni不仅抑制了小麦叶片木质部中NO3-的吸收和运输使NH4+的大量累积,而且也抑制了NR和NiR的活性从而对硝酸盐的同化产生了很大的影响。NR是氮同化的限速酶,对重金属的胁迫很敏感。在植物中,从硝酸盐同化为氨基酸涉及以下的反应:硝酸盐首先通过NR和NiR还原为NH4+,这一步是N-NO3-转变为有机N的关键。铵的累积对细胞具有较大的毒性,需被快速的同化。于方明等人在研究Cd对超富集植物圆锥南芥氮素代谢的过程中,发现随着Cd浓度的增加圆锥南芥植物体中的NH4+含量明显增加。
2.2 重金属对植物有机N同化的影响
通常NH4+的同化过程有两条高效的调控途径:铵与α-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶(GDH)的作用下合成谷氨酸;NH4+然后通过GS/GOGAT循环结合成谷氨酰胺和谷氨酸:在GS 的催化作用下,铵与谷氨酸结合生成谷氨酰胺,而GOGAT催化谷氨酰胺与α-酮戊二酸结合,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、蛋白质、叶绿素、生物碱等)生物合成的供体,在植物面对重金属的胁迫过程中起着重要的作用。除了大多数氨基酸合成的基质,谷氨酸也是游离脯氨酸的产物,游离脯氨酸可以保护植物免受Ni的胁迫。经过Ni处理的水稻叶片中,伴随着谷氨酸含量的减少游离脯氨酸含量的增加。GS是高等植物体内氨同化的关键酶之一。因此,在植物体铵同化的初级阶段,GDH所起的作用相对较小或不起作用。
3 存在的问题及展望
利用超富集植物修复重金属污染的土壤是一种高效、经济、绿色的方法。目前,虽然我们在超富集植物对重金属的吸收特性和贮存机制等方面做了大量的研究,但对超富集植物的超富集功能的生理生化机制、分子生物学机制等方面还缺乏足够的了解,这成了我们以更加优化的模式应用超富集植物以及获得更大经济、社会效益的障碍。所以在未来的研究过程中还是有几方面需要进一步的研究和完善。
应更深入的进行微观方面的研究,可以把超富集植物的基因转移到一般植物中,以提高普通植物对重金属污染土壤的耐性和修复性;可以考虑植物-微生物复合体系,以提高植物修复污染土壤的效率;由于大多数的超富集植物的生物量小,生长较慢,应进一步对重金属超富集植物进行筛选,建立重金属超富集植物的物种资源库。加强转基因植物修复的研究,在筛选出的原有超富集植物的基础上培育出生长快、高生物量的更加优越的转基因植物,以满足对受重金属污染土壤植物修复的需要和达到较好的效果;对重金属胁迫超富集植物机理的研究尤其是对氮素代谢影响的研究也是将来发展的一个方向。清楚了解超富集植物对重金属的耐受机制将会有助于成功而有效的设计对受污染土壤的修复体系,以及有利于利用超富集植物的基因增强一般植物的修复和提取污染物的能力。
参考文献
[1] Baker A J M, Brooks R R, Pease A J, et al. Studies on copper and cobalt tolerande in three closey related taxa within the genus SilenceL. (Caryophyllaceae) from Zaire[J]. Plant and Soil. 1983,73:377-385.
[2] 邓华,李明顺,等.锰在短毛蓼不同器官中的亚细胞分布及化学形态[J].广西师范大学学报:自然科学版,2010,28(1):58-62.
[3] 吴灵琼,成水平等.Cd2+和Cu2+对美人蕉的氧化胁迫及抗性机理研究[J].农业环境科学学报,2007,26(4):1365-1369.
[4] 刘可慧,于方明,等.镉胁迫对小白菜(Brassica campestris L.)抗氧化机理的影响[J].生态环境,2008,17(4):1466-1470.
[5] 闫研,李建平,赵志国等.超富集植物对重金属耐受和富集机制的研究进展[J].广西植物,2008,28(4):505-510.
[6] Ewa Gajewska, Maria Sklodowska.Nickel-induced changes in nitrogen metabolism in wheat shoots[J].Journal of plant physiology 2009;166:1034-44.
1 材料与方法
1．1 材料和试剂
试验用光棘球海胆取自辽宁省海洋水产科学研究院培育的F1代家系。分别取性成熟雌性和雄性个体，用0．5mol／L的KCl溶液刺激海胆生产配子，分别收集卵子和，将精 液用过滤海水按1∶100配制成稀释液备用。氯化锌（ZnCl2），氯化镉（CdCl2），氯化汞（HgCl2），硫酸铜（CuSO4），乙酸铅［Pb（CH3COO）2］均为分析纯，购自国药集团化学试剂有限公司，分别用蒸馏水配制成0．1mol／L，0．1mol／L，0．1mol／L，0．01mol／L，0．1mol／L的储液，备用。
1．2 试验方法
试验浓度设置：5种重金属的浓度设置参考Radenac等［10］的研究结果，均设置了低、中、高3个暴露浓度，其中Cd、Pb、Cu、Zn的暴露浓度均为0．1、0．5、1．0μmol／L；Hg的 暴 露 浓 度 为0．01、0．05、0．1μmol／L，同时设置空白对照组。暴露试验在2L的玻璃烧杯进行，各试验浓度设置2个烧杯，每个烧杯中加入2L过滤海水，再分别加入重金属储液至试验浓度，试验开始后每个烧杯中先放入10 000枚光棘球海胆的卵子，再加入100μL的光棘球海胆的稀释液，充分搅匀。15min后取样，每个烧杯各取1000枚卵用5％的甲醛溶液固定，每次取200枚卵子在解剖镜下观察，统计受精率。48h后对照组光棘球海胆胚胎发育至长腕幼虫时取样。每个烧杯各取1000个光棘球海胆胚胎，用5％的甲醛溶液固定，用于观察统计。试验重复1次。
1．3 电镜切片与观察
光棘球海胆经中浓度重金属溶液暴露2min，立即用3％的戊二醛（pH 7．4的0．1mol／L磷酸缓冲液配制）固定2～4h（4 ℃）后，1％琼脂预包埋，切成1 mm3的小块，用戊二醛固定10h。经pH 7．4的0．1mol／L磷酸缓冲液浸洗，再用1％的锇酸固 定2h，乙 醇 梯 度 脱 水 后，用 丙 酮 脱 水，Epon812包埋，LKB－NOVA超薄切片机切片。日立H－7000透射电镜观察生殖腺结构变化并拍照。
1．4 数据统计与分析
试验结果用平均值±标准差表示，对照组和每个重金属暴露组之间进行t检验，P＜0．05为差异显著，P＜0．01为差异极显著。
2 结果与分析
2．1 5种重金属对光棘球海胆卵子受精率的影响
在水温（21±0．5）℃、盐度32条件下，对照组光棘球海胆卵子的受精率高达（96．31±0．58）％（图1）。由图1可见，与对照组相比，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，光棘球海胆卵子的受精率极显著地降低；并随着重金属暴露浓度的升高受精率逐渐降低，具有剂量—效应关系。其中Cu暴露后受精率下降幅度最大，表明5种重金属离子中，Cu对光棘球海胆精卵结合的毒性作用最大。比较5种重金属对光棘球海胆卵子受精率的影响结果，发现5种重金属对受精毒性作用为：Hg＞Cu＞Zn
＞Pb＞Cd。
2．2 5种重金属对光棘球海胆胆胚胎发育的毒性作用
在水温 （21±0．5）℃、盐度32条件下，对照组光棘球海胆胚胎发育48h进入长腕幼虫时期，其中正常的长腕幼虫的比例为（95．16±0．68）％，胚胎发育的延滞率和畸形率分别为（2．29±0．16）％、（2．55±0．56）％。与对照组相比，0．01、0．05、0．1μmol／L Hg暴露后，光棘球海胆正常长腕幼虫的百分比极显著降低，随着暴露浓度升高呈下降趋势，具有剂量—效应关系，胚胎延滞率和胚胎畸形率均极显著上升，同样具有剂量—效应关系。经比较发现，Cu、Pb、Zn、Cd对光棘球海胆胚胎的毒性作用与Hg的毒性作用相似。其中，1．0μmol／L Cu处理组未观察到长腕幼虫个体（表1）。通过比较5种重金属离子对光棘球海胆胚胎的毒性作用结果发现，5种重金属对光棘球海胆胚胎的毒性作用为：Hg＞ Cu＞ Pb＞ Zn＞ Cd。
2．3 5种重金属对光棘球海胆超微结构的损伤
5种重金属暴露后，光棘球海胆超微结构受到了不同程度的损伤（图2）。对照组光棘球海胆呈规则的子弹头形，其头部为顶体结构，基部线粒体对称分布结构完整，整个的外膜清晰（图2a）。0．5μmol／L Cd暴露后，光棘球海胆外膜空泡化（黑色箭头，图2b），基部线粒体形状不规则（图2b）。0．5μmol／L Pb暴露后，光棘球海胆基部线粒体形状不规则，内嵴部分溶解（白色箭头，图2c），质 膜 部 分 断 裂 （黑 色 箭 头，图2c）。0．5μmol／L Zn暴露后，光棘球海胆外膜空泡化（黑色箭头，图2d），线粒体内嵴部分溶解（白色箭头，图2d）。0．5μmol／L Cu暴露后，光棘球海胆基部线粒体内部空泡化（白色箭头，图2e）。0．5μmol／L Hg暴露后，光棘球海胆头部质膜溶解（黑色箭头，图2f），线粒体内嵴断裂（白色箭头，图2f）。
3 讨论
不同重金属胁迫对成熟期小麦株高、穗长的影响重金属胁迫下对小麦穗长的影响，与CK相比，重金属Pb在2种添加量下均抑制郑麦9023穗的生长，其他重金属则随添加量的高低对穗长的影响不尽相同，穗长大小依次为:Cd1＞Hg2＞Cr1＞As2＞CK＞Pb1＞Pb2＞As1＞Cd2＞Hg1＞Cr2。同样，重金属Cd、As、Cr在2种添加量均抑制小偃22的穗长，Pb胁迫则没有表现出抑制特性，穗长大小依次为:Pb2＞Hg2＞Pb1＞CK＞Cd1＞As1＞Hg1＞As2＞Cd2＞Cr1＞Cr2(表2)。此外，同一重金属胁迫对不同的基因型小麦穗长的影响效应存在差异，As、Cd、Cr胁迫对郑麦9023、小偃22的穗长均表现出抑制效应;Hg、Pb处理对9023表现为抑制效应，对小偃22表现为一定的促进作用。重金属胁迫对小麦株高的影响，与对照相比，重金属Pb1、Cd1、Cr2抑制了郑麦9023的株高，而其他处理则不存在抑制现象，株高大小依次为:Cr1＞Hg2＞As2＞Cd2＞Hg1＞Pb2＞As1＞CK＞Pb1＞Cd1＞Cr2(表2)。总的来看，As、Hg处理对郑麦9023的株高则表现为促进作用，Cd、Pb处理在低浓度条件下表现为抑制作用，高浓度条件下表现出促进作用，5种重金属的影响作用大小依次为:Cr＞Hg＞As＞Pb＞Cd(表3)。此外，5种重金属的胁迫均抑制了小偃22的株高，其中，As2处理抑制效果最小，其次为Pb2处理，Cr2处理抑制效果最大;重金属胁迫下小偃22的株高大小依次为:CK＞As2＞Pb2＞Pb1＞Hg1＞As1＞Hg2＞Cd2＞Cd1＞Cr1＞Cr2(表略)。Cd、Pb、As、Hg、Cr胁迫对小偃22的株高均表现为抑制作用，重金属Cr处理与对照相比达到显著(P＜0．05)或极显著(P＜0．01)水平;5种重金属对小偃22株高的抑制效应的大小依次为:Cr＞Cd＞Hg＞As≥Pb。
不同重金属胁迫下对小麦成熟期颖壳质量、单穗籽粒质量的影响在重金属胁迫下，小麦颖壳的生长受到了较大影响。从表4可以看出，与对照CK相比，重金属Cr胁迫能显著(P＜0．05)降低郑麦9023的颖壳质量，其他重金属胁迫对颖壳生长的影响则与其浓度有较大关系，颖壳质量大小依次为:Hg2＞Pb1＞As2＞Cd1＞Pb2＞CK＞Hg1＞Cd2＞As1＞Cr1＞Cr2;5种重金属对郑麦9023籽粒颖壳质量的影响效应大小也有所不同，Cr的影响效应最大，Cd的影响效应最小，影响效应大小依次为:Cd＜Pb＜As＜Hg＜Cr(表5)。对于小偃22来说，与CK相比，重金属As、Cd、Cr胁迫均抑制颖壳的生长，其中，Cr处理的颖壳质量显著(P＜0．05)低于其他处理，而Pb、Hg的浓度不同对生长的影响也不同，颖壳质量大小依次为:Pb2＞Hg1＞CK＞Pb1＞Cd1＞Hg2＞As2＞Cd2＞As1＞Cr1＞Cr2。5种重金属对小偃22籽粒颖壳质量的影响效应最大的是Cr，其次是As，5种重金属的影响效应大小依次为:Pb＜Hg＜Cd＜As＜Cr。小麦的单穗籽粒质量直接影响到最终的产量，与CK相比，郑麦9023在重金属Cr1胁迫下的单穗籽粒质量最大，达到1．91g/穗，Pb1处理的单穗籽粒质量最小，为1．38g/穗;各处理的单穗籽粒质量大小依次为:Cr1＞CK＞Hg2＞Pb2＞Cd1＞Hg1＞As2＞Cd2＞Cr2＞As1＞Pb1(表4)。不同重金属对郑麦9023单穗籽粒质量的效应大小也不相同，从表5可以看出，Cr的影响效应最大，Hg的最小，5种重金属的影响效应大小依次为:Cr＞Pb＞As＞Cd＞Hg。同样，小偃22在重金属Hg1胁迫下的单穗籽粒质量最大，为1．90g/穗，其次为Cr2，Cd2处理的值最小，小偃22各处理的小麦单穗籽粒质量大小依次为:Hg1＞Cr2＞As2＞Pb2＞Cr1＞As1＞Hg2＞CK＞Pb1＞Cd1＞Cd2;5种重金属的影响效应大小依次为:Cr＞Hg＞Cd＞As＞Pb。不同重金属胁迫对小麦产量影响及阈值分析，不同重金属胁迫，对小麦籽粒产量产生了一定的影响。从产量上看，重金属Cr处理的2个小麦品种籽粒产量与CK相比显著(P＜0.05)降低，均表现为高浓度Cr处理的抑制作用大于低浓度Cr处理;Cd、Hg、Pb、As处理的小麦籽粒产量均高于对照，其中Cd1、Pb2处理的郑麦9023小麦籽粒产量显著(P＜0．05)高于CK，而Cd、Hg、Pb、As处理的小偃22小麦籽粒产量则没有达到显著水平。各处理郑麦9023的籽粒产量大小依次为:Cr2＜Cr1＜CK＜Cd2＜Hg1＜As2＜As1＜Hg2＜Pb1＜Cd1＜Pb2;各处理小偃22的籽粒产量大小为:Cr2＜Cr1＜CK＜Hg1＜As2＜Hg2＜Cd1＜Cd2＜Pb2＜As1＜Pb1。对5种重金属胁迫下的小麦产量与土壤重金属含量进行拟合分析，在本研究的土壤重金属浓度下，重金属Cr与郑麦9023、小偃22的产量均程直线线性关系;重金属Cd、Hg、Pb、As与小麦产量则呈二次线性关系。说明2种小麦产量受Cr影响较大，而受Cd、Hg、Pb、As的影响则相对较小。同时利用线性方程进行求解，得出2种小麦的产量受重金属胁迫的阈值(表6)，由表6可以看出，不同基因型小麦品种的抗胁迫能力存在一定差异，郑麦9023抗As、Pb胁迫能力较强，小偃22抗Cd、Cr、Hg胁迫的能力相对较强。
前人研究认为，重金属Cd［19－21］、Pb［22］、As［23－27］、Hg［28］、Cr［29－30］胁迫在较低浓度时对小麦的生长有一定的促进作用，而在高浓度下能够抑制种子的发芽势、发芽率和芽以及根的生长;Cd、Pb、As、Hg、Cr重金属对产量三要素的影响最大的是单位面积群体数，其次为穗粒数，对千粒质量的影响最小;单位面积群体穗数对重金属Cr、Pb最为敏感［31］。本研究条件下，As、Cd、Cr、Hg、Pb胁迫对郑麦9023、小偃22的穗长、株高、颖壳质量影响差异较大;如As、Cd、Cr、Hg、Pb胁迫对郑麦9023穗长表现为抑制效应;As、Cd、Cr胁迫对小偃22的穗长表现为抑制效应，Hg、Pb胁迫则表现为促进效应等。这些结论与前人的研究不完全一致，一方面可能与本研究设置的浓度有关;另一方面试验研究的水培、盆栽条件与大田之间的环境差异较大。与大田环境相比，水培、盆栽土壤缓冲能力和抗胁迫能力较小;而大田土壤条件则有较高的土壤库容、土壤微生物活性，对重金属胁迫的抵抗能力较强。小麦的生长是否受到抑制与重金属的种类、小麦品种等有很大关系，而且小麦基因型不同，对重金属的抗胁迫能力也存在较大的差异，特别表现在产量的差异上;说明在重金属污染土壤的修复过程中，可以筛选利用可胁迫能力强、吸收累积能力高的作物品种进行污染修复。同时也应注意重金属对人体的高危害性，合理处理富集作物。此外，本研究得出的土壤重金属产量阈值参照标准不同，As、Cd、Hg、Pb的阈值是限制达到相应品种对照产量时土壤的含量值，当土壤重金属含量达到这一含量水平时，就会造成减产;而Cr则是作物没有收获产量时的土壤含量值。本研究结果表明，在大田条件下，重金属对小麦生长因子的影响因小麦的品种和重金属种类及浓度的不同而不同，As、Cd、Cr、Hg、Pb胁迫对郑麦9023穗长表现为抑制效应;As、Cd、Cr胁迫对小偃22的穗长表现为抑制效应，Hg、Pb胁迫则没有表现出抑制效应。As、Cd、Cr、Hg、Pb胁迫对小偃22的株高均表现为抑制作用，抑制效应的大小依次为:Cr＞Cd＞Hg＞As≥Pb。As、Hg胁迫对郑麦9023的株高则表现为促进作用，Cd、Pb胁迫则表现为“高促低抑”的特点，而Cr胁迫表现为“低促高抑”趋势。同时，Cr胁迫对郑麦9023颖壳质量的影响效应最大，Cd最小;对小偃22籽粒颖壳质量的影响效应最大的是Cr，其次是As;重金属Pb对小麦籽粒颖壳质量表现为促进效应;而Cd、Cr、As胁迫，则表现为抑制效应。研究表明，As、Cd、Cr、Hg、Pb5种重金属胁迫下，只有重金属Cr胁迫显著(P＜0．05)降低了2个小麦品种的籽粒产量，而Cd、Hg、Pb、As胁迫则没有表现出抑制现象。通过对重金属胁迫浓度与产量的拟合分析，得出As、Cd、Cr、Hg、Pb5种重金属对郑麦9023的产量阈值分别为53．42，1．31，749．73，7.43，555．57mg/kg，小偃22的产量阈值分别为42.58，1．80，828．18，10．30，437．01mg/kg。表明郑麦9023抗As、Pb胁迫能力较强，而小偃22抗Cd、Cr、Hg胁迫的能力相对较强。此外，由于本研究结论是在大田条件下进行，研究的风险以及研究受到外界自然环境等因素的影响较大，所得的研究结论也有待于进一步研究和验证。
作者：聂胜委 黄绍敏 张水清 郭斗斗 张巧萍 程秀洲 单位：河南省农业科学院 河南农业大学 潢川县农业技术推广中心
关键词：重金属污染；城市环境；汽车尾气排放；工业三废；生活垃圾
中图分类号：X131 文献标识码：A 文章编号：1009-2374(2011)28-0125-03
伴随着城市经济的不断发展，城市重金属污染问题已经引起了社会各界的广泛关注。重金属污染的主要来源是工业污染，此外还有交通污染和生活污染等，简而言之，主要是工业“三废”的任意排放，汽车尾气的排放和日常生活垃圾中重金属的污染。重金属污染的主要影响是对大气、土壤和水体等带来了很严重的污染，危害了人的健康。针对这种污染现状，应该减少或切断重金属污染源，控制土壤和水体的重金属污染，减轻对于人体健康的危害。
一、城市重金属污染的现状及具体问题
(一)地面扬尘中重金属超标，空气质量变差
由于汽车尾气的排放，很多重金属颗粒进入空气中，如铅、汞等。此外城市土壤也受到了严重的重金属污染，导致了地面扬尘直接被人们呼吸进体内。针对颗粒物来源的有关分析表明，在重庆，城区道路的地面扬尘对大气TSP的贡献比为5％～13％，长春空气颗粒物的来源中土壤占到36.7％。北方地区的春季容易刮大风，每年沙尘暴天气常常发生。相关研究发现当沙尘暴发生时，来自土壤的元素和离子的浓度会迅速增加，主要污染的重金属元素Pb，zn，cd，cu在沙尘暴发生期问的浓度会比平时高3～12倍，而且TSP和PMl0的质量浓度相当高，显而易见，通过这样的数据分析，我们能够认知到地面扬尘中的重金属超标，导致空气质量变差，进而通过人们的呼吸进入人体，给健康带来了很大的隐患和威胁。
(二)土壤重金属含量过高，城市郊区的蔬菜不合格
郊区土壤重金属含量过高的主要源头就是城区，城区庞大的交通量带来的尾气污染和大量的工厂的“三废”排放一定程度上也影响了郊区土壤重金属含量。郊区是城市蔬菜食品的最主要的供给点，由于郊区土壤受到了污染，蔬菜食品中的重金属含量也会上升。一些蔬菜中某些重金属含量甚至已经超出了上百倍，而这也是癌症患者越累越多的原因之一。2003年乌鲁木齐市蔬菜重金属含量的调研表格，如下：
根据上表的分析得知，污染严重程度已经严重超出了国家的安全标准，对人们的生活健康带来了很大的隐患。
(三)水体的重金属污染，对于城市水体环境造成很大的威胁
城市水体是居民生活和生产的基础，对于城市自身环境的调节也具有重要的作用。然而大量的工业用水、生活污水排入了城市水体，导致了城市水体的重金属积累越来越多。一些专家针对长江沿岸的近水域中沉降物的污染元素含量进行研究，发现近岸水域沉降物中某些重金属污染物的含量水平相对较高，超国家二级标准的0.7～68.3倍，此外沉降物中的沉淀物污染轻于悬浮物。其污染顺序为：zn、Pb、cd、cu、Ni、As、co、V、Ti、cr、Fe、Mn，其中zn的污染最严重。此外一些专家针对广州城市水体和上海滨岸的水体沉积物中的重金属进行了相关研究，发现上海滨岸潮滩表层沉积物中cu、Pb、zn和cr的平均含量均远高于当地和邻近苏州河中沉积物的各种重金属元素的背景值，它们分别是背景值的5、2、4和3倍，这些元素中zn的污染毫无疑问是最为严重，同时广州城市水体中重金属含量也是zn的最高，然后依次为cu、cr和Pb。显而易见，我国的大中型城市的水体重金属含量均超标，污染现象严重，对城市水体环境造成很大的威胁。
二、城市重金属污染治理的对策及具体应用
(一)严格控制工业“三废”排放，减少和切断重金属污染源
工业“三废”即废水、废气、废渣，它们含有大量的重金属元素，当排入道环境后，会在人、植物和动物的体内富集，从而对环境和人的健康造成一定程度的危害。针对废水、废气和废渣中重金属的排放问题，工厂必须采取一定的处理方案。首先，针对于工业废水中重金属的处理，通常会采用中和沉淀法、硫化物沉淀法和铁氧体法三种化学沉淀的方法。工厂应该积极引进这些科学的方法进行废水的综合治理，避免这些废水进入城市水体中，对于城市的水体环境造成污染。其次，工业生产中排放的含Pb、As等重金属的废气，工厂可以采用椭圆式喷淋吸收塔和双塔式喷淋吸收设备，用氧化剂及碱液吸收的治理方法，在排放出去之前做一些净化处理，分理出重金属元素，避免排入空气中，形成颗粒状污染物，对城市居民的健康造成威胁。最后，对于在工业生产中含重金属的废渣的处理，应该采用碱石灰、粉煤灰、活性炭和有机质对重金属元素废渣来进行一定的吸附，以防止工业废渣中的重金属元素会在土壤里扩散和迁移，给城市的土壤造成严重污染，特别是郊区的一些工厂，应该对于工业废渣的处理有严格的流程。众所周知，城市的蔬菜食品主要是郊区供给的，控制好重金属对郊区农田的污染意义重大。如果土壤中重金属元素的含量超标，会在蔬菜食品中富集，进而进入人体，带来健康威胁。我国很多的工业区的环境监制工作存在很多的缺陷，对于工厂废水、废气、废渣的监管力度不够，导致了很多工厂随意排放，使城市的重金属污染程度越来越严重。对于一些工厂的“三废”处理设备落后和缺失的，有关部门应该强制工厂进行安装和完善。只有严格控制工业“三废”的排放，减少和切断重金属污染源，才能维持城市环境的良性发展，减少人们的健康威胁。
(二)减少汽车尾气的排放，鼓励清洁能源的应用
伴随着城市的不断发展，汽车也逐年递增，同时汽车尾气的排放量也猛增。汽车尾气主要的重金属元素就是Pb，过去，车用汽油是以四乙基铅作为防爆剂的，即含铅汽油，在汽车行驶过程中，排放的尾气中会含有较高浓度的铅，给人们的健康带来了严重的危害。从1999年7月1日开始，国家明确规定要在全国范围内禁止使用含铅汽油，由含铅量为0.013g/L以下的无铅汽油来代替。但是随着汽车越来越多，汽车尾气的排放量也大大增加，重金属元素对于空气的污染依然严重。
针对汽车尾气中重金属元素对于空气的污染，应该采取一定的治理途径：第一，就是最有效和最终的途径，即改变汽车的动力。比如说，开发代用的燃料汽车以及电动汽车等。这种途径能够在一定程度上使汽车只产生很少气体或者不产生。第二，改善现有的燃油质量和汽车动力装置。采用改善燃烧室的内部结构、设计更加高效的发动机、提高燃油的质量、开发新能源等都能使汽车的尾气污染程度降低。第三，也就是现在被广泛应用的汽车尾气的净化技术。通过采用先进的机外净化技术来对 汽车在行驶中产生的废气进行净化来减少一定的污染，此外，在汽车的排气系统中来安装净化装置，采用物理的和化学的方法减少尾气的重金属污染物，主要分为催化器、热反应器和过滤收集器等。实验表明，甲醛树丁醚也具有很好的抗爆性，作为汽油的掺合剂，不仅不含铅元素，还能降低其他碳氢物的排放。在发达城市和地域，倡导和鼓励人们乘坐公共交通出行，从汽车数量上面来减少尾气的排放量，防止其中的重金属元素在空气中形成颗粒物，污染空气，并沉降在地面，污染土壤。
(三)生活垃圾应该分类处理，避免重金属对土壤和水体污染
人们日常生活当中的各种垃圾，也不同程度的含有重金属成分。比如说武汉市几种垃圾成分中重金属的含量，如下表：
显而易见，电池中含有大量的重金属元素zn。因此对于日常垃圾，我们应该进行相应的类处理，来防止重金属对城市土壤和水体造成一定的污染。如果生活垃圾中的Hg、cd、cr等重金属含量超标时，应该将生活垃圾进行分类收集，将印刷制品、电池、塑料包装物、尘土与其他的垃圾进行分开存放。处理垃圾时，应检查Hg、cd、cr等重金属元素的含量是否超标，只有在标准范围内的情况下，才可进行堆肥、填埋和焚烧处理，不然就要单独处理。此外，政府应当制定相关城市生活垃圾分类的法规，明确配套的实施细则，建立完善的立法体系，创建真正意义上的仲裁机构，明确相关法律的责任，同时加大相关宣传力度，提高公民的垃圾分类的意识。由此看来，生活垃圾应该分类处理，避免重金属对土壤和水体污染，在收集、运输和处理过程中，要加大相应的垃圾分类力度，确保垃圾中的重金属成分能合理的回收和处理，降低重金属对于城市的污染程度。
随着城市化和工业化进程的加快，城市重金属（铅、镉、汞 铬、砷）的污染日益严重。研究证实，这些重金属污染物可以通过食物和饮水摄入、呼吸道吸入和皮肤接触等进入人体，然后，在人体的某些器官中积蓄起来，造成慢性中毒，危害人体健康。
铅 重金属污染物铅对人体健康的危害主要是损害人体的神经系统和造血系统等，严重影响人体新陈代谢功能。
镉 重金属污染物镉对肾脏造成损害，可导致骨钙减少、骨质疏松、骨软化。镉污染物在人体积蓄还会引起高血压、动脉硬化和心脏病。
汞 重金属污染物汞在人体器官中积蓄造成慢性中毒，可导致脑和神经系统损伤，并可致胎儿和新生儿汞中毒。
铬 重金属污染物铬在人体器官中积蓄造成慢性中毒，可导致鼻炎、结核病、腹泻、支气管炎、皮炎等疾病。
砷 重金属污染物砷在人体器官中积蓄造成慢性中毒，可导致末梢神经炎和神经衰弱症，以及皮肤色素高度沉着和皮肤高度角化，甚至发生龟裂性溃疡。
以前，在日本发生的水俣病（汞污染）和骨痛病（镉污染）等公害病，都是重金属污染引起的典型例子。那么，人们应该如何减轻重金属对人体造成的危害呢？除了减少工业、企业重金属污染物排放，加强环境治理以外，做好个人防护也是十分必要的。现代医学研究表明，微量元素硒对上述重金属可以产生拮抗作用，有效阻挡重金属对人体健康造成的潜在危害。
关键词：土壤污染修复 铁锰氧化物 作用
随着工业的发展和人们对于环境保护不当导致我国的土壤污染逐渐严重，但是我国的土壤污染治理工作并没有发挥出应有的作用。铁锰氧化物在当前的土壤污染修复中占据着十分重要的位置，对于改善土壤的质量有着十分重要的作用。但是由于当前我国的土壤污染缺少规范的治理导致污染土壤难以及时有效地恢复。在今后的土壤污染治理工作中需要采取有效的措施，保障土壤污染质量工作的顺利进行。
一、当前我国土壤污染现状
随着我国工业的发展，当前我国的土壤污染情况逐渐严重，这对于我国的环境建设和人们的生活造成了十分不利的影响。尤其是在农村等人们依靠土地生活的地方，土壤污染严重影响了人们的正常生活。一些土壤污染很难进行短时间的修复，这对于环境的保护有着十分不利的影响。当前土壤污染比较严重的主要是以下两种情况：
1.重金属对于土壤的污染
重金属对于土壤的污染在当期的土壤污染治理中比较难治理，由于重金属在土壤中具有难降解，毒性强和积累效应等等特征。我国土壤的重金属污染主要是当前一些化工企业的污染五未能及时合理的处理，将一些污染物进行掩埋等造成的土壤污染。但是重金属对于土壤的污染十分严重并且难以治理，这对于土壤污染治理部门提出了众多的挑战。当前对于我国土壤重金属污染的主要治理方法就是一方面在土壤中去除重金属另一方面改变重金属在土壤中的存在状态。当前主要的技术就是采用物理方法，化学方法，生物方法等等，但是并没有取得比较好的效果，土壤污染现状并没有得到有效地改善。
2.土壤的有机污染
当前我国土壤污染的另一重大来源就是有机物污染，相对于重金属污染，这一污染更加严重，污染的种类比较繁多。在有机物污染中其中塑料对于土壤的污染十分严重，而且大部分的塑料污染物是难以降解的，这对于土壤污染的治理工作造成了十分不利的影响，并且这一污染还会对人们的生活造成伤害甚至伤害人们的身体健康。另外由于化学农药对于土壤的污染也是土壤污染的重要原因之一，这对于土壤的危害十分严重，甚至会影响到地下用水，影响人们的生活健康。但是当前我国的土壤有机污染并没有得到合理的整治，一些相关的治理方法仍然存在一定的缺陷性，并且治理并不彻底。
二、铁锰氧化物在土壤污染修复中的重要作用
铁锰氧化物在当前的土壤污染修复中逐渐得到应用，并发挥出一些作用，大大改善了当前的土壤质量。但是铁锰氧化物对于土壤污染的治理并没有得到充分的利用，铁锰氧化物的应用范围还有待于进一步扩展。
1.铁锰氧化物在治理土壤重金属污染中的应用
铁锰氧化物作为土壤中的主要矿物元素，在当前的土壤污染修复中发挥着十分关键的作用。当土壤被重金属污染之后，土壤吸持重金属例子时，土壤中的铁锰氧化物会发挥重要的作用，土壤中Cu、Ni、Zn、Cr、Co 元素的吸附主要受铁氧化物的控制。土壤中沉积的铁锰氧化物对于土壤中重金属元素的吸附作用，可以有效地控制重金属污染物的迁移和富集，这对于减少重金属对于土壤的污染有着十分重要的作用。铁锰氧化物及其水化物和层状硅酸盐矿物质对于吸附土壤中的重金属元素有着十分重要的作用，但是由于人工合成的铁锰氧化物和天然的铁锰氧化物有着不同的作用，导致我国的土壤中铁锰氧化物应用于重金属的土壤污染修复中仍然存在一定的问题，需要进一步加强对铁锰氧化物对于吸附重金属作用的研究，尽量充分发挥铁锰氧化物在重金属土壤污染修复中的重要作用。
2.铁锰氧化物在治理土壤有机物污染中的应用
铁锰氧化物对于土壤有着一定的净化作用，当前土壤的有机物污染逐渐严重，严重影响了土壤的肥力和土壤的正常应用。铁锰氧化物对于环境中的有机毒害物有一定的降解功能，可以利用于土壤污染的修复工作中。在污染土壤的修复工作中利用铁锰氧化物对于土壤的修复作用和净化工作，充分提高土壤自身的治污能力和降污能力。当前土壤中含有一些天然的铁锰氧化物可以充分利用自然规律，降解土壤中的有机污染物。铁锰氧化物在土壤污染治理中有着节约成本，效果明显的优势，在今后的土壤污染治理工作中需要进一步提倡这一方法，充分利用铁锰氧化物对于土壤污染的治理，缓解当前土壤污染严重的现状。
3.土壤污染治理的其他措施
土壤污染对于人们的生活和农业的发展造成了十分不利的影响，特别是当前国家逐渐重视可持续发展的前提下，土壤污染更需要进一步加强治理。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规。建立健全土壤污染治理法律可以有效地规范土壤污染治理工作，同时为土壤污染治理工作提供一定的保障。这在一定程度上也可以提高一些企业的污染治理积极性，减少企业污染物的排放，督促企业加强对污染物的处理工作。另一方面需要对于污染比较严重的企业进行严格的惩治。对于一些对土壤污染比较严重的企业需要加强治理，对于企业的污染物处理要进行严格的监督，对于一些特别严重的企业可以进行关闭，减少污染物的排放。除此之外还需要加强企业和工作人员的环境保护意识，尤其是土壤污染的教育，对于土壤污染造成的危害进行宣传教育，使企业和工作人员认识到土壤污染的严重危害性。在土壤污染治理工作中还需要进一步开发和研究一些新的土壤污染修复措施和方法，尽量减少污染物对于土壤的污染，保障人们的正常生活。
三、结语
随着当前工业的发展，我国的土壤污染逐渐严重，对人们的生活造成了十分不利的影响。当前我国的土壤污染修复措施并不十分完善，一些方法的效果并不十分明显，这导致我国的土壤污染治理工作难以进行。铁锰氧化物作为土壤中的一种丰富的物质对于环境当前的土壤污染有一定的作用，并且这一土壤污染修复的方法具有成本低，效果好的优势。在今后的土壤污染修复工作中需要进一步充分利用铁锰氧化物的土壤修复作用，同时还需要积极开发一些新的土壤污染修复方法，尽量减少土壤的污染程度。
参考文献
