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3期 王新，等：土壤重金属污染生态过程、效应及修复 279
表l重金属对水稻生长的影响
Thble1 Effectofh∞Wmetalson2rowthofrjce
处理 株高(cm)穗长(g) 干粒重(g／盆) 粒重(g／盆) 相对产量％
!!!垒塑!堕望! 旦!ig垒!(!望尘里型!!垒壁垒fg)!塾Q坚!垒璺垒!：g!垒!翌型!ig堕丛g!巳Q塑鱼!呈i望!!ig堕竖型仑Q!!!!!!鱼!!!鱼2
对照 82．oo 13．07 23．30 34．60 100．00
Cd 77．86 13．00 23．20 30．43 87．95
Pb 76．83} 13． 16 23． 14 26．57木 77．79
CdPb 75．83水 13．OO 22．80 27．50丰 79．48
CdPbCuZnAs74．64+11．65 23．00 26．75+ 77．31
叼．05置信水平
协同作用、竞争作用、加和作用、屏蔽作用和独
立作用【19】。土壤中有机污染物．重金属复合污染是非常
普遍的，如污水处理厂的污泥、城市生活垃圾以及工
业废水等造成的污染大都为有机．无机复合污染。有机
污染物和重金属在土壤中的交互作用主要包括三种形
式：吸附行为的交互作用；化学作用过程的交互作用；
微生物过程的交互作用。污染物问的联合交互作用是
一个相当复杂的过程，对污染物的迁移及生态化学过
程有一定的影响。
2重金属污染物的生态效应及污染评价
2．1土壤重金属污染的生态效应
重金属进入环境对生物个体、种群产生影响，进而对
生态系统产生不良的生态效应【16l。张义贤⋯J(1997)
开展的重金属对大麦毒性研究表明，低浓度重金属对
种子萌发率的影响较小，随着浓度的增加，种子萌发
率逐渐降低。随着重金属处理时问的延长，幼苗根的
生长速率递减。王新【7】(2001)开展的重金属复合污
染结果(见表1，2)表明，重金属复合污染影响了作
物的生长发育，使得水稻株高、粒重及产量与对照相
比有所降低，五元素处理使水稻产量比对照下降近
23％。五元素及两元素处理后，使水稻籽实中Cd、Pb
含量比对照及单元素处理的籽实含量高，五元素处理
籽实cd含量超过了食品卫生标准(o．2mg·kg。1
GBl5201—94)。重金属复合污染在一定浓度条件下，
不仅对作物产生一定的生态效应，同时将会影响食品
安全与人体健康。
表2水稻籽实重金属含量(mg·k分1)
Table2 Heavymetalc仰tentsofricegrain(mg。l‘91)
不同处理 籽实cd含量 籽实Pb含量
DifrerenttreatmentCdcontentsofgrainPbcontentsofgrain
对照Control0．042 0．36
Cd(或Pb)0．056 0．457
CdPb 0．100 0．574
CdPbCuZnAs0．298 0．556
2．2重金属污染土壤的酶学评价
酶作为土壤的组成部分，其活性的大小可较灵敏
地反映土壤中生化反应的方向和强度。环境污染条件
下土壤酶活性变化很大，因此土壤酶活性变化在一定
程度上可以反应土壤环境质量状况。史长青【3】(1995)
的研究表明，水稻土脲酶活性与Cd、Cu、Zn呈显著
负相关，过氧化氢酶与Pb呈显著负相关。杨志新i9】
(2000)研究结果表明，Cd、Zn对过氧化氢酶、脲
酶、碱性磷酸酶和转化酶表现为抑制作用，而Pb对
其表现为激活作用。且Cd、zn、Pb复合污染对脲酶
具有最大的毒性。研究认为脲酶、过氧化氢酶可作为
土壤重金属污染指标。
根据土壤酶活性降幅确定重金属污染的程度，加
里乌林等[1】按转化酶活性对土壤污染程度进行分级，
与对照相比，酶下降25％为轻度污染；25_45％为中等
污染；45％以上为严重污染。Marzadori【”J(1996)等
认为采用磷酸酶活性进行分级较好，磷酸酶活性下降
20％为轻度污染；20-45％为中等污染：45％以上为严
重污染。根据酶活性含量变化，确定重金属污染的程
度。
3 土壤重金属污染控制生物修复
传统的土壤重金属污染修复方法主要有物理工程
修复、电化学修复、土壤化学修复、农业生态修复。
而近年来发展的生物修复由于其修复费用廉价、有效
倍受推崇。
3．1重金属污染土壤的植物修复
利用某种特定植物吸收富集土壤中某种污染元
素，并将该植物收获进行妥善处理，移出土体。超积
累植物具有清洁金属污染土壤和实现金属生物回收的
可能性。以下列举一些重金属的超积累植物(见表3)。
Baker等【13】调查发现，生长在污染土壤上的野生
遏蓝菜地上部分Zn含量为13000～21000mg·kg一，
据他们预算，连续种植该植物14茬，污染土壤中Zn
含量可从440mg·kg。降低到300mg·kg。(欧共体
规定的标准)。植物修复的效果取决于植物地上部分重
金属含量及植物的生物量。因此如何提高植物地上部
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万方数据
土壤重金属污染生态过程、效应及修复
作者： 王新， 周启星
作者单位： 中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程开放研究实验室,沈阳,110016
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGIC SCIENCE
年，卷(期)： 2004,23(3)
被引用次数： 40次

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