基于龍葵對鎘污染土壤的響應及其修復效應分析

李博騫

摘 要：隨著社會的不斷進步，和工業的不斷發展。土地受到金屬污染的程度越來越嚴重，而鎘污染就是污染毒性最大的重金屬污染之一。因此，修復受到嚴重污染的土壤，提高經濟生產力，恢復作物生長自然條件，已成為我國當前農業實現長遠發展目標急需解決的問題。本文簡要分析了土壤鎘污染的主要來源和其帶來的嚴重影響，并提出利用龍葵來修復受到鎘污染土地的建議。

關鍵詞：龍葵；鎘污染土壤；響應；修復效應

龍葵是屬于超富集的植物，通過研究龍葵對鎘污染土壤中重金屬的吸附作用，在一定程度上達到減輕重金屬對土壤帶來的污染。利用這類超富集植物來減輕鎘污染的思想由來已久，自從這一技術被應用于實際，在消除重金屬污染方面發揮了重要的作用，其特點是耗費經費較少，相對于物理和化學方法，對土壤帶來的危害更小，還能起到美化自然的作用。總的來說，是一項可持續發展的利用生物進行的修復技術。

一、我國土壤鎘污染現狀分析

（一）土壤理化性質

大量的研究結果表明，土壤的理化性質對生物吸附有害的化學物質會造成一些影響。并且，從對實驗結果的比較來看，土壤的理化性質對于不同的植物的影響程度有著明顯的不同，甚至對部分植物的影響存在著正反方面的矛盾影響。例如，從土壤的酸堿度角度來說，部分科研學家根據實驗的結果，認為植物對化學物質和重金屬的吸附作用與土壤的酸堿值存在相反的比例關系。

而也有部分科研學家認為，植物中化學物質或重金屬的含量與土壤的酸堿值成正相關的比例關系。但另一方面，單從有機質對植物吸附作用的影響方面來說，有機質的添加數量對植物中化學物質以及重金屬含量的影響并未統一得出有效的結論。由此可見，土壤的理化性質對于植物吸附作用的影響是存在著明顯不同的，并且，由于植物自身的生理條件不同，對土壤理化做出的反應也是不同的。

（二）鎘污染主要來源

在并未受到污染的土壤中，鎘元素主要來源于成土的母質，在整個世界范圍內，正常情況下，土壤中鎘的含量約為每千克土壤中含0.01～200毫克的鎘。

大多數土壤中鎘的來源主要與兩個渠道，一是自然形成，二是人為活動導致的，例如工業廢棄物的過度排放，或者引用工廠廢水對農田進行灌溉等。最終導致我國靠近工業區以及在工業區下游的農田都存在著土壤受到重金屬尤其是鎘污染的問題。

另外，含鎘元素的化學肥料使用也是土壤受到鎘污染的重要原因之一。含有鎘元素的肥料主要部分農田用的磷肥。從大量的研究結果來看，我國的磷礦石中含鎘元素的含量在世界范圍內仍屬較低水平。但是由于我國的磷礦石資源的含磷量普遍較低，質量不高，為此我國必須從其他國家進口大量的磷元素農用肥料，導致我國土壤受到鎘元素的污染嚴重。

（三）對土地及作物的影響

在受到污染的土地中，鎘元素存在的形態是多種多樣的，并且，它們還可以隨著自然環境的變化而發生改變。其中給土壤和農作物帶來巨大危害的主要是交換態鎘和水溶性鎘。在土壤受到侵蝕的過程中，當這類重金屬元素逐漸進入農作物體內并不斷的累積達到一定程度之后，作物由于難以承受鎘污染的毒性而呈現出一定的癥狀，其中毒癥一般為產量下降、生長速度減緩、植株較正常作物更矮、甚至植株顏色不正常等現象。例如，在受到嚴重鎘污染的土壤環境中生長的小麥光合作用的能力降低，導致葉綠素的含量持續下降，作物最終開始逐漸退綠并生長速度減緩甚至停止生長。

另外，受到鎘污染的農作物的種子的萌芽率以及生長率都有明顯下降，使得作物的質量下降。最為嚴重的是，若是鎘污染在小白菜體內不斷累積，達到一定程度后會使小白菜含有的硝酸鹽持續增長，最終達到致死的濃度，對人體產生不可挽回的危害。

二、龍葵對鎘污染土壤的響應及修復作用

（一）龍葵對鎘污染土地的反應

龍葵是一年生草本植物，屬于茄科，其植物高度大多為30～100厘米，在全國范圍內分布廣泛，并且適應能力強，多生長于環境惡劣的荒地。與農作物相比，其生長和繁殖能力都較強。因此，從整體來看，龍葵是較為合適的生物修復資源。一般來說，龍葵對重金屬的吸附能力與受污染土壤中的鎘元素含量成正比。同時，隨著龍葵體內的鎘元素的逐漸累積和增長，大量的鎘易導致龍葵的細胞分裂和生長，使得龍葵的植株生長緩慢，成熟速度降低，甚至最終呈現出發育不正常的狀態。同時，鎘元素的增長使得龍葵體內細胞的氧化功能受到影響，加速細胞的衰老和死亡速度。

（二）對鎘污染土地的修復作用

在受到鎘污染土壤環境中生長的龍葵生長能力減弱，當它感受到來自重金屬的威脅之后，龍葵會立即開啟自身的防御系統。它會及時進行各種抗氧化酶的合成，通過這些抗氧化酶能夠有效地將龍葵體內的過氧化物還原成水分子，從而緩解大量的氧化物帶來的損傷。

龍葵通過將體內積累的鎘轉移到其他地方的方式，使得體內的鎘快速集中到同一個地方。另一方面，又通過轉移鎘元素的過程，快速合成抵抗鎘元素的物質，以達到保護自己的目的。也就是說，龍葵在吸附土壤中的化學物質或重金屬同時，也修復了自身受到的傷害。通過這樣的方式，龍葵對受到鎘污染的土壤的修復起到了重要的作用。

三、結語

鎘污染與土地資源密切相關，對人體產生直接的不利影響。利用生物來修復土壤鎘污染是近幾年一直被推崇的科學消除鎘污染的方法。

龍葵通過對自身的調節，不僅能有效吸附受污染土壤中的鎘，還能迅速地合成相關的營養蛋白來減少或徹底消除重金屬鎘的對龍葵自身的傷害。這類的生物措施能有效避免鎘污染的產生，同時對環境帶來的副作用最小甚至幾乎沒有。

目前來看，雖然利用植物進行鎘污染的消除已經取得了一定程度上的成果，但仍有許多缺點需克服和改進。

參考文獻：

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[2] 于彩蓮，劉波，楊瑩.化控措施強化龍葵修復高鎘污染土壤的能力研究[J].北京林業大學學報，2013，05：133-138.