土壤重金屬復合污染研究進展

摘 要：環境中各種介質通常都存在重金屬污染，其在土壤環境中的累積及其對農產品質量安全的影響一直是社會、政府和科學界共同關注的環境與可持續發展的重大問題。土壤中重金屬常見為多種重金屬元素共同存在，有關重金屬復合污染的研究備受關注，該文主要介紹土壤重金屬污染、重金屬復合污染定義以及重金屬復合污染的特點。

關鍵詞：土壤 重金屬 復合污染

中圖分類號：X131.3 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）10（a）-0071-02

近年來由于人類科技的不斷進步和工農業的迅猛發展，土壤環境中的污染物種類和總量日漸增長，使得土壤環境重金屬污染很少以單元素的形式存在，多數為兩種或者多種元素共存，即多種重金屬元素形成重金屬復合污染（Teutsch N et al.，2001年）。土壤環境中各種重金屬的賦存形態因為不同重金屬元素彼此的各種相互作用如絡合、吸附-解吸及氧化-還原等各種理化作用制約，而且重金屬元素的移動性、生物有效性和生理毒性對重金屬彼此作用有著顯著響應關系（Tandy et al.，2009年）。這也是形成土壤環境重金屬復合污染對生態系統的影響效應不同于單一元素重金屬污染的主要因素。至此，重金屬復合污染已然成為環境科學研究中又一個熱點（Zhong et al.，2012年）。

1 土壤重金屬污染

重金屬通常是指比重等于或大于5.0 g·cm-3的金屬，如汞、鎘、鉛、鎳、銅、鐵、錳等（Adriano，2001年）；砷是介于金屬與非金屬之間，與重金屬元素的環境效應和化學特性存在諸多相近之處，所以一般研究中將砷元素納入重金屬元素范疇（陳懷滿，2005年）。

土壤環境重金屬污染的特點是滯后性、隱蔽性、有毒性、難降解和污染現象不明顯，但重金屬含量在環境中形成污染效應后，對環境影響不容易改變和去除，具有較強的頑固性（郝春玲，2010年）。經調查，在我國大部分省份土壤環境中都存在程度不同、種類各異的重金屬污染（王恒，2014年）。全國每年遭到重金屬污染影響的糧食數量超過1 200萬t，帶來的經濟損失超過200億元（王燕等，2009年）。

重金屬元素不僅在食物鏈的各級生物中不斷傳遞進而富集，而且通過一定的生物作用轉變成為毒性更強的大分子有機化合物，所以說重金屬污染對于整個生態系統影響不僅是停留在讓土壤環境質量下降，減少農作物產量和影響農作物品質，甚至對人類及動物的健康產生威脅；對于生態環境中其他要素都產生負面效應。

2 重金屬復合污染

通常我們說絕對單一一種重金屬元素污染環境的情況是不存在的，重金屬元素在環境介質中都是相伴共存的。

一般認為的復合污染是指同一環境介質（土壤、水、大氣、生物）受到多元素或多種化學品（多種污染物）對其的同時污染（陳懷滿等，2002年）。因此土壤重金屬復合污染可定義為：在土壤介質中，兩種或兩種以上重金屬元素同時存在，滿足各種重金屬元素的賦存濃度大于國家土壤環境質量標準或者沒有超過相應標準但對于土壤環境質量已經產生影響作用的土壤污染（周東美等，2005年）。重金屬復合污染中各種重金屬元素相互作用極其復雜，并且重金屬復合污染在土壤環境中更為普遍，因此重金屬復合污染相關研究工作也成為環境污染領域重要開拓方向之一。

3 重金屬復合污染特點

相對于單一重金屬污染，土壤重金屬復合污染中重金屬遷移轉化遺存效應的影響因素更多且更為復雜。研究者在1939年提出復合污染效應分為疊加效應、同向效應和駁斥效應3種不同類型（何勇田，1994年），其基本內涵是：疊加效應產生的毒性效果等于各污染物單獨作用的毒性效果疊加之和；駁斥效應的毒性效果小于各污染物單獨作用的毒性之和；同向效應產生的毒性效果大于各污染物單獨作用的毒性效果之和。此外，在美國相應研究中將重金屬復合污染的相互作用定義為單元素作用、協助、競爭、累積和屏障作用（Wallace，1982年）。

通常情況下，因為有著相近性質的不同重金屬元素更容易對生態系統造成復合污染，而且不同重金屬之間的相互作用會隨著各自存在濃度的不同表現出特有的效應模式。鎘鋅復合污染研究表明，土壤中的鋅元素濃度不同時，鋅元素與鎘元素對于水稻生理指標的聯合作用效果存在差異。當土壤中鋅元素添加濃度為100 mg/kg時，水稻生物量隨鎘元素濃度增加而不斷升高，鎘鋅之間在此濃度時表現出同向效應；當鋅元素添加濃度為200 mg/kg或者400 mg/kg時，水稻的生物量會因為鎘元素濃度的增加反而降低，鎘鋅之間存在駁斥效應（周啟星等，1994年）。

在土壤中存在鉛鎘復合污染情況下，因為鉛元素可以爭奪鎘元素的土壤中的接觸點位，促使鎘元素活性增加，進而產生同向效應，使得土壤中鎘元素的生物有效性提升，導致土壤-植物系統中鎘元素的遷移轉化更容易發生。（王新等，2001年）。

土壤中元素的含量和其與共存元素相互之間效應決定著生長在該土壤植株中的元素。研究表明，鎘、鉛、銅、鋅、砷生理毒性呈現出對水稻苗的劑量與效應的正相關，表現出隨著重金屬添加濃度增加毒性作用越嚴重的現象。土壤環境中重金屬復合污染存在兩元素、三元素和多元素共存的各種組合形式。

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