導語：如何才能寫好一篇土壤重金屬污染概念，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：重金屬污染；土壤污染；生物修復；超量積累

作為人類發展的基礎，土壤資源往往在城市化以及工業化的發展之下出現了不同程度的污染以及破壞。在這樣的背景之下，我國的土壤容易受到重金屬的污染而危害人類的生命安全。本文基于此，分析探討國內外土壤重金屬污染防治技術以及相關研究的發展。

1 土壤重金屬污染預防的發展歷程

1.1 預防體制

基于世界各國城市化以及工業化發展程度的日益加深，各國家普遍存在土壤重金屬污染的問題。為了進一步促進各類問題的解決，世界各國加強了對于土壤重金屬污染預防。關于土壤重金屬污染預防的發展歷程，筆者進行了相關總結，具體內容如下。

日本為了進一步促進土壤重金屬污染問題的解決，頒布了《土壤環境標準》《土壤污染對策法》等法律法規，而我國自改革開放之后，逐步加強了對于環境問題的關注，并于1989年頒布《中華人民共和國環境保護法》，開始了我國土壤重金屬污染問題的處理，隨后中國在該法律的基礎之上進行修訂工作，從而實現了對于污染物排放的限制與處理。

1.2 預防技術

為了進一步實現按土壤重金屬污染問題的解決，各國逐步提出了清潔生產的概念。在這樣的背景之下，歐共體于1979年宣布推行工業清潔生產的政策。在這樣的背景之下，該區域的農業生產部門加強了對于各類先進生產技術的運用，從而實現了農業的清潔生產，規避了農業化學產品的超量使用對土壤污染。

事實上，這種從源頭上降低污染源的措施，能夠降低了土壤中重金屬離子的引入，從而實現了土壤資源的保護。

2 土壤重金屬污染治理方法

目前，我國處于經濟結構轉型期間，土壤重金屬污染的問題也較重。在這樣的背景之下，為了實現我國社會的綠色、低碳、可持續發展，我國的有關部門加強了對于該類問題的解決。關于常見的土壤重金屬污染治理方法，筆者進行了相關總結，具體內容如下。

2.1 工程治理法

所謂的工程治理法，指的是相關單位借助物理原理以及方法進行土壤重金屬污染問題的解決。在傳統的工程治理過程中，工作人員多借助換土、翻土等方法進行作業，但伴隨著科學技術的不斷變更，我國有關部門逐步采用淋洗法、電解法、熱處理等辦法進行作業。

一般而言，工程治理方法在運行的過程中具有效果顯著等特點，但是其因為工程復雜、工程量等問題進而導致工程成本的進一步增加。此外，該方法在運用的過程中往往因為維護措施不到位而導致部分土壤中的金屬元素被遷移到其他地區，造成土壤重金屬污染面積的擴大，難以真正改善土壤的重金屬污染現狀。

以日本富士縣神通川流域的土壤重金屬污染防治為例，為了降低土壤中的鎘元素，相關單位加強了對于工程治理法的運用。在這一過程中，工程單位去除污染區域15cm的表土，并壓實心土，并采用淋洗法對污染土壤進行清洗。

2.2 農業治理

所謂的農業治理，指的是通過優化、完善傳統的耕作管理制度，實現土壤重金屬污染的降低。在這一過程中，工作人員需要依據重金屬污染的實際狀況而選擇相應的植物種植，從而實現了對于土壤中重金屬元素的消除。此外，在農業治理的過程中，作業人員還需要合理選擇花費，從而降低土壤中的重金屬元素。

學者林汲等人就通過實驗分析發現了硅藻土有機肥能夠實現對于Cd、Zn重金屬離子的吸收，從而降低了土壤中的重金屬離子。一般而言，該方法在運行的過程中普遍存在操作簡便、費用低的特點，但是由于其仍舊未能夠從根本上消除重金屬污染，進而導致其只能夠作為輔助手段進行處理。

在進行廣西壯族自治^環江縣廢礦土壤污染治理的過程中，中科院地理所環境修復中心陳同斌率團隊，借助蜈蚣草等植物開展了土壤重金屬處理工作，并成功修復1280畝重金屬污染農田。

2.3 生物治理

生物治理方法在運行的過程中主要借助生物生命代謝活動的開展，從而降低了環境中重金屬污染的濃度。從而確保部分受到污染的土壤能夠恢復到初始狀態。一般而言，生物治理方法在運用的過程中因為參與治理的主角不同，故而分為動物修復、微生物修復以及植物修復。

所謂的動物修復技術，指的是有關部門以及人員利用土壤中的低等動物進行土壤中重金屬的吸收，從而實現了土壤中重金屬含量的進一步降低。相關的研究表明，蚯蚓的出現能夠實現對于硒、銅元素的吸收。事實上，該方法在推行的過程中也具有一定的問題：諸如低等動物往往會將吸收的金屬元素再次釋放到土壤中，從而造成了二次污染。

微生物修復技術則是利用土壤中的微生物進行各類金屬元素的吸收。目前，最為常用的微生物就是――真菌。真菌在生存的過程中往往能夠分泌一定量的氨基酸、有機酸等物質，從而實現了對于重金屬的溶解。目前，從相關的研究分析可以發現：微生物修復技術在運行的過程中具有較為光明的前景，且能夠較好的實現我國土壤重金屬問題的解決。

植物修復技術的運行原理主要是在污染的區域種植特定植物，從而借助植物的生長過程實現對于重金屬的吸收以及化解。目前，植物提取技術獲得了相關研究人員的重視，并由此促進了土壤重金屬問題的解決?，F階段，最為常用的植物有遏藍菜、高山甘薯等。

仍舊以日本富士縣神通川流域的土壤重金屬污染防治為例，土壤重金屬處理單位在含鎘100mg/kg土壤上進行苧麻的種植，從而由此實現對于土壤中鎘元素含量的降低。該地區在采取生物法治理土壤重金屬污染的過程中，實現了鎘元素含量降低27.6%。

3 發展論述

為了進一步促進我國土壤重金屬污染問題的解決，我國的有關部門需要從法律的角度出手，加強對于各類土壤重金屬污染法律法規的制定。此外，我國還需要加強對于清潔生產的發展，并大力運用清潔能源。而在已經發生的土壤重金屬污染問題，作業人員需要加強植物修復技術的運用。

4 結束語

為了進一步促進我國土地重金屬污染問題的解決，我國的有關部門以及人員需要采取科學的方式進行問題解決。本文基于此，分析探討土壤重金屬污染預防的發展歷程（預防體制、預防技術），并就常見的土壤重金屬污染治理方法進行分析，最后論述了我國土壤重金屬污染問題解決的措施。筆者認為，隨著相關措施的落實到位，我國的環境問題必將得到顯著的改善。

參考文獻

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（24）：30+28.

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關鍵詞：有機肥；土壤重金屬；生物有效性

中圖分類號：X53 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.02.006

Abstract：With the increasing concern of soil heavy metal pollution， it is necessary to do the research on reducing the heavy metal toxicity of soil， while the bioavailability of heavy metals is an important index for researching. There were many researchers have done the researches on the effects of fertilization and tillage on bioavailability of heavy metals， however only a few have been focusing on the effect of organic fertilizer.This dissertation have referenced many literatures in relation to organic fertilizer and soil heavy metals in recent years， the conception of soil heavy metals bioavailability， and the related infecting factors of bioavailability， as well as the effects of fertilization on bioavailability of heavy metals was conclused. It also gave a conceivable prospect of relationship between organic fertilizer and the soil bioavailability to improve the research on organic fertilizer and soil heavy metals bioavailability.

Key words：organic fertilizer；heavy metals in soils；bioavailability

隨著工業化和城市化的快速發展，各種工業污染、人為活動以及不合理施肥等原因導致的有毒有害重金屬（Pb、As、Cd、Hg等）通過各種途徑進入土壤，使重金屬污染程度不斷加深。調查顯示，全世界各國的土壤都存在著不同程度的污染。土壤中重金屬含量的上升，使土壤發生質量退化、農產品的產量和品質降低，并且經食物鏈等方式被帶入到人的身體內，影響危害著人類的身體健康[1-2]。在關于土壤重金屬有效性的研究方面，科學家們更加關注的是添加改良劑與修復改良等，而對施用有機肥與重金屬生物有效性方面研究較少。本研究主要綜合了現有有機肥對土壤重金屬有效性研究的相關文獻，從土壤重金屬生物有效性的概念、影響因素、有機肥對土壤性狀及重金屬有效性的影響3個方面進行了歸納總結。

1 土壤重金屬生物有效性的概念

關于土壤重金屬生物有效性的定義，第一次被提出是基于物理化學的概念，它是指污染物在水體中生物傳輸或生物反應被利用的程度。后來，又被應用到固體環境，例如土壤和污泥以及大氣環境中的生物可給性問題[3]。環境化學概念中，生物有效性是指能夠被生物所吸收利用的那部分物質。而生物學概念中的生物有效性，則是指能夠經細胞膜而進入生物體，并參與生物新陳代謝過程的物質[4]。除此之外，由于研究對象和研究環境的不同，生物有效性的定義也不相同，如生物吸收物質的途徑和方式，生物吸收物質的量，潛在的能被生物吸收的部分[5]。土壤重金屬生物有效性不僅與土壤環境有關，也與生物自身的特征有關，這也就導致了土壤重金屬生物有效性概念的復雜性。

2 影響土壤重金屬生物有效性的因素

影響土壤中重金屬生物有效性的因素很多，主要有重金屬形態、總量，土壤理化性質和土壤環境條件等。除此之外，土壤類型、土壤生物等因素都會對其產生一定影響。

2.1 土壤重金屬形態

土壤重金屬形態是最重要的因素。重金屬和土壤中的不同成分結合成不同的形態，各個形態的含量影響著重金屬生物有效性。重金屬在土壤中的存在形態研究主要有以下幾種。Tessier 等[6]在1979年提出可以把重金屬在土壤或者沉積物中的形態劃分為5種形態：可交換態、碳酸鹽結合態、鐵錳氧化物結合態、有機物結合態、殘渣態。這種劃分也是到現在為止學者們所認為的最常見、最有代表性的。Shuman[7]在1985年提出把其劃為交換態、水溶態、碳酸鹽結合態、氧化錳結合態、緊結合有機態、不定性氧化鐵結合態、松結合有機態、硅酸鹽礦物態。Gambrell[8]則將其劃分為水溶態、易交換態、大分子腐殖質結合態、無機化合物沉淀態、硫化物沉淀態、氫氧化物沉淀吸收態（吸附態）和殘渣態等7種形態。它們中有的形態如殘渣態，其遷移性較小，不被植物所吸收，因此，它的生物有效性??；有的能與土壤有機質、鐵錳氧化物吸附結合，形成結合態沉淀物，在土壤l件發生改變時，遷移活性較大；有的吸附于土壤顆粒表面，與土壤液相離子進行吸附解析化學活動，屬于可交換態重金屬，遷移活性強，容易被植物所吸收利用。

2.2 土壤重金屬總量

土壤重金屬總量對生物有效性的影響雖然不能與形態相比，但總量更能夠說明重金屬富集程度和潛在危害等，因此，總量的研究被普遍應用到各國的土壤環境質量標準中。第一，土壤中的重金屬形態和重金屬總量兩者之間有著相互關聯及影響。例如，Sauve等[9]對幾種不同類型的土壤進行了試驗研究，元素Cu的全量與可交換態的Cu、水溶態Cu都有著很好的相關性，并且發現全量也是影響土壤中Cu2+活度的因素之一。Sauve等人[10]還對某鉛礦周圍的不同類型（88種）的土壤進行了研究，在對元素鉛進行分析時發現，影響土壤中水溶態和可交換態鉛以及鉛離子活度的重要因素之一就是元素鉛的總量。第二，在一定的條件下，土壤重金屬的生物有效性可以用重金屬總量來評估。

2.3 土壤理化性質

2.3.1 有C質土壤的理化性質 能夠影響重金屬的生物有效性的因素中，土壤中有機質的含量是主要的影響因素[11]。土壤中的有機質和重金屬元素形成的絡合物，影響土壤重金屬的遷移性以及生物有效性。有機質對生物有效性的影響主要有以下兩個方面。一是通過加入有機質來影響對重金屬元素的吸附能力。有機質作為一種天然的吸附劑，能夠在很大程度上降低離子活度。二是土壤中有機質含量的多少改變著土壤中重金屬元素各形態的分布，能夠影響重金屬元素的遷移性。例如王浩等[12]通過研究發現，受到鉛和銅污染的土壤在加入有機質后，隨著有機質積累的增加，會使土壤中水可提取鉛和銅的含量顯著減少，這一結果說明有機質可穩定土壤中的鉛和銅。同樣，鐘曉蘭等[13]也發現，除了元素Cr，其余重金屬元素的各個形態和土壤有機質之間都有著顯著相關性。

2.3.2 pH值 土壤溶液的pH值影響了土壤溶液中的各種離子在固相上的吸附程度，各種土壤礦物質的溶解度及其元素離子活性。因此，土壤pH值是土壤重金屬元素解吸、吸附、溶解、沉淀離子化學過程的重要控制條件。如廖敏等[14]研究發現，隨著土壤pH值升高，元素鎘的吸附能力及其吸附量都明顯增強，并且最終會產生沉淀。趙雅婷[15]研究發現：隨著土壤pH值的上升，土壤中元素Zn的鐵錳氧化物結合態及碳酸鹽結合態含量增加，而可交換態Zn的含量減少；隨著pH值的升高，土壤鐵錳氧化物結合態Cd、碳酸鹽結合態Cd的含量增多，而可交換態Cd含量減少。句炳新[16]研究發現，Cu的可交換態量會隨著pH值的升高而減少，Cu的碳酸鹽態則會隨著pH值的升高而增加，這與廖敏、趙雅婷等研究相同。

2.3.3 氧化還原電位 土壤氧化還原電位是通過影響重金屬在土壤中的價態來影響重金屬的形態和分布的。土壤中重金屬元素在氧化環境下，一般處于較高的氧化態。例如汞元素可以從單質汞轉化為汞離子，從而甲基化成為甲基汞，大大地增強了它的有害性[17]。曹媛媛等[18]研究水稻田中重金屬情況發現，土壤在還原環境中含有大量的二價鐵離子，能和還原態的硫離子結合形成FeS。FeS再和CuS /ZnS反應產生沉淀，CuS /ZnS在土壤中大量累積，以此來降低重金屬Cu或Zn的生物有效性。

2.3.4 粘土含量 在理化性質中，土壤中的粘土含量也影響其生物性。粘土礦物主要是通過進行離子交換來吸附溶液中的重金屬離子，因此，粘土含量對重金屬生物有效性影響深遠。有研究發現，土壤中粘土含量影響著鋅元素的生物有效性，但是這種影響會因為時間的長短而發生變化，而且有學者對土壤礦物學進行了相關研究，發現可交換態Cd的含量和粘土含量有較好的相關性[19-20]。因此，可知在研究重金屬生物有效性時，粘土含量這一內容也是不可忽視的。

2.4 其他因素

除以上的因素之外，影響因素還包括重金屬元素的種類、土壤類型和生物種類差異、農業活動等。如不同的耕作強度也影響著土壤的結構，不合理的耕作方式會使有機質大量的流失，從而產生重金屬毒害；同種植物種植在不同類型的土壤中，所吸附重金屬能力也有著很大差異，相同的植物對不同的元素的富集吸收能力又不相同。并且，各影響因素之間也存在相互關聯，因此，在研究土壤重金屬生物有效性時，應當綜合考慮各個影響因素，進行全面的研究分析。

3 有機肥對土壤重金屬生物有效性的影響

有機肥的施用不僅可以改善土壤的理化性質，增加土壤營養元素，減輕土壤次生鹽漬化[21]，提高作物產量和品質[22-24]，增加土壤中的有益微生物種類[25-26]，還可以對土壤重金生物有效性產生影響。有機肥對生物有效性產生影響，最主要的方面是通過改變土壤中的有機質和pH值。

3.1 有機肥對有機質的影響

一般土壤中有機質的含量范圍約在0.5%至20%之間，它影響土壤的理化性質，同時也是植物所必需營養元素的重要來源[27]。大量的研究顯示，長期施用有機肥或者有機無機肥配比施用都會促進土壤中有機質的積累。如汪紅霞等[28]采用10年長期肥料定位試驗后發現，單施有機肥或P肥與有機肥混合施用能使土壤有機質增加，增加范圍在8.4%～17.3%之間，而單獨施用P肥反而會引起土壤有機質的下降。王彩絨等[29]采用6年定位試驗后發現，在單施有機肥或者與無機肥配施下，都能明顯地促進耕作層土壤有機質的積累。田小明等[30]對3種類型的土壤施用有機肥后發現，不同類型及有機質含量土壤中的有機質組分含量與不施有機肥相比，都有不同程度的提高。同時隨著施肥量的增加，土壤有機質總量和活性有機質組分（活性有機質、中活性有機質、高活性有機質） 都有所增加，這與汪紅霞等[28]研究結果大致一致，有機肥對土壤有機質確實有著深遠的影響。

3.2 有機肥對pH值的影響

在當今世界，土壤酸化已成為一個嚴重的環境問題，引起了全世界人民的廣泛關注。大量的研究表明，由于當今農業施肥缺乏科學合理的指導，并且施入的肥料品種過于單一，偏愛無機肥，且投入量較大。這一現象不僅使肥料被大量浪費，并且使土壤溶液中pH值下降及次生鹽堿化[31-33]。蔡澤江[34]等研究發現，單獨施用有機肥或有機無機肥配施后，土壤的pH值與試驗之前相比，呈現出穩定或者有所升高。其中，以單施有機肥的處理pH值升幅最大，升高了1.0個單位。Wang 等[35]研究結果顯示，施用玉米秸稈能改善土壤酸度。丁玉梅等[36]在研究不同施肥對煙株根際土壤pH值的影響時發現，在不同土質條件下，不同油菜含量的有機肥對植株根際土壤的pH值具有一定的調節作用。肖輝等[37]研究得出，設施土壤施用化肥降低了土壤的pH值，而施用雞糞等有機肥能夠使土壤的pH值適當上升，從而避免土壤酸化。

3.3 有機肥對生物有效性的影響

有機肥料在農業中的施用，常被當作控制以及改良土壤重金屬污染的重要方法，其主要表現為兩個方面。

3.3.1 有機肥對土壤重金屬形態的影響 土壤中重金屬形態是研究生物有效性時最為主要的指標。有大量研究表明，有機肥能影響土壤中重金屬的形態。大部分研究表明，施用有機肥能降低土壤重金屬的有效性，如張琴[38]連續施用有機肥后發現：土壤中重金屬Hg、Zn、Cd的有效態含量較試驗前都有所降低，并且各處理之間呈顯著性差異；重金屬Hg、Zn、Cd的有效態含量隨著有機肥施用量的增加逐漸減少，各個處理之間差異均達到顯著水平，并且連續施用有機肥料還會增大重金屬有效態的含量的遞減率。PEREZ-DE-MORA 等[39]向受到重金屬污染的土壤中施加生物堆肥，Y果顯示隨著土壤中有機質的含量增加，有效態重金屬的比例降低。胡星明等[40]研究得出，在土壤里施用稻草能夠改變重金屬元素銅、鎘、鋅和鉛在土壤中的化學形態分布。華珞等[41]在受Cd、Zn污染的土壤里施入了不同數量的有機肥后，發現土壤中有效態Cd、Zn的含量明顯降低，Cd、Zn的總量也明顯下降，所以可以顯著地減少Cd2+和Zn2+對農作物的毒害。這與張琴[38]、胡星明等[40]研究結果相一致。同時，也有少部分研究指出，有機肥對重金屬生物有效性沒有產生作用甚至會加重重金屬污染風險。如譚長銀等[42]、王開峰等[43]研究發現，在稻田土壤長期施用有機肥會提高Zn和Cd 的有效性，增加土壤重金屬污染風險。Zhang 等[44]研究發現，在東北地區的農田土壤中施用了畜禽糞便后，反而增加了該地區土壤受重金屬元素銅污染的風險。宋琳琳等[45]施用有機肥后發現，土壤中生物有效態的Cd和Zn 含量顯著增加，生物有效態Pb含量顯著下降，殘渣態Pb的含量也有所增加。出現這一結果的原因可能是，地區差異和各類型的土壤對重金屬的富集吸附水平也存在著差別，另外，同一土壤對不同重金屬元素的富集吸附能力也不相同，所以在研究重金屬有效性時，要結合當地實際情況綜合考慮。

3.3.2 有機肥對土壤重金屬植物有效性的影響 因為各種植物對各重金屬元素的吸附能力也存在著差異，所以研究重金屬生物有效性，在研究土壤重金屬形態之外，植物的有效性也是不容忽視的重要內容。近年來“鎘米”等事件的發生，使水稻的重金屬污染狀況備受關注，謝運河等[46]把施用有機肥3 000，6 000 kg?hm-2和單獨施用無機肥的稻米中鎘的含量進行了對比，發現兩個有機肥施用水平鎘的含量分別下降了14. 3%和21. 4%，雖然施用有機肥對土壤有效態鎘含量并無顯著影響，但有機肥使鎘在水稻中的分配率發生明顯變化。唐明燈等[47]通過對生菜進行有機肥與化肥混合施用后發現，不管是單施有機肥或與化肥配施，花生麩及雞糞處理都降低了生菜地上部鎘的含量，并且施用雞糞能夠有效地降低生菜地上部鉛的含量。牛糞和花生麩配比施用對降低生菜中鉛含量的效果，要遠遠超過單獨施用任何一種有機肥。祖艷群等[48]在對兩種作物施用有機肥后發現，施用有機肥（豬糞）能導致小花南芥中鉛和鋅的含量增加，在施用豬糞14 g?kg-1時的含量及累積量達到最大。而施用豬糞后使中華山蓼里鉛的含量和累積量上升，鋅的含量和累積量減少。吳清清等[49]研究發現：在潮土中施入雞糞或者垃圾有機肥后，潮土中莧菜內銅和鋅的含量增加數分別為26.3%至36.0%和 1.2%至20.3%，但它們的含量都在國家食品衛生標準對銅和鋅的規定含量之下；同時植株中鎘、鉛的含量與對照試驗相比，都有所下降。紅壤中莧菜植株中Zn、Cd和Pb分別下降 42.7%～59.9%，0～48.9%和4.1%～71.3%，達到顯著水平。從以上的研究數據可知，雖然各種植物與土壤對重金屬元素的吸收富集存在著差異，但都證明了有機肥的施用對植物有效性的影響。在研究有機肥與植物有效性的相關性問題上，要充分考慮土壤類型和作物的自身特性。

4 總結與展望

綜上所述，有機肥對土壤性狀和土壤重金屬生物有效性都有著不同程度的影響，有機肥是現代農業中減少或防止土壤重金屬污染的重要手段，國內外學者也做了相關方面的研究，也取得了一定成果。但由于受到地區差異、土壤類型、有機肥種類等差異，樣品分析方法的多樣性、影響因素的復雜性的影響，得出的研究結果也不盡相同，導致許多研究數據之間缺乏對比性。對有機肥與重金屬污染防治方面也遠沒有其它措施研究得多，有機肥對土壤重金屬的影響研究停滯不前。有機肥對不同類型土壤、生物及元素種類的作用，各種影響因素之間的相互影響等問題，都還需要進行更深入的研究，以推動有機肥對土壤重金屬生物有效性研究的發展。

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關鍵詞:無公害蔬菜;重金屬污染;生物防治;生物農藥

1、引言

從世界范圍來看，對于無公害蔬菜的基本概念，先后出現過許多相似的提法，諸如清潔蔬菜、健康蔬菜、無農藥污染蔬菜、天然食品等等，至今尚未對無公害蔬菜的概念形成統一的說法。筆者認為:以國家頒布的《食品衛生標準》為衡量尺度，農藥、重金屬、硝酸鹽、有害生物(包括有害微生物、寄生蟲卵等)等多種對人體有毒物質的殘留量均在限定的范圍以內的蔬菜產品，可統稱為無公害蔬菜。[4]

早在20世紀20年代，國外就開始發展無公害蔬菜，其主要生產方式是無土栽培。據不完全統計，世界上單用營養液膜法(NFT)栽培無公害蔬菜的國家就達76個。在新西蘭，半數以上的番茄、黃瓜等果菜類蔬菜是無土栽培的。日本、荷蘭、美國等發達國家，采用現代化的水培溫室，常年生產無公害蔬菜。工業高度發達的日本，其許多城市郊區的蔬菜良田被工業廢氣、廢水、廢渣所污染，良田耕作層內的鎘、銅等重金屬大量富集、積累，致使蔬菜產品內的重金屬含量嚴重超標，消費者重金屬慢性中毒現象時有發生，引起日本政府的高度重視和社會各界的廣泛關注。政府曾撥給大量的專項資金，動員廣大科技工作者對“重金屬污染”問題進行攻關。通過多年的努力，探索出客土換層、地底暗灌、配方施肥、生物固定等綜合農藝措施。[1]

我國無公害蔬菜的研究和生產始于1982年，全國23個省、市開展了無公害蔬菜的研究、示范與推廣工作。通過幾年的研究實踐，探索出一套綜合防治病蟲害、減少農藥污染的無公害蔬菜生產技術。1985年全國推廣無公害蔬菜生產面積60萬畝。

2、無公害蔬菜研究與生產現狀

(1)研制開發了一批高效、無毒生物農藥，總結出一套以生物防治為重點的蔬菜病蟲害綜合防治技術

所謂生物防治，籠統地講，是指病蟲草等有害生物的生物學防治或植物保護的生物學防治方法;確切地說，生物防治是利用生物或其代謝產物來控制有害動、植物種群或減輕危害程度的方法。我國廣大的蔬菜科技工作者和蔬菜種植示范戶在長期的研究與生產實踐中，探索總結出一套以生物防治為重點的蔬菜病蟲害綜合防治技術，即:在加強農業防治的前提下，在蔬菜病蟲害發生期使用高效、無毒生物農藥，并設法保護天敵;萬一上述措施不奏效時，科學合理地選用高效低毒低殘留化學農藥，并嚴格控制農藥的安全間隔期，盡量減少施藥次數和降低用藥濃度。[2]

(2)初步探索出治理菜田土壤重金屬污染的辦法，蔬菜產品中的重金屬污染問題獲得有效的解決途徑

蔬菜產品的重金屬污染問題早就引起我國蔬菜科技工作者的重視，同時對重金屬在土壤中的存在狀態、環境容量、遷移規律以及在植物體內的富集狀況等做了大量的研究。實踐表明，增施有機肥，可明顯改善土壤理化性狀，增加土壤環境容量，提高土壤還原能力，從而可以使銅、鎘、鉛等重金屬在土壤中呈固定狀態，蔬菜對這些重金屬的吸收量相應地減少。另外，根據菜園土地的環境條件，利用排土工程法和就地表底土翻換工程法等工程措施，對各種重金屬污染，均不失為良好的治理對策。[2]

(3)對蔬菜中的硝酸鹽污染問題進行了系統研究，蔬菜產品中的硝酸鹽污染得到有效控制

從1979年開始，中國農科院蔬菜花卉所的科研人員就對蔬菜中硝酸鹽的分布水平、累積規律和控制途徑等進行了系統研究，得出北京地區常見蔬菜品種中硝酸鹽的大致含量，指出蔬菜中的硝酸鹽含量除與蔬菜的種類、品種及蔬菜的生長部位有關外，還受外界光照、施肥等環境條件的影響。利用蔭棚遮光栽培菠菜，與露地栽培相比，其產品中的硝酸鹽含量明顯降低;施用化肥，大白菜葉片中的NO3含量明顯提高。上述研究成果廣泛應用于蔬菜生產實踐中，從蔬菜品種選擇、施肥技術、栽培環境控制等多途徑綜合控制蔬菜產品中的硝酸鹽污染，效果明顯。[2]

3、無公害蔬菜的發展對策

(1)加強對無公害蔬菜生產的行政、組織與協調工作，建立和完善產前、產中、產后一條龍服務體系。

強有力的行政領導，加上優質的產、供、銷一體化服務，是我國無公害蔬菜生產健康、持續、穩定發展的根本保證。建議在全國各大、中城市設立兩類機構，即無公害蔬菜領導機構和無公害蔬菜服務機構。強化科研投入，增加科研力量，加強與無公害蔬菜有關的基礎理論和開發技術研究。建議設立國家無公害蔬菜工程專項研究基金，成立國家無公害蔬菜工程技術研究協作小組，從財力、人力上給予重點扶持。著重加強微生物對土壤中有機污染物(薄膜、農藥、垃圾等)的生物降解機理、高效無毒生物農藥的研制、高抗病蟲害蔬菜品種的選育等與無公害蔬菜有關的基礎理論與開發技術研究。[3]

(2)建立一套規范化的無公害蔬菜生產技術體系

無公害蔬菜的生產，需要一套規范化的技術體系(或規程)加以指導。無公害蔬菜生產技術體系，主要應把握以下三關:一是生產基地選址關。首先對無公害生產基地進行生態環境本底狀況調查，在對大氣、水質、土壤等主要環境因素進行多種污染項目檢測的基礎上，選擇諸環境要素綜合指標較好的地域作為試驗基地。二是種植過程無害化關。采取控制農藥、化肥、生物和重金屬污染的綜合技術病蟲害的蔬菜優良品種;采取施有機肥為主、化肥為輔，化肥中又以氮、磷、鉀平衡配方的施肥技術等等。三是蔬菜殘留毒物檢測關。在蔬菜上市前，由質量檢測部門對蔬菜中重金屬、化學農藥、化學肥料等有毒物質殘留狀況進行全面檢測，保證產品的各項指標符合國內(或參照國際)的食品衛生標準或相應地區的有關標準。 [5]

參考文獻

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[2] 無公害蔬菜標準的探討. 《食品研究與開發》雜志，2007.11

[3] 加強無公害蔬菜標準化建設.農民日報，2006.03

篇4

關鍵詞:土壤污染、生物修復、研究進展

前言

土壤重金屬污染是指由于人類活動將金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態環境質量惡化的現象。加之重金屬離子難移動性，長期滯留性和不可分解性的特點，對土壤生態環境造成了極大破壞，同時食物通過食物鏈最終進入人體，嚴重危害人體健康，已成為不可忽視的環境問題。隨著我國人民生活水平的提高,生態環境保護日趨受到重視,國家對污染土壤治理和修復的人力，物力的投入逐年增加，土壤污染物的去除以及修復問題,已成為土壤環境研究領域的重要課題。而生物修復技術是近20年發展起來的一項用于污染土壤治理的新技術,同傳統處理技術相比具有明顯優勢，例如其處理成本低,只為焚燒法的1/2-1/3，處理效果好,生化處理后污染物殘留量可達到很低水平;對環境影響小,無二次污染,最終產物CO2、H2O和脂肪酸對人體無害，可以就地處理,避免了集輸過程的二次污染,節省了處理費用，因而該技術成為最有發展潛力和市場前景的修復技術。

1.污染土壤生物修復的基本原理和特點

土壤生物修復的基本原理是利用土壤中天然的微生物資源或人為投加目的菌株,甚至用構建的特異降解功能菌投加到各污染土壤中,將滯留的污染物快速降解和轉化成無害的物質,使土壤恢復其天然功能。由于自然的生物修復過程一般較慢,難于實際應用,因而生物修復技術是工程化在人為促進條件下的生物修復,利用微生物的降解作用,去除土壤中石油烴類及各種有毒有害的有機污染物，降解過程可以通過改變土壤理化條件(溫度、濕度、pH值、通氣及營養添加等)來完成,也可接種經特殊馴化與構建的工程微生物提高降解速率。

2.污染土壤生物修復技術的種類

目前,微生物修復技術方法主要有3種:原位修復技術、異位修復技術和原位-異位修復技術。

2.1原位修復技術：

原位修復技術是在不破壞土壤基本結構的情況下的微生物修復技術。有投菌法、生物培養法和生物通氣法等,主要用于被有機污染物污染的土壤修復。投菌法是直接向受到污染的土壤中接入外源污染物降解菌,同時投加微生物生長所需的營養物質,通過微生物對污染物的降解和代謝達到去除污染物的目的。生物培養法是定期向土壤中投加過氧化氫和營養物,過氧化氫則在代謝過程中作為電子受體,以滿足土壤微生物代謝,將污染物徹底分解為CO2和H2O。生物通氣法是一種加壓氧化的生物降解方法,它是在污染的土壤上打上幾眼深井,安裝鼓風機和抽真空機,將空氣強行排入土壤中,然后抽出,土壤中的揮發性有機物也隨之去除。在通入空氣時,加入一定量的氨氣,可為土壤中的降解菌提供所需要的氮源,提高微生物的活性,增加去除效率。

2.2異位修復技術：

異位修復處理污染土壤時,需要對污染的土壤進行大范圍的擾動,主要技術包括預制床技術、生物反應器技術、厭氧處理和常規的堆肥法。預制床技術是在平臺上鋪上砂子和石子,再鋪上15-30cm厚的污染土壤,加入營養液和水,必要時加入表面活性劑,定期翻動充氧,以滿足土壤微生物對氧的需要,處理過程中流出的滲濾液,即時回灌于土層,以徹底清除污染物。生物反應器技術是把污染的土壤移到生物反應器,加水混合成泥漿,調節適宣的pH值,同時加入一定量的營養物質和表面活性劑,底部鼓入空氣充氧,滿足微生物所需氧氣的同時,使微生物與污染物充分接觸,加速污染物的降解,降解完成后,過濾脫水這種方法處理效果好、速度快,但僅僅適宜于小范圍的污染治理。厭氧處理技術適于高濃度有機污染的土壤處理,但處理條件難于控制。常規堆肥法是傳統堆肥和生物治理技術的結合,向土壤中摻入枯枝落葉或糞肥,加入石灰調節pH值,人工充氧,依靠其自然存在的微生物使有機物向穩定的腐殖質轉化,是一種有機物高溫降解的固相過程。上述方法要想獲得高的污染去除效率,關鍵是菌種的馴化和篩選。由于幾乎每一種有機污染物或重金屬都能找到多種有益的降解微生物。因此,尋找高效污染物降解菌是生物修復技術研究的熱點。

3.影響污染土壤生物修復的主要因子

3.1污染物的性質：

重金屬污染物在土壤中常以多種形態貯存,不同的化學形態對植物的有效性不同。某種生物可能對某種單一重金屬具有較強的修復作用。此外,重金屬污染的方式(單一污染或復合污染)，污染物濃度的高低也是影響修復效果的重要因素。有機污染物的結構不同,其在土壤中的降解差異也較大。

3.2環境因子：

了解和掌握土壤的水分、營養等供給狀況,擬訂合適的施肥、灌水、通氣等管理方案,補充微生物和植物在對污染物修復過程中的養分和水分消耗,可提高生物修復的效率。一般來說土壤鹽度、酸堿度和氧化還原條件與重金屬化學形態、生物可利用性及生物活性有密切關系,也是影響生物對重金屬污染土壤修復效率的重要環境條件。

3.3生物體本身：

微生物的種類和活性直接影響修復的效果。由于微生物的生物體很小,吸收的金屬量較少,難以后續處理,限制了利用微生物進行大面積現場修復的應用，

植物體由于生物量大且易于后續處理,利用植物對金屬污染位點進行修復成為解決環境中重金屬污染問題的一個很有前景的選擇。但由于超積累重金屬植物一般生長緩慢,且對重金屬存在選擇作用,不適于多種重金屬復合污染土壤的修復。因此,在選擇修復技術時,應根據污染物性質、土壤條件、污染程度、預期修復目標、時間限制、成本及修復技術的適用范圍等因素加以綜合考慮。

4.發展中存在的問題：

生物修復技術作為近20年發展起來的一項用于污染土壤治理的新技術,雖取得很大進步和成功,但處于實驗室或模擬實驗階段的研究結果較多,商業性應用還待開發。此外,由于生物修復效果受到如共存的有毒物質(Co-toxicants)(如重金屬)對生物降解作用的抑制；電子受體(營養物)釋放的物理;物理因子(如低溫)引起的低反應速率;污染物的生物不可利用性;污染物被轉化成有毒的代謝產物;污染物分布的不均一性;缺乏具有降解污染物生物化學能力的微生物等因素制約。因此,目前經生物修復處理的污染土壤,其污染物含量還不能完全達到指標的濃度要求。

5.應用前景及建議：

隨著生物技術和基因工程技術的發展,土壤生物修復技術研究與應用將不斷深入并走向成熟,特別是微生物修復技術、植物生物修復技術和菌根技術的綜合運用將為有毒、難降解、有機物污染土壤的修復帶來希望。為此,建議今后在生物修復技術的研究和開發方面加強做好以下幾項工作:

(1)進一步深入研究植物超積累重金屬的機理,超積累效率與土壤中重金屬元素的價態、形態及環境因素的關系。

(2)加強微生物分解污染物的代謝過程、植物-微生物共存體系的研究以及植物-微生物聯合修復對污染物的修復作用與植物種類具有密切關系。

(3)應用現代分子生物學與基因工程技術,使超積累植物的生物學性狀(個體大小、生物量、生長速率、生長周期等)進一步改善與提高,培養篩選專一或廣譜性的微生物種群(類),并構建高效降解污染物的微生物基因工程菌,提高植物與微生物對污染土壤生物修復的效率。

(4)創造良好的土壤環境,協調土著微生物和外來微生物的關系,使微生物的修復效果達到最佳，并充分發揮生物修復與其他修復技術(如化學修復)的聯合修復作用。

(5)盡快建立生物修復過程中污染物的生態化學過程量化數學模型、生態風險及安全評價、監測和管理指標體系。

結論

綜上所述，我們不難發現由于土壤重金屬來源復雜,土壤中重金屬不同形態、不同重金屬之間及與其它污染物的相互作用產生各種復合污染物的復雜性增加了對土壤重金屬治理和修復難度,且重金屬對動植物和人體的危害具有長期性、潛在性和不可逆性,同時進一步惡化了土壤條件，嚴重制約了我國農業生產的加速發展，所以要更好的防治土壤重金屬污染還需要廣大科研工作者不懈的努力，研發出更好的效率更高的修復治理技術，同時我們還不應該忘記必須加強企業自身的環保意識，提高企業自我約束能力，始終將防治污染積極治理作為企業工作的頭等大事來抓，把企業對環境的污染程度降到最低限度，形成全社會都來重視土壤污染問題的良好環保氛圍，逐步改善我們的土壤生態環境。

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篇5

【關鍵詞】生物修復；金屬污染；石油污染；污染治理

隨著人口的迅猛增長、工農業生產的迅速發展，人類對化學品的依賴程度不斷提高，化學品在生產、儲存、運輸、裝卸和處置的過程中都會有大量有毒有害物質釋放到空氣、土壤和水體中，使得土壤、水體及空氣中有毒有害化學物質的污染加重，這已經成為世界各國面臨的主要環境問題。尋找一種高效、經濟、持久且對環境擾動小的治理方法成為目前關注的焦點。

在二十世紀50年代末和60年代初，在Cornell大學任教的Martin.Alexander與他的學生展開了農藥在土壤中可降解性的研究，為后來生物技術在環境保護中的應用打下了基礎[1]。但人類利用生物修復技術處理現場僅有30年的歷史，首次記錄實際使用生物修復是在1972年，于美國賓夕法尼亞洲的Ambler清除管線泄漏的汽油[2]。最初生物修復的應用范圍僅限于試驗階段，直到1989年，?？诉d油輪在阿拉斯加泄油事件為生物修復技術的大規模應用提供了機會，同時生物修復技術也得到了廣泛認可。1991年，第一屆原位生物修復國際研討會在美國的圣地亞哥舉行，各國學者在會上對生物修復工作中的經驗進行了交流和總結，進一步促進了生物修復技術的推廣和應用[3]。2002年10月Science專門刊登環境微生物技術的研究特輯[4]。可以預料，生物修復將是21世紀初環境生物技術的主攻方向之一。

1.生物修復技術的概念

生物修復（bioremediation），是指利用生物的生命代謝活動減小存在于環境中有毒有害物質的濃度或使其完全無害化，從而使污染了的環境能夠部分或完全恢復到原初狀態的過程。生物修復方法是利用土著的、引入的微生物的代謝作用進行消除或富積有毒有害物質的生物學過程。應用環境生物修復技術處理污染物時，最終產物大都是無害的、穩定的物質，如二氧化碳、水、氮氣等，而且這種處理方法能一步到位，避免了污染物的多次轉移?？傮w而言，生物修復技術是一類低耗、高效和環境安全的環境生物技術。

大體上，可以將生物修復分為原位生物修復和異位生物修復。原位生物修復（就地生物修復）即污染土壤或水體不經過搬運或運輸，而是通過投加微生物、營養鹽、電子受體等方法進行原位生物降解。異位生物修復即利用物理化學方法將受污染物質搬離原地進行集中生物降解，通常對于污染嚴重的土壤與水體多采用該技術。

2.生物修復技術的研究與應用

2.1生物修復技術在金屬污染中的應用

隨著電鍍、制革、印染、化工等工業的發展，重金屬的使用越來越廣泛，伴隨而來的重金屬污染的問題也日趨嚴重。環境中的痕量重金屬如鉛、鉻、鎘等可通過食物鏈最終在生物體內累積，對人的神經系統、肝臟、骨骼具有毒害作用，甚至產生三致（致癌、致畸、致突變）作用，極大地危害了人類健康；而鎳不僅被認為是致癌物質，還會通過基因遺傳影響后代。因此，有效地去除重金屬污染也成為當前一個十分迫切的任務。

傳統的處理重金屬的物理化學方法很多，如化學沉淀法、離子交換法、電解法、反滲透法、萃取法、活性炭吸附法、膜分離法等[5-6]。它們各有優點，但不同程度地存在著投資大、能耗高、操作困難、易產生二次污染等缺點，特別是在處理低含量重金屬污染時，其操作費用和原材料成本相對過高。隨著生物技術的發展，20世紀80年代人們逐漸將低含量重金屬污染治理的研究重點轉向了生物修復技術。

重金屬污染土壤生物修復技術，是利用生物作用，削減、凈化土壤中重金屬或降低重金屬毒性，該技術主要通過2種途徑來達到凈化作用。①通過生物作用改變重金屬在土壤中的化學形態，使重金屬固定或解毒，降低其在土壤環境中的移動性和生物可利用性；②通過生物吸收、代謝達到對重金屬的削減、凈化與固定作用。生物修復技術主要包括微生物修復和植物修復2種類型。

微生物法去除環境中的重金屬主要是利用微生物改變金屬原子、金屬離子的形態使其沉淀，以達到去除有毒重金屬的目的；或者利用微生物改變金屬離子的價態使金屬溶于液體中，從而易于從土壤中濾除。此外，還發現海藻、酵母菌等對金屬具有較強的生物吸附能力。Hap等[7]發現從工業廢水中分離出的Enterobacter cloacae，Klebsiella spp.微生物可以適應環境中高濃度的鎘、鉛、鉻，而且細胞繁殖過程中對鎘的去除率達63%～70%。Donmez和Aksu[8]分離出的Candida spp.酵母菌對環境中鎳、銅的去除率分別為57%～71%、52%～68%，但是去除率受到介質中起初金屬濃度、pH值（最適宜pH值為3～5）的影響。

植物修復技術是利用植物對某種污染物具有特殊的吸收富集能力，將環境中的污染物轉移到植物體內或將污染物降解利用，對植物進行回收處理，達到去除污染與修復生態的目的。植物修復的機理通常包括植物固定、植物揮發和植物吸收3種方式，其中植物吸收技術是目前應用最多、最有發展前景的土壤重金屬污染植物修復技術。植物修復具有成本低、可提高土壤肥力、避免二次污染以及對環境擾動小等優點，被廣泛應用于土壤重金屬污染治理中。

2.2生物修復技術在石油污染中的應用

隨著工業化進程的不斷加快，全球對于石油的需求量也隨之增加。然而石油在開采與運輸過程中由于泄漏對土壤、水體等環境造成的污染也越來越嚴重。石油中含有多種烷烴、環烷烴、芳香烴和烯烴等復雜烴類化合物，其中多環芳香烴（PAHs）還被認為是一種致癌、致誘變物質[9-10]。1989年3月，美國?？松尽巴郀柕滤埂碧栍洼喸诎⒗辜又萃踝訛硵R淺，泄漏5萬噸原油。沿海1300公里區域受到污染，當地鮭魚和鯡魚近于滅絕，數十家企業破產或瀕臨倒閉；1991年1月，海灣戰爭期間，伊拉克軍隊撤出科威特前點燃科威特境內油井，多達150萬噸石油泄漏，污染沙特阿拉伯西北部沿海500公里區域；2010年4月，位于美國南部墨西哥灣的“深水地平線”鉆井平臺發生爆炸，事故造成的原油泄漏形成了一條長達100多公里的污染帶，造成嚴重污染。

石油泄漏過程中不僅破壞了海洋等生態環境，而且通過土壤、植物等進入食物鏈直接危害到了人類健康。美國國家環保局已將l6種PAHs確定為污染環境的優先去除污染物。與傳統的去除PAHs的物理化學方法相比，生物修復方法不是將污染物從一種環境物質轉移到另一種環境物質，而是將污染物降解或者固定，從而減少了二次污染，節省了投資，因此得到廣泛應用。

石油污染的生物修復研究，萌芽自20世紀70年代，到了90年代顯著增加，尤其是2000年以后，其研究方向更為多元化[11]。1984年，針對美國密蘇里州西部石油運輸泄漏事件，采用了添加氮磷營養物質、人工曝氣的方法進行原位生物修復，經過32個月的運行。苯、甲苯和二甲苯的濃度從20mg/L～30mg/L降低到0.05mg/L～0.1mg/L。均得到了良好的處理效果。1989年，利用生物修復的方法修復受石油污染的阿拉斯加海灘是生物修復技術大規模應用的最成功的例子。在我國，石油污染土壤、地下水的生物修復技術還處于研究階段。秦煜民、隋智慧等[12]人在對遼河石油污染土壤的生物修復可行性研究中分離出微球菌、黃桿菌、假單胞菌和無色桿菌4種可以降解石油中碳氫化合物的菌種，當H2O2和油酸鈉的用量分別為8850mg/L和166mg/L時，24h內生物除油率可達48%。張旭等[13]人取淄河灘含石油土壤。通過加入富集細菌、翻耕調濕、加菌和翻濕相結合3種生物修復室內模擬實驗，發現石油半衰期由自然土壤的990d減少到346d；在翻耕和調節土壤含水率的條件下。石油半衰期由對照樣的173d減少為90d；在綜合生物治理條件下，石油半衰期縮短為42d。

石油污染生物修復技術目前的主要研究方向包括：添加輔助營養物質或輔助乳化劑、石油污染降解過程的生物標記研究、菌株具體降解途徑、工程示范研究，但由于石油污染成分復雜，不同微生物可利用的石油底物不同，降解途徑也不同，因此傳統的石油污染生物修復研究存在效率不高、難以維持等問題。

3.生物修復技術的應用前景展望

生物修復技術是20世紀90年代迅速發展起來的一項污染環境治理技術，實踐證明，采用生物技術修復污染環境與傳統的物理化學技術相比可以節省大量投資、可以就地進行、對周圍環境的影響較小、可以最大限度地去除環境中的污染物。

生物修復是目前環境工程領域應用廣泛、較為重要的一項技術，是一種環境友好替代技術，從經濟和環境的發展角度來看具有很大的誘惑力，在國內外受到日益廣泛的重視。我國關于生物修復的研究起步較晚，目前尚處于小試與中試階段，還需進一步發展。

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篇6

關鍵詞：污染土壤 微生物修復 修復機理

土壤污染已經成為全球性的重要環境問題之一，對于土壤污染處理而言，傳統物理及化學修復技術的最大弊端是污染物去除不徹底，導致二次污的發生，從而帶來一定程度的環境健康風險危害。而生物修復技術主要是利用生物有機體，尤其是微生物的降解作用將污染物分解并最終去除，具有快速，安全，費用低廉的優點。因此．被稱為環境友好替代技術[1]。利用微生物對不同污染類型土壤進行生物修復已經成為微生物研究的熱點之一，學者們努力研究微生物菌種以及生物修復條件[2-3]。以下分別對石油污染、化學農藥污染、重金屬污染的土壤微生物修復和采礦廢棄地生態恢復的研究進展進行綜述。

一、微生物修復概念及原理

1.微生物修復概念

微生物修復是指利用天然存在的或所培養的功能微生物群，在適宜環境條件下，促進或強化微生物代謝功能，從而達到降低有毒污染物活性或降解成無毒物質的生物修復技術。微生物修復的實質是生物降解，即微生物對物質(特別是環境污染物)的分解作用。它與傳統的分解在本質上是一樣的，但又有分解作用所沒有的新特征(如共代謝作用、降解質粒等)，因此可視為是分解作用的擴展和延伸[4]。由于微生物個體小、繁殖快、適應性強、易變異，所以可隨環境變化產生新的自發突變株，也可能通過形成誘導酶產生新的酶系，具備新的代謝功能以適應新的環境，從而降解和轉化那些“陌生”的化合物微生物對土壤中的有毒污染物的降解主要包括氧化反應、還原反應、水解反應和聚合反應等。

首次記錄實際使用生物修復是在1972年，于美國賓夕法尼亞州的Ambler清除管線泄露的汽油。1989年，美國阿拉斯加海域受到大面積石油污染以后才首次大規模應用生物修復技術[5]。除美國外，歐洲各國、加拿大等在生物修復方面也有很大的發展。

2.可用于生物修復的微生物類群

根據來源不同可以把起作用的微生物分為3類：土著微生物，外來微生物和基因工程菌(GEM)[6]。目前在實際的生物修復工程中應用的大多是土著微生物，土著微生物無論在數量上還是在降解潛力上都是巨大的。當土著微生物由于種種原因不能用來作為修復污染土壤菌種時，就需要在污染的土壤中接種一些高效的外來微生物。實驗表明，在實驗條件下，30℃時每克土壤接種10個PCP降解菌，可以使PCP的半衰期(T1/2)從2周降到l天。近年來，由于生物工程技術的飛速發展，構建更高效的修復污染土壤的基因工程菌引起了人們極大的興趣。目前生物修復正朝著構建能夠快速降解某些特定污染物的工程菌的方向發展，科學家利用基因工程把不同的降解基因移植到同一菌株中，創造出了具有多種降解功能的超級微生物[7]。

3.微生物修復的機理

微生物修復污染的土壤必須具備2個方面的條件：一是土壤中存在著多種多樣的微生物，這些微生物能夠適應變化了的環境，具有或產生酶，具備代謝功能，能夠轉化或降解土壤中難降解的有機化合物，能夠轉化或固定土壤中的重金屬；二是進入土壤的有機化合物大部分具有可生物降解性，即在微生物的作用下由大分子化合物轉變為簡單小分子化合物的可能性，進入土壤的重金屬具有微生物轉化或固定的可能性[8]。只有具備了上述2方面的條件，微生物修復才有實現的可能。

受污染的土壤中有機物和重金屬除小部分是通過物理、化學作用被稀釋、擴散、揮發及氧化、還原、中和而遷移轉化外，主要是通過微生物的作用將其降解轉化和固定的，因此，在生物修復中首先應考慮適宜微生物的來源。其次，微生物的代謝活動需在適宜的環境條件下才能進行，而受有機物和重金屬污染土壤的條件往往較為惡劣，因此我們必須人為提供合適的環境條件以強化微生物對污染土壤的修復作用。

二、影響微生物修復的環境因素

1.營養

微生物的生長需要維持一定量的C：N：P比例，需要多種營養物質及某些微量營養元素。許多研究者[9-10]對微生物修復的最佳生態條件建議指出，C：N：P最佳比值為100：10：1。在環境脅迫下，微生物維持生存可能需要更多的能量。如重金屬可引起脫氫酶活性下降，脫氫酶活性與土壤有機碳之比可作為確定向重金屬污染的土壤中添加營養的重要參考指標。

2.電子受體

微生物氧化還原反應的最終電子受體包括溶解氧、有機物分解的中問產物和無機酸根(如硫酸根、硝酸根和碳酸根等)。土壤中污染物氧化分解的最終電子受體的種類和濃度極大地影響微生物作用的速度和程度。研究表明，好氧條件有利于大多數有機物和重金屬污染物的微生物降解和轉化。充分的氧氣供給是微生物修復重要的一環[11]。受污染的土壤中的溶解氧(DO)往往會消耗殆盡，造成缺氧環境，而不利于好氧微生物的降解和轉化作用。許多研究者[12-13]對微生物修復的最佳生態條件建議指出：在單因子實驗條件下，氧代謝最適水平為溶解氧>0.2mg／L和10％最低空氣填充孔隙空間，厭氧代謝最適水平包括O2。的體積百分數

3.電子供體

大量基質的降解需要有電子受體的充分供應。當被修復主體的溶氧耗盡時，必須采取人工供氧的辦法以增加電子供體――氧氣。此外，在緊急情況下也可向污染環境中投加雙氧水，過氧化鈣等產氧劑以及添加硝酸鹽、硫酸鹽類電子受體，它們都能暫時改變環境中的厭氧生境以發揮好氧微生物對污染物的氧化分解作用。

4.共代謝基質

微生物不能依靠某種有機物生長不一定意味著這種污染物能夠抵抗微生物的攻擊，因此當存在其他底物時，這種污染物就會通過共代謝(Cometabolism)作用而生物降解。所謂共代謝是指某些難降解的有機化合物，通過微生物的作用能被改變化學結構，但并不能被用作碳源和能源，微生物必須從其他底物獲取大部或全部的碳源和能源。許多微生物都有共代謝的能力，各種各樣的底物都可能被利用，其降解反應可能涉及除氧化作用外的各種反應。資料表明[9]，在厭氧條件下，DDT的降解過程也經受了共代謝作用過程，其共代謝轉化產物可被好氧微生物降解。

三、微生物修復技術類型

原位修復不需要將土壤挖走，直接向污染土壤中投加N、P等營養物質和供氧。這種方法不僅操作簡單、成本低、而且不破壞植物生長所需要的土壤環境，污染物氧化安全、無二次污染、處理效果好，是一種高效、經濟和生態可承受的清潔技術。原位修復的主要方法有投菌法、生物通氣法、生物培養法等。投菌法是直接向污染土壤中投入高效降解菌，同時提供微生物生長所需的營養。生物培養法是定期向土壤中投加過氧化氫和營養物，滿足土壤微生物的代謝，將污染物充分礦化成二氧化碳和水。以上兩種方法在生物修復中實際應用較多，尤其在重金屬、石油、農藥污染土壤的微生物修復方面已有一定的應用，但需要借人大量外源菌才能迅速開始生物降解。生物通氣法是在污染的土壤上打上幾口深井，安裝鼓風機和抽真空機，將空氣強行排人土壤中，然后抽出，土壤中的揮發性有機物就隨之去除了。在通入空氣時，加入一定量的氨氣，可為土壤中的降解菌提供所需要的氮源，提高微生物的活性，增加去除效率。該方法可應用在石油污染的土壤上，為土壤中的微生物提供充足的電子受體，強化對石油污染物的氧化降解作用。

異位修復是把污染土壤挖出進行集中生物降解。它的方法主要有預制床法、堆制法及生物反應器法等。預制床法是在平臺上鋪上沙子和石子，將污染的土壤以15cm～30cm厚度平鋪在上，并加入營養液和水，必要時加入表面活性劑，定期翻動充氧，以滿足土壤微生物對氧的需求，處理過程中流出的滲濾液，即時回灌于土層上，以徹底清除污染物。該方法在PCP、雜酚油、石油、農藥等污染土壤的修復中已獲得了一些成功的案例。堆制法是將污染土壤與有機廢棄物(如木屑、秸稈、樹葉)、糞便等混合起來，使用機械或壓力系統充氧，同時加入石灰以調節pH值，經過一段時間依靠堆肥過程中的微生物作用來降解土壤中有機污染物。生物反應器法是把污染的土壤移到生物反應器，加水混合成泥漿，調節適宜的pH值，同時加入一定量的營養物質和表面活性劑，底部鼓人空氣充氧，滿足微生物所需氧氣的同時，使微生物與污染物充分接觸，加速污染物的降解。該方法的修復效率較高，但它的處理成本也相對較高。

四、幾種受污染土壤的微生物修復

1.受農藥污染土壤的微生物修復

隨著農業的發展，農民使用農藥的量越來越多，由此而造成的危害也越來越大。據統計，中國每年使用50多萬噸農藥。這些農藥主要包括殺蟲劑、殺菌劑和除草劑等，多是有機氯、有機磷、有機氮、有機硫農藥，這些農藥對土壤硝化作用呼吸作用和固氮作用均會產生暫時的或永久性的影響，因為在施用農藥時，不管采取什么方式大部分農藥都會落入土壤中，同時附著在作物上的那一部分農藥以及漂浮在空氣中的農藥也會因風吹落人土壤。另外，使用浸種、拌種等施藥方式更是將農藥直接混入到土壤中，所以，土壤中的農藥污染是相當嚴重的，已引起土壤生產力和農產品質量的明顯下降。實驗證明，環境中農藥的清除主要靠細菌、放線菌、真菌等微生物的作用。如DDT可被芽孢桿菌屬、棒桿菌屬、諾卡氏菌屬等降解；五氯硝基苯可被鏈霉菌屬，諾卡氏菌屬等降解；敵百蟲可被曲霉、青霉等降解。殘留于土壤內的農藥，經過種種復雜的轉化、分解，最終將農藥分解為二氧化碳和水。如果將土壤進行高壓滅菌或采用抑菌劑處理，農藥在土壤中的降解速度就會降低、甚至停止。研究表明，在未經消毒的土壤中，除草劑“敵草隆”的降解速度明顯高于用熏蒸消毒的土壤。前者，6周內敵草隆降解近半；后者，僅降解1／10。微生物降解農藥的方式有2種，一種是以農藥作為唯一碳源和能源，或作為唯一的氮源物質，此類農藥能很快被微生物降解，如除草劑一氟樂靈，它可作為曲霉屬的唯一碳源，所以很易被分解；另一種是通過共代謝作用，共代謝指微生物利用營養基質的同時將污染物分解代謝成無害物質，從而達到降解目的。其具體表現為：(1)依靠環境提供營養物質。例如，只有在蛋白質類物質存在時，直腸梭菌才能降解666；(2)依靠其它微生物的協同作用。例如，鏈霉菌和節桿菌可協作降解農藥二嗪農的嘧啶環，兩菌單獨存在則均不能作用；(3)需有誘導物存在。如，只有經正庚烷誘導后，銅綠假單胞菌才能產生羥基化酶，使鏈烷羥基化為相應的醇。再如，放線菌淺灰鏈霉菌在磺酰脲類除草劑存在的情況下，也可產生誘導性的共代謝，發生羥基化，去烷基化或去酯化反應。進一步對脫細胞提取液進行研究發現，放線菌淺灰鏈霉菌脫細胞提取液是依靠NAD(P)H進行磺酰脲類代謝，結果表明在淺灰鏈霉菌中存在著誘導性的、依賴細胞色素P。的磺酰脲代謝系統。在磺酰脲類除草劑存在下，放線菌淺灰鏈霉菌細胞中可溶性細胞色素P的量大大提高，這是由于一種主要的P4。形態出現，這種形態的P4在用除草劑處理過后，數量增加，而且水解酶活性也加強[14]。

2.受重金屬污染土壤的微生物修復

隨著工農業的迅速發展，每年有大量工業和城市垃圾作為有機肥進入農業土壤中。這些垃圾往往含有較多的重金屬元素，如汞、銅、鋅、鎳、鉛、鉻等，這些金屬離子作為微量元素是。生物代謝所必需的，然而超過一定濃度時，便會導致土壤微生物大量下降和活性降低，尤其對土壤中有益微生物如自生固氮菌等影響更為明顯。所以，重金屬污染已日益成為威脅人類健康的、影響人類生活質量的一種全球性的環境公害。重金屬對人的毒性作用常與它的存在狀態有密切的關系。一般地說，金屬存在形式不同，其毒性作用也不同。微生物可以對土壤中的重金屬進行固定、移動或轉化，改變它們在土壤中的環境化學行為，可促進有毒、有害物質解毒或降低毒性，從而達到生物修復的目的。重金屬污染土壤的微生物修復原理主要包括生物富集(如生物積累、生物吸著)和生物轉化(如生物氧化還原、甲基化與去甲基化以及重金屬的溶解和有機絡合配位降解)。研究表明，許多微生物，包括細菌、真菌和藻類可以生物積累和生物吸著環境中的多種重金屬。一些微生物，如動膠菌、藍細菌、硫酸鹽還原菌以及某些藻類，能夠產生胞外聚合物如多糖、糖蛋白等具有大量的陰離子基團，與重金屬離子形成絡合物。如，Bargagli在Hg礦附近土壤中分離得到很多高級真菌，一些菌根種和所有腐殖質分解菌都能積累Hg達到100 mg／kg土壤干重。汞所造成的污染最早受到關注汞的微生物轉化主要包括三個方面：無機汞的甲基化；無機汞還原成Hg-；甲基汞和其它有機汞化合物裂解并還原成Hg-。包括梭菌、脈孢菌假單胞菌等和許多真菌在內的微生物具有甲基化汞的能力。能使無機汞和有機汞轉化為單質汞的微生物有銅綠假單胞菌、金黃色葡萄糖菌、大腸埃希氏菌等。微生物對其它重金屬也具有轉化能力，硒、鉛錫、鎘、砷、鋁、鎂、鈀、金、鉈也可以甲基化轉化。還有研究表明，土壤中分布著多種可以使鉻酸鹽和重鉻酸鹽還原的微生物，如產堿菌屬、芽孢桿菌屬、棒桿菌屬、腸桿菌屬、假單胞菌屬和微球菌屬等，這些菌能將高毒性的Cr6+轉化為低毒性的Cr3+[15]。

3.受石油污染土壤的微生物修復

烴類化合物包括烷烴、烯烴、炔烴、苯、甲苯、二甲苯等多種復雜芳香烴，是石油的主要組成成分，是重要的工業原料，同時又是燃料與能源。因為這些物質(尤其是多環芳烴)能夠致癌、致基因突變、致畸，所以在石油的開采、運輸、貯藏和加工過程中，由于意外事故或管理不當，排放到農田、地下水后，往往也會造成土壤的污染，影響土壤的通透性、降低土壤質量、阻礙植物根系的呼吸與吸收、破壞植被，從而直接影響人類的生產和生活。許多學者就石油污染物(尤其是烴類化合物)的微生物代謝機制進行了研究。從烴類污染土壤的生物處理系統中分離到的各類優勢微生物均具有解脂酶活性，有解脂酶活性的菌株，就有降解石油烴的能力。添加優勢真菌，可以提高生物處理烴類污染土壤的效果。在受烴類污染的土壤中，利用石油烴為碳源的細菌較多，真菌數量較少。細菌雖數量較多，但類群沒有真菌豐富。細菌以革蘭氏陰性桿菌為優勢，其中以動膠菌屬為主，其次是黃桿菌屬，革蘭氏陽性桿菌以芽孢桿菌為主。真菌以毛霉菌屬，小克銀漢菌屬占優勢，其次是鐮刀菌屬、青霉菌屬、曲霉菌屬，酵母菌屬最弱。放線菌以鏈霉菌為優勢[16-17]。真菌和細菌降解石油烴類化合物可形成具有不同立體構型的中間產物。真菌將石油烴類化合物降解成反式二醇，而細菌幾乎總是將之降解為順式二醇[18]。

4.礦山修復地的修復

礦山廢棄地是指在采礦活動中所破壞的未經一定處理而尢法使用的土地。十壤結構破壞，養分流失，植被喪失是礦山廢棄地的共同特征，尾礦廠的廢渣、酸性廢水及矸石堆自然產生的大氣污染是周圍環境的嚴重污染源，因此對礦山廢棄地進行土壤改良和生態恢復就顯得十分重要[19]。在廢棄地系統中，植物可利形態的氮素來源干有機質的分解、土壤中氮微生物的固氮作用以及降雨中的NO3和NH3。束文圣等的研究表明根瘤菌對鋅的耐性最大，其ECl0值和EC50 (Effective concentraiton to reduce by l0％and50％)最高，分別超過300 mg／L和600 mg／L[20]。

礦藏開采、冶煉廠等使用后的土地的復墾與再利用一直比較困難，閃為這類土地不但污染嚴重，而且土壤的團粒結構和理化性質都發生了很大變化，根本不適于作物生長。但菌根可在修復該類土壤中發揮特殊作用。NoydRK等把菌根真菌根內球囊霉(Glomusintraradices)；匠明球囊霉(Glomusclaroideum)接種到牧草，成功地恢復了礦渣地的植被，達到了修復和復墾的目的。韓桂云等在霍林河露天煤礦脆弱生態地帶的生態修復中，應用菌根生物技術，發現供試的菌根菌劑中OIOA和B菌劑對貧瘠和滲透率低的土壤條件表現出較強的調控能力。泥巖氯化對其理化條件雖能有所改善，但氯和磷聚集使幼成活時間甚短[21]。

五、結語與展望

從目前來看，微生物修復是最具發展和應用前景的生物修復技術，人們在微生物材料、降解途徑以及修復技術研發等方面取得了一定的研究進展，并展示了一些成功的修復案例。但是針對復雜的污染土壤生態系統，每種微生物修復技術不僅要克服自身原有的不足，而且還需要進一步認識和解決在修復過程中出現的新現象和新問題。如：引入外源微生物的條件與原則問題；生物修復過程中微生物的適應性機制與影響因素的研究問題；有機污染物降解過程中的次生污染物問題等。還有，今后還需在以下幾個方面展開深入研究：如，繼續篩選和馴化新的降解菌株；進一步解析典型污染物降解基因的結構、功能與調控機制，闡明降解過程的分子生物學機理；解決復合污染土壤的修復問題；利用土地翻耕、農藝措施、添加物質、高效微生物、植物修復、季節更替等創造現場的修復條件構建出一套合理可行的污染土壤田問修復工程技術等等?？傊?，相信隨著科學的發展，大規模利用微生物降解土壤污染物、治理環境污染不久將會成為現實。

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[關鍵詞]無公害 蔬菜 栽培技術

從世界范圍來看，對于無公害蔬菜的基本概念，先后出現過許多相似的提法，諸如清潔蔬菜、健康蔬菜、無農藥污染蔬菜、天然食品等等，至今尚未對無公害蔬菜的概念形成統一的說法。筆者認為：以國家頒布的《食品衛生標準》為衡量尺度，農藥、重金屬、硝酸鹽、有害生物(包括有害微生物、寄生蟲卵等)等多種對人體有毒物質的殘留量均在限定的范圍或閥值以內的蔬菜產品，可統稱為無公害蔬菜。

早在20世紀20年代，國外就開始發展無公害蔬菜，其主要生產方式是無土栽培。據不完全統計，世界上單用營養液膜法(NFT)栽培無公害蔬菜的國家就達76個。在新西蘭，半數以上的番茄、黃瓜等果菜類蔬菜是無土栽培的。日本、荷蘭、美國等發達國家，采用現代化的水培溫室，常年生產無公害蔬菜。此外，在露地蔬菜的無公害生產技術方面，也進行了較為深入的研究探討并進行了大面積的推廣。我國無公害蔬菜的研究和生產始于1982年，該年召開全國生物防治會議，江蘇省率先提出用生物防治代替化學農藥防治。1983年，在全國植?？傉镜拇罅χС窒?，全國23個省、市開展了無公害蔬菜的研究、示范與推廣工作。通過幾年的研究實踐，探索出一套綜合防治病蟲害、減少農藥污染的無公害蔬菜生產術。1985年全國推廣無公害蔬菜生產面積4萬hm2(60萬畝)。目前，該項工作仍在不斷往前推進。

一、無公害蔬菜研究與生產現狀

我國自開展無公害蔬菜的研究與生產以來，取得了一批既有一定理論深度又有廣泛適用性的研究成果。這些成果在全國大、中城市郊區蔬菜基地應用后，取得了較好的經濟效益、生態效益和社會效益。

1. 研制開發了一批高效、無毒生物農藥，總結出一套以生物防治為重點的蔬菜病蟲害綜合防治技術

所謂生物防治，籠統地講，是指病蟲草等有害生物的生物學防治或植物保護的生物學防治方法。確切地說，生物防治是利用生物或其代謝產物來控制有害動、植物種群或減輕為害程度的方法。我國廣大的蔬菜科技工作者和蔬菜種植示范戶在長期的研究與生產實踐中，探索總結出一套以生物防治為重點的蔬菜病蟲害綜合防治技術，即：在加強農業防治(如選擇優質抗病品種、實行輪作、深耕烤土、施腐熟糞肥等)的前提下，在蔬菜病蟲害發生期使用高效、無毒生物農藥，并設法保護天敵；萬一上述措施不奏效時，科學合理地選用高效低毒低殘留化學農藥，并嚴格控制農藥的安全間隔期，盡量減少施藥次數和降低用藥濃度。自80年代以來，我國先后研制出Bt乳劑7216、棉鈴蟲病毒NPV、Bt病毒復合劑、蘇力保、螨蟲素、拒食劑、環寶乳油劑、菜青蟲產卵抑制劑等生物殺蟲劑與生物拒避劑；井崗霉素、農用鏈霉素等生物殺菌劑；弱毒疫苗A等病毒抑制劑。這些生物農藥對蔬菜病蟲害有較好的防治和控制效果。

2. 初步探索出治理菜田土壤重金屬污染的辦法，蔬菜產品中的重金屬污染問題獲得有效的解決途徑

蔬菜產品的重金屬污染問題早就引起我國蔬菜科技工作者的重視，同時對重金屬在土壤中的存在狀態、環境容量、遷移規律以及在植物體內的富集狀況等做了大量的研究。實踐表明，增施有機肥，可明顯改善土壤理化性狀，增加土壤環境容量，提高土壤還原能力，從而可以使銅、鎘、鉛等重金屬在土壤中呈固定狀態，蔬菜對這些重金屬的吸收量相應地減少。臧惠林等人對白菜受鎘污染進行了研究，結果顯示，菜田土壤中施用石灰、鋼渣和高爐爐渣均可明顯降低白菜莖葉內的鎘含量，并從理論的高度提出，控制白菜吸收鎘的有效措施提高土壤pH值的相關系數r=-0.94。對其他重金屬的污染也有有效的防治措施，如在土壤中添加FeSO4或Fe2(SO4)3可以減輕砷的危害；控制土壤pH

3. 對蔬菜中的硝酸鹽污染問題進行了系統研究，蔬菜產品中的硝酸鹽污染得到有效控制

從1979年開始，中國農科院蔬菜花卉所的沈明珠等人就對蔬菜中硝酸鹽的分布水平、累積規律和控制途徑等進行了系統研究，得出北京地區常見蔬菜品種中硝酸鹽的大致含量，指出蔬菜中的硝酸鹽含量除與蔬菜的種類、品種及蔬菜的生長部位有關外，還受外界光照、施肥等環境條件的影響。1986年后，湖北職業技術?？茖W校的周伯瑜、上海市農科院土肥所的梅宇珠等人，根據土肥條件對蔬菜中硝酸鹽污染的施肥技術。其要點是減少氮肥用量，多施有機肥少施化肥，多施銨態或酰銨態氮肥等。目前，受氮肥直接污染的蔬菜主要是菠菜、甜菜、小白菜等。據研究，利用蔭棚遮光栽培菠菜，與露地栽培相比，其產品中的硝酸鹽含量明顯降低；凡增施化肥，菠菜、小白菜全株可食部分硝態氮含量比施廄肥者高1-4倍，施用化肥，大白菜葉片中的NO3-含量明顯提高。上述研究成果廣泛應用于蔬菜生產實踐中，從蔬菜品種選擇、施肥技術、栽培環境控制等多途徑綜合控制蔬菜產品中的硝酸

鹽污染，效果明顯。

二、無公害蔬菜的發展對策

1.加強對無公害蔬菜生產的行政、組織與協調工作，建立和完善產前、產中、產后一條龍服務體系。

強有力的行政領導，加上優質的產、供、銷一體化服務，是我國無公害蔬菜生產健康、持續、穩定發展的根本保證。建議在全國各大、中城市設立兩類機構，即無公害蔬菜領導機構和無公害蔬菜服務機構。前者由市(區)鄉(鎮)蔬菜辦的主要領導組成，其主要職能是負責所在市(區)、鄉(鎮)范圍內無公害蔬菜發展的有關政策制定、戰略規劃和組織協調工作，并以行政的手段約束菜農的某些技術不當行為。如上海寶山區大場鎮政府曾印發上千份“安全使用農藥責任書”，與農戶逐一簽約：堅決不在菜地使用化學農藥，對現有農藥封存，萬一發生中毒事故要承擔賠償責任。后者由市(區)鄉(鎮)蔬菜技術推廣部門的業務技術骨干組成，其主要職能是：產前進行無公害蔬菜生產基地的環境監測，提供高抗病蟲害的蔬菜優質種子、高效無毒生物農藥等生產資料；產中組織無公害蔬菜生產技術培訓與技術咨詢；產后提供無公害蔬菜產品的質量檢測，提供銷售信息，疏通銷售渠道。強化科研投入，增加科研力量，建議設立國家無公害蔬菜工程專項研究基金，成立國家無公害蔬菜工程技術研究協作小組，從財力、人力上給予重點扶持。著重加強微生物對土壤中有機污染物(薄膜、農藥、垃圾等)的生物降解機理、高效無毒生物農藥的研制、高抗病蟲害蔬菜品種的選育等與無公害蔬菜有關的基礎理論與開發技術研究。

2.建立一套規范化的無公害蔬菜生產技術體系

無公害蔬菜的生產，需要一套規范化的技術體系(或規程)加以指導。無公害蔬菜生產技術體系，主要應把握以下三關：一是生產基地選址關。首先，對無公害生產基地進行生態環境的狀況調查，在對大氣、水質、土壤等主要環境因素進行多種污染項目檢測的基礎上，選擇諸環境要素綜合指標較好的地域作為試驗基地。例如，研究表明，鎘、砷、鉛三種重金屬在蔬菜土壤中的臨界濃度分別為0.2mg/kg、100 mg/kg、100-200 mg/kg，選擇無公害蔬菜生產基地時，就應以此為標準。二是種植過程無害化關。采取控制農藥、化肥、生物和重金屬污染的綜合技術病蟲害的蔬菜優良品種；采取施有機肥為主、化肥為輔，化肥中又以氮、磷、鉀平衡配方的施肥技術等等。三是蔬菜殘留毒物檢測關。在蔬菜上市前，由質量檢測部門對蔬菜中重金屬、化學農藥、化學肥料等有毒物質殘留狀況進行全面檢測，保證產品的各項指標符合國內(或參照國際)的食品衛生標準或相應地區的有關標準。

發展適度規模的簡易無土栽培。無土栽培即不用土壤，而以砂礫、泥炭、蛭石、浮石、鋸木屑等化學惰性物質作為培養基質，然后供給含所有必需元素的營養液的一種科學栽培植物的方法。無土栽培以其清潔衛生的生產環境，生產優質的新鮮蔬菜，成為無公害蔬菜生產的一條重要途徑。目前已有20多個省、市開始了蔬菜的無土栽培與生產，北京、上海、南京等大城市還先后引進了荷蘭、以色列等國生產的智能型溫室，進行蔬菜的高度集約化、智能化生產。

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【關鍵詞】 環境保護 建材機械加工 水泥生產線

我國是世界上最大的發展中國家，隨著我國社會經濟的發展，對建筑材料的需求量也與日俱增。水泥生產工業是建筑工業中的重要組成部分，水泥生產水平和質量關乎到整個建設工程的質量。近年來，我國水泥生產過程中出現了較為嚴重的顆粒物排放和有害氣體排放等問題，對環境造成了極大的危害。新形勢下，必須將環保的理念引入到建材機械加工的過程中來，促進水泥生產工業朝著節能、環保的方向發展。

1 我國建材機械加工行業和水泥行業的現狀

近年來，隨著我國經濟的高速發展，建筑行業獲得了前所未有的發展，建材機械加工作為建筑行業中一個重要的環節，對于保障建材質量、保障整個建筑工程的質量有著至關重要的作用。但是，在建材機械加工的過程中容易對環境造成污染，再加上我國傳統的建材機械加工模式不注重對于環境的保護，對環境造成了很大的破壞。

隨著我國社會主義建設事業的發展，我國水泥生產行業也獲得了快速的發展。我國是水泥生產和消耗的大戶，其水泥消耗量占世界能源總消耗量的百分之五。同時，水泥消耗量的過大也對環境造成了很大的危害，我國顆粒排放物占工業排放總量的百分之三十，因此，如何在水泥行業進行節能降耗成為我國水泥行業需要重點關注的問題。

2 環保概念在水泥生產加工中的重要性

隨著我國建材機械加工行業的發展，我國的水泥生產行業獲得了巨大的發展，但是我國當代的水泥生產加工水平與國外相比還有著很大的差距。很多企業在生產水泥的過程中沒有貫徹環保理念，只顧經濟效益而忽略了社會效益，很多企業的粉塵排放濃度超標，現有的粉塵污染依然沒有得到有效的治理，環境保護的任務十分艱巨。

3 將環保的概念引入建材機械加工

3.1 建立健全相關的法律法規

建立健全建材機械加工工業相關的法律法規是確保水泥生產工業得到良性發展的根本性保障措施，能夠使水泥生產工業中的環保要求有據可依，保證環保理念在水泥生產工業中得到深入的貫徹與落實。國外很多工業發達的國家在很早就重視水泥生產行業中的重金屬污染問題，對回轉窯系統中重金屬的揮發性進行研究，并根據本國重金屬污染的實際情況制定了切實可行的重金屬排放指標，對相關的重金屬排放問題進行了立法工作。如德國就規定了在回轉窯摻燒廢棄物時必須遵守的排放極限，如下圖所示：

上表中，Hg、T1、Cd、Pb、As都是易揮發和高揮發類的重金屬元素，其中Hg是指的汞，T1是指的鈦，Cd是指的鎘、Pb是指的鉛，As是指的砷，這些重金屬元素都會對土壤造成一定的負面影響。

對于水泥生產過程中污染物排放的問題，我國也制定了《水泥廠大氣污染物排放標準》等法律法規，限定了水泥生產工業中重金屬排放的上限標準。但隨著水泥生產中廢棄物的增加，迫切需要對其他有關污染物進行排放限值的規定，確保在水泥生產的過程中做好環境保護工作，促進水泥生產行業的良性、健康發展。

3.2 加強對氣態污染物和顆粒物的處理

水泥生產過程中使用的原料中都含有少量的硫，水泥生產的過程中會以硫化物的形式排放出來，落后的生產工藝中缺少煙氣的脫硫裝置，使大量的二氧化硫等有害氣體排放到大氣中去，造成了對環境的危害。因此，可以在水泥生產線中加大對二氧化硫等有害氣體的控制，例如運用帶預熱器的回轉窯對水泥進行煅燒，可以使排放到大氣中的二氧化硫成分減少，可以在水泥生產工業中的煅燒環節進行使用和推廣。此外，對于氣體污染物的排放，我國要制定相關的具體排放標準，并加強對水泥生產工業的監督與監管，減少在水泥生產工業中氣態污染物的排放。

顆粒物對環境的污染是不言而喻的，我國建材機械加工過程中顆粒物的隨意排放對環境造成了嚴重的污染，限制了我國建材機械加工工業的長效發展。為此，要督促相關水泥生產單位積極引進先進的除塵技術設備，減少顆粒物排放。

3.3 革新污泥處置方法

污泥處置是水泥生產行業中必不可少的一個重要環節，隨著環保理念在建材機械加工行業的深入貫徹，我國現階段的水泥生產技術已經從協同污泥處理技術到先對污泥進行干化，然后進行回轉窯焚燒的階段，大大促進了我國水泥生產工業中污泥的處理技術與水平，既帶來了很高的經濟效益，也帶來了很高的社會效益，減少了對環境的污染，是在環境保護這一主導性原則發展下的新型水泥生產中的污泥處理技術。

4 結語

可持續發展是我國目前提倡的一種社會經濟發展模式，是科學發展觀的具體要求。目前我國在水泥生產工業中還存在著很多的問題，必須在水泥生產線這一類的建筑工業中貫徹落實可持續發展的原則，在工業生產的過程中引入環保概念，做好環境保護工作，促進水泥生產工業的可持續發展。

參考文獻：

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“拉夫運河小區事件”

在美國，“毒地”被稱為“棕地（Brownfield Site）”：這一個概念誕生于1980年，當時美國國會通過了《環境應對、賠償和責任綜合法》，正式提出了“棕地”的概念。它是一些不動產，因為現實的、潛在的有害和危險物的污染，而影響到了它們的擴展、振興和重新利用。

美國對受污染土地的關注，可以追溯到著名的“拉夫運河小區案”。

這個小區靠近尼亞加拉瀑布。20世紀70年代，一名家庭主婦5歲大的兒子患上了肝病、癲癇、哮喘、免疫系統紊亂癥。小小年紀竟會染上如此多的怪病，讓這位母親百思不得其解。終于有一天，她從報紙上看到，拉夫運河小區曾是一個堆滿化學廢料的大垃圾場。于是，她懷疑兒子的病與化學廢料有關。

她聯合了鄰居們展開調查，不少家庭都曾出現流產、死胎和新生兒畸形、缺陷等。此外，許多成年人體內也長出了各種腫瘤。

原來，“拉夫運河”在干涸被廢棄之后，1942年，胡克化學公司購買了這條大約1000米長的廢棄運河，當作“垃圾倉庫”傾倒工業廢棄物，直到1953年。裝滿有毒廢棄物的運河，被公司填埋封存之后，以1美元的價格賣給了當地的教育委員會，也附上了關于有毒物質的警告。之后，紐約市政府在上面開發了房地產，蓋起了一所小學和住宅小區。

讓人驚恐的是：從1942年到1953年，傾倒的化學物質多達兩萬多噸。

在查明之后，紐約衛生局宣布小區處于緊急狀態；時任總統卡特也頒布了緊急令，搬遷小區居民。

“拉夫運河小區事件”，最終推動了美國對毒地的立法。1980年12月11日，美國國會通過了《環境應對、賠償和責任綜合法》，即批準設立污染場地管理與修復基金。

這一法案也被稱為“超級基金”法。它授權美國環保署對全美的污染場地進行管理，并責令責任者對污染特別嚴重的場地進行修復。如果沒有明確的責任者，或責任者沒有修復的能力，“超級基金”可以撥款支付相關費用。

刺激私人資本進行投資

按照受污染的嚴重程度，“棕地”還被分為了不同的等級。級別高的，會被收錄到“優先修復排行榜”上。這些“棕地”，以工業用地居多，它們可能是已經被廢棄了的，也會是還在利用中的舊工業區。

6年之后，美國又通過了《超級基金修正與再授權法》，要求修復地塊的質量必須達到聯邦和州政府的相關環境標準，以及《安全飲用水法》規定的污染物含量水平、《清潔水法》中的水質標準。

美國國會在1997年8月，通過了《納稅人減稅法》。以稅收的優惠，刺激私人資本在污染地塊的清潔和振興上進行投資。這一法案規定，用于污染地塊環境清潔方面的開支，在治理期間，免征所得稅。這對于吸引私人資本起到了關鍵的作用。

據美國政府估計，在一年的稅收收入中，因稅收的刺激而減少3億美元的收入，卻能因此吸引34億美元的私人投資用于衰落社區的治理和復興，使8000個污染地塊恢復生產能力。

日本曾經的第一號公害病——“痛痛病”

而在上個世紀的30年代～50年代，日本的神通川流域發生了一系列奇怪的病癥。患者的腰、手、腳等關節，出現了難以忍受的疼痛。幾年之后，全身各部位都發生了神經痛、骨痛、骨骼萎縮、脊柱變形……甚至連呼吸都會疼痛難忍，連咳嗽都能引起骨折。一些人無法忍受痛苦，選擇了自殺。

這就是日本的第一號公害病，被稱為“痛痛病”。它其實是慢性鎘中毒。

日本三井金屬礦業公司在當地居民飲用和灌溉的神通川上游，修建了一座煉鋅廠。工廠在洗礦石時，將含有鎘的大量廢水排入了神通川，將整條河都污染了。沿河的居民用河水灌溉，鎘通過食物鏈進入了人體，蓄積在腎臟中，導致腎衰竭，并抑制了維生素D的活性。缺乏維生素D，妨礙了鈣、磷在人體骨質中的正常沉著和儲存，使得骨骼中的鈣大量流失，最終導致骨軟化。“痛痛病”在當地流行20多年，造成200多人死亡。

至今，針對“痛痛病”還沒有特效的治療方法，積蓄在人體內的鎘也無法安全有效地排除。不僅如此，它的危害是長期持續的；也就是說，即使停止了對鎘的攝入，腎衰癥狀依然會持續。

重金屬污染給日本留下的課題遠不止于此。從1976年開始，重金屬污染檢查在日本全境鋪開。對只要是有可能產生污染的地方，都進行了調查，比如后來被證明存在鎘污染的秋田。在水俁病的發生地熊本、新潟，也分別進行了針對化學元素汞的調查。

日本一共有幾十平方公里土地需要深度修復，在過去的幾十年里，他們大都通過換土的方式得到了改善。但在今年，日本將執行更嚴格的世衛組織標準（CDEX ），這意味著日本將多出幾乎和原來相等的需要修復的土地面積。在執行新的標準后，復原土壤將會成為一個新的問題。

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關鍵詞：土壤生態系統；穩定性；研究

前言：土壤生態系統的穩定性主要表現在土壤生態系統的抵抗力和恢復力，其主要作用是衡量土壤的健康程度，土壤生態系統穩定性的評價，對于土壤的健康評價有著重要作用。土壤是人們賴以生存的重要保障，隨著經濟水平的不斷提高和科學技術的大力發展，土壤污染問題日益嚴重，土壤的健康程度越來越受到各界的關注，這也使土壤生態系統研究得到了進一步的發展。

1 土壤生態系統穩定性的概念

土壤生態系統的穩定性一直是生態學中重點討論的理論問題之一[1]。在生態學研究中，對土壤生態系統穩定性的概念一般有兩種解釋。一種認為土壤生態系統穩定性是指土壤系統的抗干擾能力，另一種解釋是生態系統的動態穩定性。其中土壤系統的抗干擾能力的具體解釋是抵抗力和恢復力，指土壤在經受多種因素干擾后，依舊能夠保持原有狀態不變的能力和受到干擾并引起變化后，能夠恢復到原有狀態的能力。

2 土壤系統穩定性研究內容

2.1 干擾因素類型

在進行土壤系統穩定性研究時，首先要分析其的干擾類型，以干擾為依據，將土壤系統的穩定性充分顯現出來。不同的干擾方式對土壤生態系統的影響效果不同，因此，在進行研究時，要對干擾類型進行科學合理的分析，深入了解不同干擾因素對于土壤系統的不同影響效果。

干擾因素分為許多不同的類型，分類的標準一般是形勢、強度、頻率等，干擾因素具有一定的破壞力，能夠造成不同程度的破壞事件。常見的干擾類型主要分為三大類：擾動、脅迫和干擾。

擾動主要包括瞬時擾動和持久性擾動兩種類型，對土壤生態系統的影響在時間上有一定差異。脅迫則是分為致死性傷害和非致死性傷害，其影響效果分別表現為個體生物死亡和生物量減少。干擾則具有破壞、組分改變、干涉、抑制等作用。在實驗中經常會用熱、干濕交替、重金屬等脅迫方式作為干擾類型進行土壤生態系統穩定性的研究。

2.2 土壤參數與過程

土壤是生態系統中物質循環和能量轉化過程的重要場所[2]。土壤生態系統的生命因素主要有微生物和土壤動物[3]。由于土壤生態系統與地面上的生態系統具有很大的差別，因此在進行土壤生態系統穩定性研究時，要注重區別其與其他生態系統中的不同特征。

土壤生態系統過程主要分為生物與物理化學兩方面。生物過程主要是將土壤生物的群落結構、活性和功能等作為內容的表征。物理化學過程則是將土壤的孔隙結構、透水性等作為內容的表征。由于土壤的生態過程十分容易受到土壤生物的影響，因此很多關于土壤生態系統的穩定性研究都是從土壤生物的角度進行的。其中通常測定的參數主要包含土壤生長速率、氮素礦化速率等。

3 影響土壤生態系統穩定性研究的外部因素

3.1 土壤污染

現階段由于科學技術的發展和化學原料的使用，土壤受到了嚴重的污染。據相關調查表明，在土壤經受過重金屬污染后，會出現明顯的生物量降低，微生物種類減少等現象。但是相對于實驗室的人工污染試驗，這種經過外部因素污染的土壤更具有研究意義。

3.2 植被

植被與土壤具有直接關系，兩者之間有著能量與物質的交流，一般的植擾，是對土壤的積極性干擾。植被對于土壤的修復有著重要作用，不同的植被類型對于土壤中的化學組成有著不同影響，其中的碳氮量更是土壤生物群的重要影響因素。在碳氮比相對較低時，土壤生物群的穩定性相對較高，當碳氮比較高時則情況相反。

3.3 其他干擾因素

人為干擾和環境脅迫對于土壤生態系統的穩定性也有著重要的影響。相關研究表明，土壤對一般的干擾具有很強的恢復能力，但是大量的使用化肥會使土壤生物群落受到嚴重的影響，且這些生物群落對于環境脅迫，如人工降雨等的抵抗力也相對較差。

4 土壤生態系統穩定性的內在機制

4.1 土壤物理化學環境

土壤中的物理化學環境是生物群落穩定性的重要影響因素，尤其是土壤質地的影響作用最為顯著。有些土壤由于質地原因，可以吸附更多的有機質，能夠激發生物活性，達到穩定生物群落的效果。而在土壤中添加有機物，也能夠達到同樣的效果。另外一些物理化學因素，例如：土壤含水量、PH值、土壤團聚體結構等，對于生物群落德組成都有一定的影響，但是對于其穩定性的影響情況暫時并沒有相關數據。

4.2 生物多樣性

生物多樣性與生態系統穩定性的關系，一直是生態學重點研究課題，但是在研究過程中，很少會將土壤生態系統作為研究對象。現階段的科學技術發展和社會需求已經不能夠滿足于僅僅對地表生物的研究，因此，分子技術驅動的土壤微生物研究就此展開。

在研究過程中，學者多次測試了不同土壤與生物多樣性的關系，而最終結果并沒有證明土壤功能與生物多樣性具有直接的關系。由于土壤生態系統穩定機制的研究時間相對較短，土壤生態系統的生物群數量龐大，并沒有獲取到更多有價值的數據，因此，需要更加重視土壤生態系統穩定性的研究，加大研究力度和資金投入，對土壤生態系統中的微生物群落、干擾因素等進行更深入的了解。

參考文獻

[1] 賀紀正.土壤生態系統為生物多樣性――穩定性關系的思考[J].生物多樣性，2013，4（21）：411-420