中山杉对铜胁迫的生理响应特性文献综述

 2022-07-06 13:57:09

文献综述

1.1 土壤重金属污染及现状

土壤是生态环境的重要组成部分,也是人类社会生存发展的重要自然资源。重金属指金属和类金属物,如铜、铬、镉、铅、汞等近年来,随着工农业的发展,越来越多的重金属释放出来,土壤重金属污染是指人类活动将重金属加人到土壤中,致使土壤中重金属含量明显高于原有含量,并造成生态环境恶化的现象[[1]][[2]][[3]]。据统计,在过去的60年里,全球范围内已经释放了超过2.2万吨镉、78万吨铅和93万吨铜,其中大部分在土壤中积累,进而造成了严重的重金属污染,全球重金属污染形势不容乐观,人类生存的自然环境日益严重地受到影响,土壤污染尤为严重。我国部分地区土壤也污染较重,农业部的调查结果显示,目前我国污水灌区面积约14万亩,遭受重金属污染的土地面积占污染总面积的64.8%。其中耕地土壤问题较为突出,国家环境保护总局在2000年对30万亩基本农田保护区土壤有害重金属抽样监测中有12.1%土壤重金属超标重金属污染成为农林业发展的重要阻碍和潜在威胁。由于土壤重金属污染的隐蔽性和持久性,对生态环境、农业生产和人体健康构成了严重的威胁,近年来土壤重金属污染的严重性已经广泛引起人们的重视[[4]][[5]]。

1.2 土壤重金属铜污染来源

土壤中重金属自然来源是母岩或残落的生物物质,但自然途径的含量普遍较低,造成的危害较弱。人类的一系列活动作用是造成土壤重金属污染的主要途径,主要包括以下几个方面:

1.2.1 金属矿产资源的开采冶炼

随着采矿和冶炼业的迅速发展,矿冶周边地区土壤重金属污染已日益严重[[6]],导致重金属矿山的开采利用成为当今世界重金属污染的主要原因。开采主要通过三条途径造成土壤重金属污染:一是尾矿、矿渣。二者是采矿区土壤重金属污染的主要来源之一。一些中小企业为了节约开支,不建尾矿库,这些矿山固体垃圾在堆放过程中,遭受日晒雨淋,在自然条件下,极易发生风化作用,使大量有毒有害的重金属元素释放出来进入到土壤和水体中,给采矿区及其周围环境造成了土壤重金属污染[[7]];其二是大气沉降,气源重金属颗粒主要分布于工矿上空,漂浮的重金属颗粒通过干湿沉降,最终落在地表,造成土壤污染。另外发动机、轮胎、润滑油和镀金部位磨损也可以释放出Cu、Zn、Pb、Cd等重金属[[8]][[9]]。气源重金属颗粒是土壤重金属污染的途径之一。在许多工业发达国家,大气沉降对土壤系统中重金属累积贡献率在各种外源输入因子中排在首位[[10]]。其三,矿山废水也是矿区的主要污染源之一,它主要包括伴随矿井开采而产生的地表渗透水、岩石孔隙水、矿坑水、地下含水层的疏水、以及井下生产防尘、灌浆、充填污水、选矿厂和洗煤厂污水等[[11]]。酸性矿山废水若排入土壤,酸和大量重金属离子可使土壤被酸化和毒化,导致植被枯萎死亡,或被植物吸收并通过食物链危害人类健康。由于矿区水源的污染,污水灌溉农田是造成土壤污染的又一重要原因。酸性矿山废水若排入土壤,酸和大量重金属离子可使土壤被酸化和毒化,导致植被枯萎死亡,或被植物吸收并通过食物链危害人类健康[[12]]。2000年,湖南郴州炼砷区因废渣污染井水,当地农民利用污染的水源灌溉,致使40平方千米农田抛荒[[13]]。江西德兴矿业集团在矿业生产过程中对矿区及其周围环境造成了严重的影响,导致铜矿下游的几千亩良田变成了荒地[[14]]。鞍山污灌区耕层土壤Hg含量甚至高出土壤背景值的694%[[15]]。沈阳西郊污灌区农田土壤也受到重金属的严重污染,特别是重金属有效态含量远高于非污灌区农田,已不适合继续作为农田进行利用[[16]]。

1.2.2 农药、化肥的大量使用

制造化肥农药的原料中含有重金属,因为农药、化肥能提高农作物产量,农业人员不断使用化肥农药,结果造成重金属在土壤中日益积累。这种长期地、不合理地施用农药和化肥的行为,也会导致重金属污染土壤[[17]]。据调查,我国各地施用的磷肥中含有多种有害的重金属,而复合肥中的重金属主要来源于母料及加工流程的带入,其他的肥料如钾肥、氮肥中的重金属含量也不相同[[18]]。有研究表明,大量施用磷肥以及复合肥,使得土壤中Cd的含量不断增加,作物吸收Cd的量相应也增加[[19]]。长期使用鱗矿粉、波尔多液、代森锰锌等含Pb、Cd、Cu、Zn的农药、化肥,将导致土壤中重金属元素的积累[[20]]。

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