土壤镉与多环芳烃复合污染对动物毒理效应的研究进展
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摘 要：复合污染研究已成为环境科学发展的重要方向之一，重金属和多环芳烃是土壤环境中的重要污染物，开展两者复合污染研究，对于农业环境生态安全具有重要意义。本文简要论述了重金属镉和多环芳烃在土壤环境中的来源，分布以及污染现状和独立效应。，并对未来该领域需要进一步研究的科学问题进行了展望。
1.引 言
目前，国内外学者对蚯蚓的生态毒理学进行了大量的研究，其中农药、重金属单一及复合污染较多，但关于多环芳烃及其复合污染对蚯蚓的生态毒理的研究相对较少。本文采用室内模拟方法，开展了典型重金属典型多环芳烃复合污染对安德爱胜蚓和白线蚓的生态毒理研究，在此基础上，对复合污染生态毒理生物标志物的筛选和定量表征进行了重点而深入的研究，以期为有机污染物-重金属复合污染研究与诊治提供科学依据和实践指导，主要研究结果如下：1.从个体水平，分别采用人工土壤法和自然土壤法，研究镉单一及复合污染对安德爱胜蚓和白线蚓的急性毒性。
2.土壤镉和多环芳烃的来源及其污染现状
2.1 土壤中重金属的来源
土壤中镉的来源是多途径的，首先是成土母质本身含有重金属，不同的母质、成土过程所形成的土壤含有镉量差异很大。此外，人类工农业生产活动，盲目的施用化肥和农药，使镉的含量日益增加；也造成镉对大气、水体和土壤的污染。
2.2 土壤中多环芳烃的来源及其污染现状
全国范围内PAHs主要来自工业燃煤、生活用煤的不完全燃烧和汽车尾气的污染等，污染水与地区生产、生活方式密切相关。环境中的多环芳烃来源有天然和人为两种。天然来源主要有微生物和高等植物合成， 火山活动、 森林火灾也产生一定量的多环芳烃。 人类活动是环境中多环芳烃的主要来源， 大多来自于化学工业、 交通运输和日常生活等方面。
多环芳烃（PAHs）是环境中常见的一类有机污染物，广泛分布于大气、水体、土壤和生物体中。土壤中的PAHs除天然源外，主要来自各种化石燃料.如煤碳、石油等的不完全燃烧、大气沉降、污水灌溉、废物倾倒和工业漏渗等。由于该类化合物具有高度的稳定性，在环境中难以降解及具有致癌、致畸、致突变等特性，还被证实具有环境内分泌干扰物的作用，已经引起人们广泛的关注。
2.3 土壤中重金属和多环芳烃复合污染现状
目前， 全球化学品数量高达700万种， 并且这个数目仍在增加。 这些人工合成化学品的大量涌现给环境工作者带来了许多新的研究课题， 也增加了环境污染治理的复杂性。多年来，虽然国内外对此进行了大量的研究，但随着研究工作的不断深入，环境工作者逐渐认识到环境污染物多具有伴生性和综合性。环境中普遍存在的复合污染现象常常无法用单一污染来解释，对复合污染的研究意味着从根本上去寻找污染治理的良策和达到综合治理与生态平衡的目的。然而， 一方面由于新的污染物产生的速率不断增加， 已大大超过了现有的评价和治理能力； 另一方面复合污染学又是一个新兴的年轻学科，在许多理论研究和实际工作中，仍然存在着某些根本性的限制因素。因此， 目前对环境污染物复合污染的研究仍处于缓慢渐进、 而形势又要求急需快速发展的一中矛盾状态。
3.土壤重金属和多环芳烃复合污染对动物的毒性作用
3.1 生物因素
物种、组织部位、营养状况以及生物年龄等均影响重金属复合污染的综合生理生态效应。在锌浓度为50 mo l/L的营养液中加入镉， 抑制锌在矿山生态型东南景天根系积累， 而提高了叶片的锌含量[1]。不同生态型东南景天对铅锌复合处理的反应也不一样， 锌处理能抑制矿山生态型东南景天对铅的吸收， 却促进了铅在非矿山生态型中的积累等的研究表明， 在低锌条件下， 莴笋新叶镉浓度随锌处理浓度增加而增加， 老叶中的镉浓度呈相反的变化趋势。当水稻生长情况良好时， 施镉抑制水稻对锌吸收， 在水稻缺锌的条件下， 镉能促进水稻对Zn的吸收。
4.土壤重金属镉和多环芳烃复合作用的毒性机理。
有些重金属元素的化学性质相近， 它们作用于生物体的方式和途径相似， 因而在生态介质（土壤、水体）、代谢系统及细胞表面结合位点上的相互竞争必然会影响金属对生物体的作用效果。吸附位点竞争的最终结果导致一种金属元素在结合位点取代另一种已吸附的金属元素， 而这种竞争的程度在很大程度上取决于重金属元素的价态、浓度比和介质的特性等。在土壤介质中， 金属离子竞争性吸附的相互作用最终会导致金属离子在固、液两相中的重新分配， 这种重新分配改变了金属离子的生物有效性， 其中生物有效性与生物毒性密切相关。
5.结论与展望
进一步拓宽研究对象与数量。目前复合污染主要停留在研究两种重金属的之间交互作用， 对三种以上重金属的研究方法尚未成熟， 也很少有关重金属与无机、有机复合污染研究报道， 因此， 增加复合污染研究对象的数量和种类对复合污染研究的发展具有重要的意义。
1.深化复合污染机理的研究。有很多复合污染研究的结果带有主观臆断性， 总的来说结论并不一致， 应利用分子生物学的各种技术手段、人工模拟方法和其它先进分析技术， 进一步揭示复合污染物的致毒途径及其机理。
2.加强复合污染研究成果的推广应用。复合污染比单一效应更接近实际情况， 充分利用复合效应来改进重金属污染治理方法、临界指标与耕地土壤环境质量评价等。
3.加大对复合污染表征与生物效应的相关性研究力度。目前对土壤复合污染的表征研究已有较大的突破， 但如何与生物效应相关联尚缺乏研究， 只有将复合污染的表征与生物效应密切联系起来，才可能将复合污染所产生的环境风险的定性或半定量评价推进到定量评价阶段。
总之， 随着环境污染的复杂化， 许多污染问题产生愈来愈依赖于复合污染的解释， 复合污染研究必将有更大的发展。
参考文献：
[1] 董慕新， 张辉. 锌、镉在水稻植株吸收积累中的相互作用. 植物生理学通讯， 1992， 28： 111- 113.
[2] 王新， 梁仁禄， 周启星. Cd- Pb 复合污染在土壤- 水稻系统中生态效应的研究