新闻动态

    土壤污染已成为危及生态系统稳定、农产品质量安全和人体健康的突出环境问题之一。重金属、有机污染化合物、病原菌及抗性基因等各类污染物大量进入土壤后,对土壤生物系统造成毒害作用,影响到土壤生态功能;另一方面,土壤生物如细菌、真菌、土壤动物等在一定程度上能够适应土壤污染,深刻影响着污染物在土壤中的迁移转化过程,在土壤污染修复中具有潜在重要作用。


    作者从土壤污染的生态毒理效应、土壤生物对土壤污染的响应与适应机制、污染土壤修复原理与技术等三方面综述了土壤生物与土壤污染相关研究前沿,展望了重点研究方向。


背 景

    随着社会经济发展,人类生产活动对自然环境产生越来越广泛深刻的影响,土壤污染已成为危及生态系统稳定、农产品质量安全和人体健康的突出环境问题之一。

    按照污染物属性土壤污染可区分为无机污染、有机污染以及生物污染等。土壤无机污染以重金属或类金属(如镉、砷、汞、铜、铅、铬)污染为主。值得注意的是,近年来随着纳米技术和纳米材料的大规模应用,大量的人工纳米颗粒物如纳米金属氧化物、含碳纳米颗粒物及量子点(一种由有限数目的原子组成且三个维度尺寸均在纳米数量级的新型纳米材料料,因其独特的物理化学性质在生命科学、材料等领域得到广泛应用)等进入到土壤中,其生态安全性和潜在健康风险也日益受到关注。土壤有机污染以六六六、滴滴涕、多氯联苯、多环芳烃等有机化合物污染为主,而近年来一些新兴有机污染物,如全氟化合物、多溴联苯醚、短链氯化石蜡、五氯苯等也逐渐引起关注。土壤生物污染则是指病原体和有害生物种群从外界侵入土壤,破坏土壤生态系统平衡,引起土壤质量下降的现象。土壤中往往含有一些病原微生物,如果大量繁衍,将会破坏原有土壤生态平衡。同时,很多外源病原微生物(如大肠杆菌、沙门氏菌、脊髓灰质炎病毒等)随着生活污水、污泥或畜禽粪便等进入土壤,也造成土壤生物污染。近年来因抗生素的滥用而导致抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)的环境扩散和积累也被归为生物污染,并已成为全世界关注的一个环境问题。

    各种污染物进入土壤环境后会对土壤生态系统造成深刻影响。一方面污染物往往具有致毒作用,会直接影响土壤生物活性,改变土壤生物系统结构,进而影响土壤生态功能;另一方面,土壤生物通过一系列代谢途径消纳、转化或富集污染物,影响污染物的环境行为和归趋。系统深入研究土壤生物与土壤污染物之间的相互作用及其机制,不仅对于全面认识土壤污染的生态效应,以及土壤生物对土壤污染的适应策略具有重要意义,同时也是发展污染土壤生物修复技术的重要基础。


土壤生物与土壤污染研究前沿

    土壤污染会影响土壤生物系统的结构和功能,而土壤生物则对土壤污染产生适应、反馈调控以及消解清除作用,对两者相互作用的研究有利于发展土壤生物修复技术。

   基于土壤污染与土壤生物的相互作用(图1),相关科学研究主要分为三个方面:(1)土壤污染的生态毒理效应;(2)土壤生物对土壤污染的响应与适应机制;(3)污染土壤修复原理与技术。