電子廢物拆解區(qū)水稻田的重金屬污染、生態(tài)毒性及其微生物修復(fù)研究.pdf

1、電子廢棄物的不當(dāng)處理會(huì)給當(dāng)?shù)丨h(huán)境帶來重金屬和持久性有機(jī)物的污染.本文以浙江臺(tái)州電子廢物拆解區(qū)內(nèi)的水稻田作研究對(duì)象，調(diào)查了水稻田的重金屬污染狀況，選取污染最嚴(yán)重的區(qū)域進(jìn)行了生態(tài)毒性、土壤酶學(xué)和微生物學(xué)調(diào)查，并對(duì)污染土壤進(jìn)行了初步的微生物修復(fù)嘗試，本研究所獲得的主要結(jié)論如下：
　　 1.調(diào)查了9個(gè)有電子廢物拆解歷史的自然村，其中的9個(gè)有電子廢物拆解歷史的自然村中有7個(gè)自然村的水稻田土壤受到了不同程度的污染，污染土壤內(nèi)梅羅綜合指數(shù)介于

2、0.72和15.53之間，其中4個(gè)村莊的土壤處于警戒級(jí)，2個(gè)處于中度污染，1個(gè)為嚴(yán)重污染.水稻田的污染以G村最嚴(yán)重，其Cd、Cu和Zn濃度分別為6.37 mg·kg-1、256.36 mg·kg-1和209.85 mg·kg-1.污染主要表現(xiàn)為Cd、Cu和Zn的復(fù)合污染，且Cd和Cu含量之間呈極顯著相關(guān).形態(tài)分析表明與Cu、Zn和Pb相比，元素Cd的穩(wěn)定性最低，在水稻田中主要以非殘?jiān)鼞B(tài)存在(32.53％～63.40％)，其次為Cu，非殘

3、渣態(tài)介于25.86％～50.24％，而元素Zn的穩(wěn)定則相對(duì)較高，主要以殘?jiān)鼞B(tài)存在(69.51～75.85％).與對(duì)照土壤相比，被污染的土壤較具有更高比例的可交換態(tài)金屬組分。
　　 2.對(duì)采集的部分水稻田土樣進(jìn)行了生態(tài)毒理學(xué)評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，被污染的土壤對(duì)測試物種具有較高的生態(tài)毒性，主要表現(xiàn)為經(jīng)土壤浸出液處理的水稻發(fā)芽率降低、根長縮短；經(jīng)土壤浸出液處理的蠶豆根尖細(xì)胞微核率增高，污染土壤F和G的微核率(‰)分別較對(duì)照土壤高1.7倍和2

4、.6倍；污染土壤的水稻株高矮、千粒重低。千粒重與水稻田內(nèi)梅羅綜合指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，表明土壤重金屬復(fù)合污染是導(dǎo)致水稻減產(chǎn)的主要原因。
　　 3.在污染調(diào)查和毒理學(xué)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上選擇重金屬污染最嚴(yán)重的G村水稻田為研究對(duì)象，調(diào)查了淹水稻田在水稻不同生長時(shí)期的土壤酶活性變化，分析了土壤酶活性與土壤各形態(tài)重金屬含量間的相關(guān)性?；貧w分析表明，土壤中重金屬的積累僅僅是土壤酶活性下降的部分原因。硫酸鹽還原酶對(duì)土壤重金屬污染最敏感，因而可作為評(píng)判

5、水稻田土壤質(zhì)量的敏感生物學(xué)指標(biāo)；硫酸鹽還原酶、酸性磷酸酶、脲酶對(duì)土壤中重金屬的脅迫敏感度強(qiáng)于過氧化氫酶和過氧化物酶。硫酸鹽還原酶的活性隨土壤中可交換態(tài)Zn和殘?jiān)鼞B(tài)Cd含量的增加而下降，酸性磷酸酶活性隨土壤中碳酸鹽結(jié)合態(tài)Cd的積累而下降，脲酶活性隨殘?jiān)鼞B(tài)Cd的積累而下降。
　　 4.同時(shí)調(diào)查了淹水稻田在水稻不同生長時(shí)期中的主要微生物生理群豐度的變化，分析了各生理群對(duì)土壤重金屬形態(tài)變化的影響。研究結(jié)果表明，水稻土的重金屬形態(tài)基本保持

6、穩(wěn)定，但土壤微生物可使其形態(tài)產(chǎn)生小幅度波動(dòng)，尤其是有機(jī)結(jié)合態(tài)Zn和Fe-Mn結(jié)合態(tài)Cd，前者隨土壤中細(xì)菌豐度的增加而增加，而后者則隨細(xì)菌和硫氧化細(xì)菌豐度的增加而減少，但微生物對(duì)其他形態(tài)金屬的影響程度較小。
　　 5.從電子廢物污染水稻土中分離了多株多重重金屬抗性細(xì)菌，檢測了其中8株對(duì)尾礦沙重金屬移動(dòng)性的影響。研究結(jié)果說明抗性細(xì)菌對(duì)尾礦沙重金屬主要表現(xiàn)為活化效應(yīng)。這主要體現(xiàn)在降低了鐵錳結(jié)合態(tài)金屬的比例，同時(shí)增加了可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)

7、合態(tài)和有機(jī)結(jié)合態(tài)金屬的比例。
　　 6.研究了土著微生物強(qiáng)化對(duì)淹水稻填土壤重金屬移動(dòng)性的影響.結(jié)果表明產(chǎn)酸真菌對(duì)土壤中的Pb有活化作用，但對(duì)Cu、Zn和Cd則表現(xiàn)為固定作用；重金屬抗性細(xì)菌對(duì)Cd的活化作用非常顯著，但對(duì)其他金屬則表現(xiàn)為固定作用；硫酸鹽還原菌和高鐵還原菌均可使土壤溶液中的有效Cu，Pb、Cd和Zn含量下降，從而表現(xiàn)為固定作用。
　　 7.對(duì)一株高抗Cd細(xì)菌的抗Cd機(jī)制進(jìn)行了初步研究.該細(xì)菌隸屬于Burkho