文献综述 申琪.doc

山西农业大学资源环境学院 本科生生产实习（设计）文献综述 2012-3-28学生姓名申琪专业农业资源与环境班级081指导教授姓名刘秀珍职称教授文献综述得分 膨润土对铜污染土壤中油菜生理抗性影响摘 要：铜是土壤中难以移动的重金属元素近年来，随着工农业生产的快速发展，环境中重金属污染日趋严重长期大量使用和城市污泥的堆肥利用，使土壤含铜量达到原始土壤的几倍甚至几十倍，远远超出了土壤环境的承载力，对植物、动物和土壤微生物产生危害，严重威胁到生态系统的稳定和人类的安全重金属污染土壤日趋普遍，膨润土是一种以蒙脱石为主的粘土矿物，来源广泛,价格低廉, 具有良好的吸附性能和离子交换性能，膨润土可有效降低重金属污染土壤的生物有效性并且能改善土壤结构和不造成环境污染的特点，近年来日益受到人们对废水和土壤重金属污染治理的青睐关键词：膨润土;铜污染;生理抗性; 铜是植物正常生命活动所必需的微量矿质元素，对维持植物正常的新陈代谢及生长发育具有极其重要的意义[1]同时，铜也是一种重要的可引起环境污染的重金属土壤中过量的铜会干扰细胞代谢和离子平衡，对植物产生毒害作用土壤中的铜被植物吸收后，还可以通过食物链进入人体，威胁到人体健康。

1.土壤铜污染的危害重金属污染在土壤中不易随水淋溶，不能被微生物降解，具有明显的生物富集作用重金属主要通过对作物的产量和品质的影响来表现其危害，有较长的潜伏期由于土壤、污染物及地域的复杂性，土壤一旦受到污染，其治理不仅见效慢，而且受到多种因素的制约土壤铜污染的危害可以概述为以下三个方面：（1）降低土壤生物活性和土壤肥力 吴燕玉等[2]的研究表明，投加铜等重金属能显著降低土壤微生物生物量、微生物呼吸强度和脱氢酶活性，尤其以脱氢酶活性指标比较有规律，该指标代表土壤生物活性总体水平Chander 等[3]的研究发现，当投加铜的浓度为允许量的 1.4 倍时生物碳量下降 12%，当投加铜的浓度为允许量的 4.9 倍时土壤微生物量减少 51% （2）降低农产品的产量和品质 当土壤中铜含量超过一定值时，就会抑制作物生长，并导致减产一般来说，土壤中重金属对植物有效性的最佳检验方式是植物本身的吸收量李惠英等[4]的研究表明随着重金属铜等浓度的增加，作物生长量下降夏家淇等[5]采用红壤性水稻进行的田间小区试验和盆栽实验都表明，水稻产量与土壤有效铜呈显著的负相关孙百晔[6]用盆栽试验研究了高铜对苹果砧木的毒害，证实高铜对其生长势、微量元素含量、POD 同工酶、细胞膜透性及光合作用都有不利的影响。

3）危害人类健康 铜可通过食物链传递以及直接暴露危害人体健康铜是人体多种氧化酶的组成部分，所以铜在造血及组织呼吸过程中也起着重要的作用一个健康的人日需铜量约为 0.8mg 左右，过多地摄取铜将对人体产生毒害过量的铜将导致人体粘膜的刺激和腐蚀，并引起中枢神经系统及肝、肾中毒铜在人体肝脏内大量积累，会产生名为“肝痘”的铜代谢疾病2.膨润土的作用膨润土是与众多矿物伴生而以蒙脱石(Montmorillonite)为主要成分的粘土矿物蒙脱石属于含水层状硅铝酸盐矿物．属单斜晶系2：l型网架状结构阁，这种独特的结构使其具有强的吸水性、膨胀性、吸附性、粘着性及阳离子交换性等除此之外，膨润土还含有动植物生长所需的一些常量或微量元素．如钾、磷、钠、镁、铝、铜、镭、钛、铬、钒、铁、锌等[7]由于膨润土的这些特殊性质．使其作为土壤改良剂对土壤的理化性质、肥料的利用效率及一些受污染的土壤有很好的改良和修复作用对比其它的土壤改良剂，膨润土原料分布广泛、成本低廉，施用后对土壤不存在二次污染，随着在土壤中的存在时间．它会转化为土壤的无机矿物组分因此膨润土在土壤改良剂污染土壤修复方面的应用研究一直是人们较为关注的领域膨润土对土壤的改良作用一般根据改良目的可以分为对土壤理化性质的改良，如保水透气保肥性．对肥料利用效率的提高作用以及对受污染土壤的修复作用3个方面。

1．1 膨润土对土壤理化性质的改良作用膨润土的吸水率高达100％～240％[8]．体积能随所吸水分增大lO～30倍[9]施人土壤中可以增加土壤团聚体的数量．降低土壤容重．增大土壤孔隙度[10]土壤团聚体是土壤结构的基本单位影响着土壤的孔隙性和持水性其组成和稳定性直接影响着土壤肥力和农作物的生长[11]所以，膨润土对土壤的保水透气性能有所改善另外．膨润土还能改善土壤中有机质的数量和品质有机质是土壤肥力的物质基础，是影响土壤肥力的决定性因素，提高有机质含量是保持和提高土壤生命力的重要前提据前捷克斯洛伐克报道，应用膨润土做吸附剂7年，可使土壤有机质含量提高0.5％，与施用有机吸附剂和粪肥15年效果相当有试验表明，如果大量施用膨润土，可以增加和延长肥料的肥效当膨润土与有机物料同时施用时，可提高两者的效用1．2膨润土对土壤肥料利用效率的提高作用由于膨润土的吸附性、粘着性和离子交换性．使它可以作为缓释肥料载体、抗结块颗粒肥料添加剂以及悬浮肥料悬浮剂等．从而提高肥料的利用效率已有好多学者在膨润土提高肥料利用效率方面进行了研究刘海忠[12]研究表明：在施用等氮量的膨润土碳铵、普通碳铵、尿素的条件下，施用膨润土碳铵的小麦增产8％一11．4％。

说明膨润土碳铵提高了氮肥的利用率同时，与施用普通碳铵相比，表层有效磷增加O．1 mg／kg、有效钾增加4～9 mg／kg李吉进[13]利用沙土对油菜进行盆栽试验，得出了膨润土在沙土上的最佳经济施用量是土壤重量的5％．约为112．5t／hm2在O.5％的施用范围内，随着用量的增加可以明显减少氮素的淋溶损失，起到保氮作用童钱明[14]用在尿素中加入一定比例的膨润土的特殊肥料对水稻、棉花、油菜3种作物进行了试验，结果表明，这种肥料可以提高3种作物的产量，并降低肥料的成本刘秀珍[15]用室内培养的方法研究了膨润土对山西石灰性土壤中钾素有效性的影响．证实了将膨润土作为钾肥的添加剂，可以有效地防止钾肥的固定．使施入土壤中的钾以交换态的形式储存起来1．3膨润土对污染土壤的修复作用土壤污染也是造成土壤退化的原因之一土壤污染不仅会破坏其自身的结构、改变其物理化学性质．而且还会影响作物的产量和品质并通过食物链最终危害到人体健康[16]土壤污染主要包括重金属污染和有机物污染，另外还有放射性污染膨润土对于一些受重金属污染的土壤有很好的修复作用主要是它的离子交换性能把土壤中的重金属固定下来，即对重金属进行钝化，降低其生物有效性．以减少植物对重金属的吸收。

刘秀珍[17]对比研究了膨润土、沸石及土壤分别对Cd3+的吸附性能，结果表明膨润土对Cd3+的吸附性能最好杨秀红阎利用等温吸附试验进一步说明．钠化改性的膨润土比钙基的膨润土对Cd3+的吸附能力要好很多研究都得出膨润土对重金属有较好的吸附性能，且钠基的比钙基的吸附性能要好，但是多数都是膨润土对溶液中的重金属进行吸附．没有考虑土壤中胶体和植物对重金属的吸附作用，从而忽视了多种物质对重金属的共同作用关于施用膨润土后重金属在土壤中的解吸问题及其影响因素还需要进一步探究3.存在的问题与展望由于膨润土特殊的结构和性能，其作为土壤改良剂理论上已经被很多的研究结果证实．它能针对不同的土壤状况起到不同的改良效果对于沙地它起到保水保肥，减少水土流失的作用作为肥料的添加剂施人到土壤中不仅能提高肥效的利用效率，起到缓释肥效的功能．还可以减少肥料的流失对环境的污染对于肥力低下、有机质含量低的土壤，它可以与有机物质交互作用．增加土壤中有机质的含量和品质，使农作物增产对于受污染的土壤，比如受重金属污染的土壤．膨润土可以对重金属离子进行吸附；对于有机物污染的土壤，如石油污染土壤，它可以吸附石油减慢其迁移扩散和植物对石油的富集：对于盐碱地、酸性污染和放射性污染的土壤，膨润土都有较好的修复效果。

但是,膨润土作为土壤改良剂还存在一些问题第一.膨润土对土壤的改良效果多数是在实验室条件下得到的或者只是进行一些盆栽或田间小试试验，如果把其施用在大片的土壤中应用，也许还有其它的问题需要解决比如不同类型的土壤中膨润土施用量的多少，及施用后土地耕作方式的最优化等第二.针对不同的改良目的．我们需要对膨润土进行不同的改性，以便能达到对土壤更好的改良效果如果修复重金属污染的土壤，膨润土就需要进行钠化改性以提高其离子交换量．如果修复有机污染的土壤就需要对膨润土进行有机改性，以提高它的亲油疏水性目前，关于上述这2个问题的研究还不是很多我们只是看到了膨润土改良土壤的一些效果．具体的改良机理还不是很完善所以，膨润土作为一种廉价、安全的土壤改良剂还有很大的研究和应用潜力参考文献：[1]袁可能.植物营养元素的土壤化学[M].科学出版社, 1983.254～261.[2]吴燕玉，谢玉葵.重金属复合污染对土壤-植物系统的生态效应 І.对作物，微生物，苜蓿、树木的影响[J].应用生态学报,1997，8（2）：207∼212. [3]Chander,k., Brookes,P.C. Residual effects of zinc, copper and nickel in sewage sludge on microbial biomass in sandy loam[J]. Soil Biology and Biochemistry, 1993, 25(8):1231∼1239.[4]李惠英,陈素英.土壤中镉铅铜锌复合污染生态效应的研究[J].农业生态研究，1993，1（3）：69∼73. [5]夏家淇等.我国南方某些铜矿区土壤铜的环境化学形态与水稻效应研究[M].环境中污染物及其效应研究文集.科学出版社，1992：125∼131. [6]孙百晔.铜对苹果幼树和砧木实生苗的毒害机理及化学修复效应研究[D].山东农业大学硕士研究生论文，2002.[7]李吉进，邹国元．膨润土在农业上的应用[J]．农业新技术，2005(1)：27．[8]马友华．膨润土在土壤改良和肥料生产上的研究和应用[J].矿产保护与利用，1996(1)：26—29．[9]胡丽华．棉花施用膨润土的效应和技术[J]江西棉花，1995(3)：10—12．[10]邵玉翠，张余良．天然矿物改良剂在微成水灌溉土壤中应用效果的研究[J]．水土保持学报，2005，19(4)：l00—103．[11]史奕，陈欣，沈善敏．有机胶结形成土壤团聚体的机理及理论模型[J].应用生态学报，2002，13(11)：l 495一l 498．[12]刘海忠，栾文楼．膨润土固氮机理及膨润土碳铵对土壤养分的影响[J]．河北农业科学，2003，7(4)：2l一24．[13]李吉进，邹国元，王美菊，等．膨润土保氮增产效果研究[J]．中国土壤与肥料，2006(3)：27—30．[14]童潜明，杨慧敏，孙树高，等．膨润土肥料的增效作用研究[J]．湖南农业科学，1996(5)：45—47．[15]刘秀珍．膨润土对山西石灰性土壤钾素有效性的影响[J]．土壤通报，200l，32(6)：278—280．[16]赵玉霞，杨 珂．石油污染土壤修复技术研究综述[J]．环境科技，2009，22(1)：60—63．[17]刘秀珍，赵兴杰，郭丽娜，等．膨润土和沸石对重金属镉的吸附性研究[J]．山东农业大学学报，2009，29(2)：97一103．。