土壤生物毒性

土壤是一个具有高度生命力的系统，它由生物、气候、地形等因素相互作用而成。土壤中的生物具有千万种，据数据显示1平方米的土壤中至少含有百万细菌，数条蚯蚓、蜗虫以及1只脊椎动物。 　　但近年来，土壤污染问题不容小觑。土壤酸化导致土壤重金属活化、土壤生物多样性骤减、土壤矿物质流失惊人、影响农作物健康等问题愈加严重。 　　近日，中科院西双版纳热带植物园研究人员揭示了硫改良剂对农业污染土壤中植物重金属吸附的影响。硫作为一种吸附植物重金属有积极效用的非金属元素，可促进土壤修复或减缓污染。该项研究成果发表在国际期刊《环境污染》上。该项研究有效进行土壤农田问题修复，但纵观目前土壤环境来看，土壤污染问题仍较为严峻。 　　土壤“疑难杂症”繁多 农田污染修复迫在眉睫 　　土壤是水质污染和大气污染的归宿，这些污染物沉降到土壤之中造成二次污染，土壤作为环境、农产品等污染源头，进入新一轮的污染中。如雨后土壤中的污染物会污染地下水和地表水。而在光照环境中，土壤中蒸发出的挥发性物质也会传播到空气中。麻烦的是，这些土壤并不能被搬运到其他地方，不然新地方依然会被污染，处理十分棘手。 　　另外，化肥过度使用给土壤生态带来极大危害。化肥农药过度施用容易引起土壤急剧酸化和生态系统功能弱化。而土壤酸化将原本存在于矿物质、吸附在土壤黏粒上的重金属活化，土壤金属性超标，粮食作物含金属量超标。特别是于镉，一种在土壤—植物系统容易迁移的有害重金属。土壤酸化后镉活化效应明显，导致农产品超标。 　　土壤质量改良措施出台 土壤监测治理走上快车道 　　土壤污染类型主要包括农业、矿山等场所土壤污染。根据环保部2014年4月发布的全国土壤污染状况调查显示，全国土壤污染总点位超标率16.1%。同时，专家强调，目前全国土壤污染空间分布与工业生产状况有一定相关性。 　　2018年，环保部起草并发布《中华人民共和国土壤污染防治法》，制定土壤污染行动计划，至此土壤监测大有可为。 　　首先从土壤监测上来说。监测人员可利用激光熔蚀法(LA)、氢化物发生法(HG)、X射线荧光光谱法，对土壤中痕量元素进行测定和分析。在土壤监测和生物恢复方面则可利用PCR技术、变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术和生物芯片技术。现场污染事故中常用快速监测，及时的掌握污染物排放源和污染情况，对污染物进行快速的分析，并得出污染物相关数据。ICP-MS法等痕量和超痕量分析技术检测重金属污染物的毒性，提升了我国土壤环境监测精度，控制土壤污染。 　　其次从土壤农田污染修复上看，了解和掌握土壤性质、土壤污染特征等问题是基础。这就要求研究人员选择重金属吸收能力低的农产品；降低土壤重金属适时水分；降低施用土壤重金属的调理剂；进一步将植物体内的离子拮抗或者络合固定阻碍已经进入作物体内的重金属 迁移到籽实部位的叶面；施用微生物添加剂，降低镉活化。 　　另外，相关技术干预手段研发。硫改良剂就是其中之一。研究人员梳理了硫改良剂对污染土壤中农作物的吸附重金属效应，并随机分析效应模型。结果显示，农作物被施用硫后，植物对镉、铬、镍的吸附量分别提高了1.6、3.3、12.6倍，对铜吸附量降低了0.3倍。植物的独立器官对重金属的吸附差异显著。各器官重金属吸附量从大到小依次为根、叶、茎、籽粒、谷壳。 　　值得注意的是，土壤施用硫不会影响粮食品质，但在施硫情况下，作物叶子的重金属积累量可能会超标，从而对人体健康构成威胁。因此应针对不同植物器官，政府应该制定相应的农产品质量监控标准。 　　目前，土壤监测、治理手段渐渐向着技术化看齐。未来，土壤监测还需向着几个方向努力：基本摸清土壤污染底数，分块检测土壤污染状况以及污染地块；重点区域重金属污染物排放限值、加强企业强制性清洁生产审核，减少重金属排放；对于毒质土壤，应当采取固化的方法，不让污染物具有活动性和迁移性，使其和矿物质结构形成固定的物质；收回、回购或供应对人体健康有严重影响的污染场地或是未经治理修复、修复不达标的场地。 　　土壤的状况影响着粮食的安全与营养。因此，土壤污染治理不是单纯地关注土壤重金属含量是否超标这一因素上，而能从改善整体土壤状况下手。随着国家多个于土壤污染防治政策出台，我国土壤污染防治工作又将往前迈一大步。

“民以食为天”，土壤是人类赖以生存、兴国安邦、生态文明建设的基础资源，是保障国家粮食安全与生态环境安全的重要物质基础。对于我国这样一个人口众多、土壤资源紧缺的国家而言，健康的土壤则显得尤为重要。2023年3月4日-3月13日，全国两会召开，各界代表就土壤环境问题提出了一系列建议，强化政策支持，保障土壤环境安全健康。仪器信息网对“两会土壤相关建议”进行了部分统计，展示如下：国务院总理李克强政府工作报告：加大土壤污染风险防控和修复力度国务院总理李克强3月5日在政府工作报告中指出，加大土壤污染风险防控和修复力度，强化固体废物和新污染物治理。全面划定耕地和永久基本农田保护红线、生态保护红线和城镇开发边界。坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理，实施一批重大生态工程，全面推行河湖长制、林长制。深入实施长江流域重点水域十年禁渔。加强生物多样性保护。完善生态保护补偿制度。森林覆盖率、湿地保护率分别达到24%、50%以上，水土流失、荒漠化、沙化土地面积分别净减少10.6万、3.8万、3.3万平方公里。人民群众越来越多享受到蓝天白云、绿水青山。沈仁芳：制定土壤环境标准体系是打好净土保卫战的关键沈仁芳为准备建议开展的调研中发现，一是我国土壤类型及其利用方式多，空间分布格局复杂；二是我国土壤污染类型多，耕地重金属污染严重，呈区域差异化分布，同时出现抗生素和微塑料等多种新污染物；三是我国土壤污染防治工作起步晚、历史欠账多、底子依然薄弱。沈仁芳建议，全面持续推进我国土壤（特别是耕地）污染防治工作，并将其作为建设人与自然和谐共生的美丽中国和健康中国的重要任务。其中，土壤环境基准科学求证和土壤环境质量标准合理制定是高质量推进土壤环境管理和深入打好净土保卫战的关键所在。中国绿发会：在全国土壤普查中将“土壤生物多样性”列入全国普查一级指标。当前，关于土壤中的生物多样性，我国在本底数据方面的重视不够。而土壤生物多样性及其所提供的生态系统服务对全球生态系统至关重要，在解决粮食安全、环境污染、气候变化及公共卫生等全球重大问题方面起着关键作用。由中国生物多样性保护与绿色发展基金会建议我国政府采取进一步行动，可由国务院牵头，并协调农业农村部、自然资源部、国家发展改革委、财政部、生态环境部、水利部、国家统计局、国家林草局等部门，尽快在全国土壤普查中将“土壤生物多样性”列入全国普查一级指标。朱晓丽：深化耕地污染土壤防治 把“饭碗”端稳端牢“农田土壤修复不只是治理污染，还要在治理后提升土壤的生产能力，让它成为老百姓的‘饭碗田’。”2023年全国两会上，全国人大代表、西北大学城市与环境学院教授朱晓丽接受采访时表示。今年全国两会，朱晓丽将履职目光聚焦到农业环境领域，针对土壤污染生态修复、土壤质量提升以及进一步完善高标准农田建设等话题提交了相关建议。她建议，加大遴选绿色生态修复技术力度，加强科研创新，提升土壤利用效率；对严格管控的受污染土地进行更详细排查，通过采取挖沟或者筑坝的形式，把干净的土壤区域分隔开，进行再次利用。同时，政府应加大人才培养力度，设立专门的研究机构，建立人才培养机制，发挥人才队伍作用，促进更多的科研成果转化落地，从而为经济高质量发展奠定基础。苏家恩：加强农作物核心产区土壤保护“一直以来，党中央高度重视土壤污染防治和土壤环境保护工作。国家先后制定了《中华人民共和国土壤污染防治法》《中华人民共和国黑土地保护法》等法律法规，但目前尚缺少针对高标准农田或农作物核心产区制定土壤保护方面的法律法规。”全国人大代表苏家恩说。他建议，制定单行的《耕地土壤污染防治法》，在现行法律中增加、细化高标准农田或农作物核心产区土壤保护内容。同时，健全相关的配套措施和救济机制，加强高标准农田保护，确保高标准农田或农作物核心产区能够高效绿色地促进农业增产和稳产，保障国家粮食安全。朱永官：塑料污染破坏土壤生态系统，亟待治理“2020年，我国塑料用量为9087.7万吨，废弃量约为6000万吨。其中，40%是一次性塑料制品，如塑料包装袋、农业塑料薄膜、快餐盒、饮料瓶等。我国面临着严重的塑料污染问题。”全国人大代表、中国科学院院士朱永官指出。预计到2050年，全球塑料累计产量将增至340亿吨。届时，全球年人均塑料消费量将达到84.37千克。“地膜、轮胎颗粒等塑料在土壤环境中不断积累,这直接影响到了土壤的物理化学结构。塑料会吸附农药、重金属等有毒有害物质，干预土壤生物新陈代谢，破坏土壤生态系统。”朱永官说。因此，他建议，积极推动国家塑料污染防治行动计划。

2020年伊始，由新型冠状病毒（2019-nCoV）所引发的肺炎疫情牵动着每一个人的心。随着各个医疗及隔离场所疫情防治工作的逐步展开，在此过程中产生的各种废水及废弃物对环境生态所产生的影响也逐渐受到关注。为了避免污染物对水源地、地表水、地下水和土壤等产生的污染和破坏，1月31日生态环境部印发了《应对新型冠状病毒感染肺炎疫情应急监测方案》，研究部署应对新型冠状病毒感染肺炎疫情应急监测工作，防止疫情次生灾害对生态环境和人民群众造成不良影响。在该应急监测方案中，明确提出加强饮用水水源地水质预警监测，方案中表明在疫情防控期间，在饮用水水源地常规监测的基础上，增加余氯和生物毒性等疫情防控特征指标的监测，控制风险，切实保障人民群众饮水安全。Modern Water 作为先进水质生物毒性监测设备的所有者，所有用的Microtox® 生物毒性检测技术起源于20世纪60年代，是生物毒性检测行业内的“黄金标准”。这项技术应用生物传感原理（发光细菌法），可对水中广谱污染物质进行快速测定。产品Microtox® 系列检测产品包括：Microtox® LX/Microtox® M500 台式毒性仪，适用于实验室；Microtox® FX/Delatox 便携式毒性仪，适用于应急监测和小型水厂化验室；Microtox® CTM 在线毒性仪，适用于水源地监测，大型水厂进/出水口监测。应用Microtox® 系列生物毒性分析仪自2007年进入中国以来，广泛应用于水源地、净水构筑物出水、出厂水的应急监测，在环境监测、供水、疾控和公共卫生管理等领域中发挥了重要作用。2008年北京奥运会，2010年广州亚运会，2010年上海世博会均采用了Microtox毒性检测仪；2008年汶川地震期间，国家环监总站、震区及国内多家检测机构应急小组均配备了Microtox便携毒性仪对震区进行了全面全程的水质毒性监控；美国911事件以后，美国各水司、水厂将Microtox® 毒性仪大量应用于公共场所、饮用水源、出厂水等的检测。Microtox® 生物毒性检测技术通过了工业界、研究单位和政府的验证，截至05年已有超过500篇的关于Microtox系统应用和评价的论文。