探究蚯蚓在土壤污染治理技術中的應用

曲良煥

摘 要：蚯蚓是土壤中的重要生物，能疏松土壤，促進物質分解轉化，在固體廢棄物的資源化利用處置和土壤的重金屬污染生態(tài)修復及其生態(tài)風險評價中發(fā)揮重要作用。本文論述了蚯蚓對土壤重金屬污染的富集、指示和修復作用，為重金屬土壤污染治理技術提供依據。

關鍵詞：蚯蚓； 土壤重金屬污染； 作用；治理

蚯蚓是土壤里常見的一種生物，同時也是最易受到自然環(huán)境中有害物質傷害的土壤生物之一。蚯蚓對土壤中的一些污染物（包括無機物和有機物，尤其是重金屬）具有一定的富集作用，蚯蚓為研究土壤污染物生物有效性提供了參考，利用它對污染物的濃縮因子或者富集系數直接測定土壤污染物濃度、生物有效性換算、預測潛在生態(tài)風險和污染土壤修復效果進行評價。蚯蚓體內存在多種可受污染物抑制或對污染物的誘導有響應的酶系，通過蚯蚓體內酶活性的改變，可以對污染做出敏銳的響應，因而也是檢測土壤污染的有益標志物。

一、蚯蚓對土壤質量的影響

第一，蚯蚓在土壤中的活動包括吞食、挖掘以及排泄、生產蚓糞和建造洞穴體系等，這些日?；顒訕O大地加速了土壤結構的形成和改變，土壤的通透性也得到了改善。而蚯蚓吞食土壤的活動加速了土壤生態(tài)系統(tǒng)中有機物質分解轉化和養(yǎng)分釋放、轉移進程。

第二，蚯蚓數量的增加不但增加了土壤微生物及其他有益土壤動物的數量和組成，而且優(yōu)化了群落結構，改變土壤酶的活性。同時減少土壤中有害寄生蟲尤其是線蟲的數量。此外，蚯蚓有利于幫助植物激素的分泌，能夠提高植物的營養(yǎng)狀況，從而促進作物的生長。

總之，蚯蚓在土壤生態(tài)系統(tǒng)中不僅有助于土壤物理結構和化學性質的改善，而且能夠激活整個土壤生態(tài)系統(tǒng)，促進土壤生物多樣性的增加。若蚯蚓可以作為生物資源被人們充分、有效地利用，那么農業(yè)生產和土壤的可持續(xù)利用以及生態(tài)環(huán)境都將得到大大的改善。

二、蚯蚓與重金屬污染土壤關系

1.對土壤污染的生物富集的作用

蚯蚓通過吸食土壤中的污染物而使有害物質在體內富集，然后在自然界的食物鏈中傳遞和經過生物放大。蚯蚓富集土壤中的污染物的途徑可以分為：被動擴散作用和攝食作用。前者是污染物從土壤溶液穿過體表進入蚯蚓體內，而后者則是污染物由土壤通過吞食作用進入蚯蚓體內，并在內臟器官內完成吸收作用。這兩種途徑雖然工作機理不同，但這2種吸收途徑的貢獻取決于蚯蚓的品種和類型以及污染物的理化性質。

2.對污染土壤的耐受力

被污染土壤里面的重金屬會對蚓產生一定的毒害，而生活在被污染的土壤中的蚯蚓也會對該毒害作用產生相應的反應。試驗結果表明： 土壤中重金屬Cu、Cd濃度與赤子愛勝蚓和威廉環(huán)毛蚓的死亡率均呈極顯著正相關（ P<0.01） ， 所以威廉環(huán)毛蚓對重金屬Cu的積累能力和耐受性都要比赤子愛勝蚓強，而赤子愛勝蚓對Cd的耐受性則強于威廉環(huán)毛蚓，但是對Cd的積累能力卻低于威廉環(huán)毛蚓。

通過實驗結果可以得出蚯蚓對不同重金屬元素的反應因蚯蚓的品種而有差別：一些品種的蚯蚓對重金屬很敏感，從而嚴重影響它們的個體數量和生殖繁育能力；另外一些對重金屬忍耐品種的蚯蚓種類能存活于金屬礦區(qū)這種重金屬污染的土壤里面，并且能夠在體內富集一定量的重金屬（如Cd、Pb、Cu、Zn、As等）而不受傷害或者傷害很小。前一種蚯蚓可以作為土壤污染的指示生物，用于重金屬污染檢測，后一種可以用于被污染土壤的復墾研究。而蚯蚓對重金屬的忍耐力和富集能力是有限的，當蚯蚓吸收的重金屬積累到一定程度就會通過糞便和身體分泌物的形式排出體內；一旦蚯蚓吸收土壤里面的重金屬超過了蚯蚓的忍受范圍，則土壤中過高的重金屬含量就會對蚯蚓產生直接的危害。

3.對土壤污染的指示作用

蚯蚓能夠降解土壤里面的有機物質、改善土壤物理性狀、促進土壤養(yǎng)分循環(huán)與釋放。蚯蚓是土壤動物區(qū)系的代表類群，因此可以作為土壤環(huán)境污染的指示生物。另外，從生態(tài)學的角度來看，蚯蚓處于自然界食物鏈的底端，與土壤中的各種污染物密切接觸，為保護整個土壤動物區(qū)系提供一個相對安全的污染物濃度閾值。

（1） 蚯蚓作為土壤污染的生物指示物滿足： ①廣泛存在，容易采集； ②在土壤生態(tài)系統(tǒng)中起重要的作用； ③在低污染條件下不會迅速死亡具有一定的耐受性；④有可測的反應物質； ⑤可重復性，即在相同地點相同濃度條件下能夠產生類似的反應。

（2）通過2種方式指示污染物對土壤生態(tài)系統(tǒng)造成的影響：①研究人員要實地調查污染土壤中的蚯蚓種群數量及種群結構。根據調查結果獲得一些有用的參數來評價土壤生態(tài)系統(tǒng)被污染的程度； ②實驗室條件下，通過毒性和繁殖試驗研究污染物對某單一種類的蚯蚓造成的傷害，即蚯蚓的生態(tài)毒理學研究。重金屬污染使蚯蚓的呼吸強度明顯下降，且下降的程度隨著金屬離子濃度的增加和時間的延長而加大，高濃度或長時間染毒都會導致蚯蚓的死亡，從而使蚯蚓的種群和數量明顯減少。蚯蚓病變程度是隨著重金屬污染的程度而變化的，各病理變化指標均能定性的反應土壤重金屬污染狀況。

4.對污染土壤植物的修復作用

蚯蚓的地下活動使土壤的土質變得疏松多孔，透氣性增加，從而使水分和養(yǎng)料容易進入土壤從而提高土壤的肥力，這樣有利于各種植物的生長。其次蚯蚓參與土壤有機質的分解和養(yǎng)分循環(huán)過程，它們的取食過程直接或間接地對土壤起到機械反動的作用，改善了土壤的結構、通氣性和透水性、使土壤迅速熟化，同時提高了土壤中微生物的活力及有機質的轉化效率。并且蚯蚓在正常代謝過程中產生的糞便使污染土壤中的微生物數量減少、活性降低。由于蚯蚓體內能夠攜帶各種微生物，將蚯蚓引入到被污染土壤中可以向土壤中引入多種微生物，隨著土壤中動物和微生物之間復雜的交互作用從而對植物生長和對重金屬的吸收有很大的改善。既然蚯蚓能傳播微生物并影響微生物的活性和數量，就有促進菌根侵染植物根系的可能性，從而增強植物吸收重金屬的能力。

三、結語

綜上所述，鑒于蚯蚓對土壤功能和重金屬動力學特征的影響，建立蚯蚓生物修復聯(lián)合體系，將其應用于重金屬污染土壤的植物修復具有一定的可行性。因此，進一步進行更多的田間研究、因地制宜擇本地蚯蚓品種、進行適宜的有機物料等措施對土壤污染的治理十分必要。

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