土壤動物在土壤污染修復中的應用

徐艷 鄧富玲

摘要? ? 目前我國土壤污染問題非常嚴重，關于土壤植物、微生物、物理和化學修復技術的研究非常多，而關于動物修復的研究很少。在生態系統中，動植物、微生物與大自然是一個有機整體，在進行土壤污染修復的同時，也需要關注土壤動物在其中的作用。本文基于大量文獻調研，探討土壤動物尤其是蚯蚓在重金屬和有機污染土壤修復中的應用，以期為高效解決土壤污染問題提供科學依據。

關鍵詞? ? 土壤動物;土壤污染;土壤修復;蚯蚓;應用

中圖分類號? ? X53? ? ? ? 文獻標識碼? ? A? ? ? ? 文章編號? ?1007-5739（2018）23-0192-01

我國對土壤動物學的真正研究始于20世紀80年代初，尚處于起步階段。目前，大多數研究多集中在土壤動物群的新物種描述、動物群調查、生活習性和生態分布等，對土壤動物的系統研究較少[1-2]。當前土壤污染問題非常嚴重，關于土壤植物、微生物、物理和化學修復技術的研究非常多，而關于動物修復的研究很少。在生態系統中，動植物、微生物與大自然是一個有機整體，在進行土壤污染修復的同時，也需要關注土壤動物在其中的作用。本文基于大量文獻調研，探討土壤動物尤其是蚯蚓在重金屬和有機污染土壤修復中的應用，從而為高效解決土壤污染問題提供科學依據。

1? ? 土壤動物修復概述

土壤是地球上生物多樣性最豐富的棲息地，土壤中的底物為不同大小、行為和特征的生物群體提供了各種棲息場所[2]。許多學者在論述生物修復技術時涉及動物修復技術，但尚未提出準確的概念[3]。劉? 軍等認為土壤動物修復是在人為或自然條件下利用土壤動物及其腸道微生物，在污染土壤中生長、繁殖和間作等活動中破碎、分解、消化和富集污染物，從而使污染物降低或消除[4]。

土壤動物主要指生命歷史某一時期接觸土壤表面或生活在土壤中的動物。一般根據體寬將其分成4類[5]：小型（平均體寬<0.1 mm），如原生動物和線蟲等;中型（平均體寬介于0.1～2.0 mm之間），如跳蟲和螨類（圖1）;大型（平均體寬>2 mm），如蚯蚓和多足類;巨型（平均體寬>2cm），如鼴鼠等。它們在土壤中的活動、生長、繁殖，尤其是對土壤中有機污染物的機械破碎和分解，直接或間接影響土壤的物質組成和分布。同時，大量腸道微生物也轉移到土壤中，土壤動物與土著微生物一起分解污染物或轉化其形態，使污染物濃度降低或消失。

目前，蚯蚓在土壤動物修復中的作用一直是研究熱點。首先，因為蚯蚓的食性和適應性特殊，它可以通過皮膚呼吸，暫時缺氧條件下可通過體內糖元的嫌氣進行分解，從而為生命活動提供能量[6];其次，蚯蚓具有很強的消化能力且食欲廣泛[7-8];再次，蚯蚓可以通過活動改善土壤的通透性，從而顯著改善土壤的化學組成和物理結構。

2? ? 土壤動物對重金屬污染的修復作用

隨著土壤重金屬污染日益加劇，除了研究物理、化學、植物和微生物修復技術外，研究者們還將目光投向了動物修復。目前，土壤動物中主要用于修復重金屬污染土壤。蚯蚓在重金屬污染修復中有2個作用：一是可以通過自身的吸收來富集重金屬，從而降低土壤重金屬含量;二是可以通過自身的活動改善土壤中重金屬的活化能力，從而促進植物對其富集。

2.1? ? 酶類作用

有學者認為，蚯蚓富含酶類，包括過氧化氫酶、谷胱甘肽還原酶、谷胱甘肽還原酶及脂質過氧化保護酶系統[9-11]。研究者認為，當蚯蚓處于重金屬環境中時，應激酶活性上升，然后通過將重金屬固定在消化道的泡囊中進行固定和分隔，同時通過體內蛋白質與重金屬結合，使重金屬毒性下降，以富集重金屬[13]。

2.2? ? 自身活動

蚯蚓可以通過自身活動提高土壤重金屬的生物有效性，使這些重金屬可以更好地被植物吸收，進而增強植物對重金屬的富集能力，并且提高植物生產能力[14-16]。同時，蚯蚓在活動的同時會分泌大量黏液，可以提高土壤中重金屬的生物活性，提升微生物的活性和促進其繁殖，并通過微生物的生物活動在降解黏液的同時降低土壤重金屬污染程度[17]。

2.3? ? 蚯蚓糞

蚯蚓糞是很好的重金屬修復劑，具有很好的通氣性、排水性和高持水性，可增加土壤孔隙度和團聚體數量，同時具有很大的表面積和較強的吸附能力，可在很大程度上吸附重金屬，為許多有益微生物創造了良好的棲息地。李 揚等[18]研究表明，蚯蚓糞能通過鈍化或活化作用改變土壤中重金屬的生物有效性，進而修復土壤重金屬。

3? ? 土壤動物對有機污染物的修復作用

3.1? ? 修復農藥污染土壤

農藥中的有機氯、有機磷等具有較強毒性，對高等動物的神經系統、大腦、心臟和脂肪組織造成損傷[19]，而礦物油可抑制土壤呼吸、降低土壤肥力。從生態學角度上看，土壤動物處于陸地生態底層，對農藥、礦物油類等具有富集和轉化作用。謝文明等[20]在土壤中添加有機氯培養蚯蚓，發現蚯蚓對六六六和DDT的富集作用明顯。王一華等[21]研究了甲螨、線蟲等生物指示作用，發現它們對農藥的富集作用比較明顯，可用于農藥污染土壤的修復。

3.2? ? 修復生活垃圾與畜禽糞便污染土壤

隨著城市發展和人們生活水平的提高，生活垃圾和畜禽糞便越來越多，若處理不當，必然會對周圍環境的水體、土壤、空氣和作物造成污染[22]。土壤動物主要通過破碎、消化和吸收轉化等機制，將生活垃圾及糞便污染物轉化為顆粒均勻、結構良好的糞肥。這種糞肥中富含有益微生物和其他活性物質，而原糞便中大部分有害微生物被土壤動物吞噬或殺滅[23]。其次，土壤動物腸道微生物填補了土著微生物的不足，提升了微生物處理剩余有機污染物的能力。

4? ? 存在的問題及發展趨勢

目前，國內外對土壤動物的生態作用和環境指示作用研究較多，而對土壤動物在污染土壤修復中的應用研究則較少，有待進一步展開。土壤動物的養殖技術如蚯蚓、蠅蛆等已很成熟，而對其他修復能力很強的動物有待于深入研究和探討。植物、微生物修復等研究過熱，導致土壤動物修復研究相對滯后，且與其結合不夠緊密，而土壤動物在土壤生態中的作用不可小覷。因此，土壤動物及土壤動物修復技術也應得到重視。

5? ? 參考文獻

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