摘 要：镉是一种非必需且生物毒性最强的重金属元素。随着工业和农业的发展，土壤镉污染日趋加重，严重威胁人体健康。复合污染研究已成为环境科学发展的重要方向之一，重金属和多环芳烃是土壤环境中的重要污染物，开展两者复合污染研究，对于农业环境生态安全具有重要意义。本文简要论述了重金属镉和多环芳烃在土壤环境中的来源，分布以及污染现状和独立效应。并对未来该领域需要进一步研究的科学问题进行了展望。
关键词：重金属镉，多环芳烃，复合污染，毒理效应
1.引言
金属复合污染的研究是近年来环境科学的新热点. 因为在自然界多数情况下，环境污染多是由多个元素共存与作用造成，元素之间交互作用使复合污染对生态系统的效应有别于单元素污染。本文通过介绍了土壤镉和多环芳烃的来源及其污染现状，土壤中镉和多环芳烃复合污染现状。土壤重金属和多环芳烃复合污染对微生物的毒性作用。土壤镉和多环芳烃复合作用的毒性机理。并且做出了结论与展望[3]。
2.土壤镉和多环芳烃的来源及其污染现状
2.1 土壤中镉的来源
工业污染一些良田周围有单个或者多个工厂，有一条或者数条公路，工厂废气，汽车尾气中的镉进入土壤中最主要方式都是通过大气沉降。镉是一种稀有分散金属，土壤中镉的背景值取决于成土母质，各类岩石中镉的含量各不相同，平均值约为 0.1～0.2 mg/kg。全世界土壤镉含量范围为 0.01 ～ 2.00 mg /kg，中值为 0.35mg /kg。我国41个土类Cd 背景值差异较大，土壤类型不同，镉含量也不相同，其含量变化范围在0.017 ～ 0.332 mg /kg。土壤中的镉分为可溶性和非水溶性两大类，二者在一定条件下可相互转化。镉在土壤中的化学形态多样，和其它重金属元素相比，镉相对容易被植物吸收，其化学形态与其在植物体内迁移能力大小有关，其活性还与土壤的氧化还原环境有关[1，13]。
2.2土壤中多环芳烃的来源分析及污染现状
目前用于判断环境中 PAHs 来源的指标主要有不同环数PAHs 相对丰度以及菲（Phe）/蒽（Ant）和荧蒽（Flua）/芘（Pyr）比值。通常 4 环以上的 PAHs 主要来源于高温燃烧，而 2～3 环 PAHs 主要来源于石油类污染。
全国范围内PAHs主要来自工业燃煤、生活用煤的不完全燃烧和汽车尾气的污染等，污染水与地区生产、生活方式密切相关。环境中的多环芳烃来源有天然和人为两种。天然来源主要有微生物和高等植物合成，火山活动、森林火灾也产生一定量的多环芳烃。人类活动是环境中多环芳烃的主要来源，大多来自于化学工业、交通运输和日常生活等方面。多环芳烃（PAHs）是环境中常见的一类有机污染物，广泛分布于大气、水体、土壤和生物体中。土壤中的PAHs除天然源外，主要来自各种化石燃料.如煤碳、石油等的不完全燃烧、大气沉降、污水灌溉、废物倾倒和工业漏渗等。由于该类化合物具有高度的稳定性，在环境中难以降解及具有致癌、致畸、致突变等特性，还被证实具有环境内分泌干扰物的作用，已经引起人们广泛的关注。
2.3 土壤中镉和多环芳烃复合污染现状
目前，全球化学品数量高达700万种，并且这个数目仍在增加。这些人工合成化学品的大量涌现给环境工作者带来了许多新的研究课题，也增加了环境污染治理的复杂性。多年来，虽然国内外对此进行了大量的研究，但随着研究工作的不断深入，环境工作者逐渐认识到环境污染物多具有伴生性和综合性，即不同污染物之间会产生联合作用，形成复合污染。环境中普遍存在的复合污染现象常无法用单一污染来解释，对复合污染的研究意味着从根本上去寻找污染治理的良策和达到综合治理与生态平衡的目的。然而，一方面由于新的污染物产生的速率不断增加，已大大超过了现有的评价和治理能力；另一方面复合污染学又是一个新兴的年轻学科，在许多理论研究和实际工作中，仍然存在着某些根本性的限制因素。因此，目前对环境污染物复合污染的研究仍处于缓慢渐进、而形势又要求急需快速发展的一种矛盾状态[2]。
3.土壤镉和多环芳烃复合污染对微生物的毒性作用
3.1土壤镉和多环芳烃复合污染机制
环境污染物复合污染主要发生在机体内和机体外的物理、化学和生物学过程。物理过程主要是位点竞争，这些位点包括生物体特定组织器官活性部位的结合位点和生态介质中的吸附位点。多环芳烃属于有机污染物，它和镉之间的吸附行为主要发生在腐殖质部分，土壤中有机污染物的存在会影响到镉在土壤中的吸附，其中疏水性有机污染物的影响要比极性有机污染物大[2]。
（1） 污染物跨膜过程的相互作用。污染物质在生物体内的各个过程，大多涉及其必须首先通过的各种生物膜。典型的生物膜为蛋白质镶嵌的磷脂双分子层，具有脂类的流动特性，是細胞与外界环境交流的第一道屏障，是污染物相互作用的优先部位。在生物膜上存在着一些作为特殊物质分子出入门户的通道蛋白，因此，生物膜具有选择透性或半透性，可有选择地让物质通过。一旦膜结构改变，其通透性也会发生相应变化，从而影响到物质在生物体内的运输[2]。
（2）微生物代谢过程的互作。环境微生物在代谢过程中会分泌各种酶，从而对污染物产生降解转化作用。土壤环境中污染物的互作效应还可以体现在对土壤微生物活性的影响上。研究表明，在重金属复合污染过程中，重金属对土壤微生物活性具有抑制作用导致土壤微生物活性和数量的下降，抑制了微生物的生物降解作用[2]。
（3） 污染物脱毒过程中的互作
对重金属与多环芳烃复合污染脱毒过程中互作机制的研究，主要集中在环境微生物降解多环芳烃过程中，多环芳烃可作为供电子体催化重金属还原，从而达到微生物对多环芳烃和重金属共脱毒作用。在有毒重金属离子中，以镉污染的微生物脱毒互作研究较多。土壤环境中的铬主要是以三价铬和六价铬的形式存在，其中以三价铬最为稳定，水溶性较低，三价铬和六价铬之间可以相互转化[2]。
3.2 土壤镉和多环芳烃复合污染的影响因素
（1）生物因素。物种、组织部位、营养状况以及生物年龄等均影响重金属复合污染的综合生理生态效应等研究发现，镉复合污染对土壤微生物DNA样性的影响。土壤微生物群落DNA的总体扩增情况；复合污染土壤微生物群落DNA的丰富度；复合污染土壤与单一污染土壤微生物群落DNA序列的Shannon-Weaver指数及其均匀度存在差异[3]。
（2）金属因素。金属因素包括金属种类、处理方式、浓度、浓度比值等。镉的存在会影响微生物生长发育和繁殖增长，以及生活的一些习性和方式。从而，对环境造成严重的污染，引起各种动植物的危害，损坏人们的健康[3]。
（3）环境因素
环境因素主要包括温度、湿度、光照、p H、土壤条件 （如 pH、CEC、Eh、有机质含量等）。许多环境参数如 p H、温度、营养物质浓度、螯合剂及生物的生理条件都会影响镉对微生物的毒性 。会使微生物变异，产生动植物所不能解的新物种[3]。
4.结论与展望
经过科学家们的研究我们得出了以下结论：
1.不同程度的 PAHs 污染下土壤的微生物群落结构会生明显变化。2.PAHs污染能显著改变土壤中细菌的结构多样性。3.PAHs污染存在中等浓度效应，细菌能利用PAHs作为碳源，并逐渐降解 PAHs，形成优势种群。
镉污染及重金属污染的防治不单是单个技术问题和某个单位的责任，而是全面的技术问题和整个社会责任，需要有关部门和全部社会有机结合起来，加强环境管理，有效解决环境问题，为我们的子孙后代创造一个更美好的明天。
综上所述，当前尽管镉和多环芳烃复合污染研究取得了一些进展，但仍存在着许多尚未解决的问题，在很多方面还有待加强研究。
加强镉和多环芳烃微生物共脱毒作用研究，多环芳烃降解菌对重金属的共脱毒作用，为复合污染物的修复提供了一条新路子，目前应进一步扩大研究的种类和对象。
加强复合污染研究成果在污染修复方面的应用。通过实践，发现问题，解决问题，从而引起各方面的更多重视，取得更多的支持。总之，对镉和多环芳烃复合污染的深入研究，将会推动重金属和有机污染物复合污染研究进程，扩展土壤污染化学、土壤复合污染的研究领域，将土壤环境污染物交互作用研究提高到一个新阶段。
总之，随着环境污染的复杂化，许多污染问题产生愈來愈依赖于复合污染的解释，复合污染研究必将有更大的发展。
参考文献
[1] 冉 烈，李会合.土壤镉污染现状及危害研究进展，重庆文理学院学报（自然科学版），2011，30（4）：1-2
[2] 沈国清，陆贻通，周培土壤环境中重金属和多环芳烃复合污染研究进展，上海交通大学学报（农业科学版）2005，23（1）1-5
[3] 叶海波，林琴，陈建弟，颜海波，孙兴富.重金属复合污染的研究进展，台州学院学报，2005，27（6）：3-5
