曲良煥

摘 要：蚯蚓是土壤中的重要生物，能疏松土壤，促進(jìn)物質(zhì)分解轉(zhuǎn)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(fù)及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中發(fā)揮重要作用。本文論述了蚯蚓對(duì)土壤重金屬污染的富集、指示和修復(fù)作用，為重金屬土壤污染治理技術(shù)提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：蚯蚓； 土壤重金屬污染； 作用；治理

蚯蚓是土壤里常見(jiàn)的一種生物，同時(shí)也是最易受到自然環(huán)境中有害物質(zhì)傷害的土壤生物之一。蚯蚓對(duì)土壤中的一些污染物（包括無(wú)機(jī)物和有機(jī)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(duì)污染物的濃縮因子或者富集系數(shù)直接測(cè)定土壤污染物濃度、生物有效性換算、預(yù)測(cè)潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和污染土壤修復(fù)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。蚯蚓體內(nèi)存在多種可受污染物抑制或?qū)ξ廴疚锏恼T導(dǎo)有響應(yīng)的酶系，通過(guò)蚯蚓體內(nèi)酶活性的改變，可以對(duì)污染做出敏銳的響應(yīng)，因而也是檢測(cè)土壤污染的有益標(biāo)志物。

一、蚯蚓對(duì)土壤質(zhì)量的影響

第一，蚯蚓在土壤中的活動(dòng)包括吞食、挖掘以及排泄、生產(chǎn)蚓糞和建造洞穴體系等，這些日?；顒?dòng)極大地加速了土壤結(jié)構(gòu)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(dòng)加速了土壤生態(tài)系統(tǒng)中有機(jī)物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化和養(yǎng)分釋放、轉(zhuǎn)移進(jìn)程。

第二，蚯蚓數(shù)量的增加不但增加了土壤微生物及其他有益土壤動(dòng)物的數(shù)量和組成，而且優(yōu)化了群落結(jié)構(gòu)，改變土壤酶的活性。同時(shí)減少土壤中有害寄生蟲尤其是線蟲的數(shù)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(yíng)養(yǎng)狀況，從而促進(jìn)作物的生長(zhǎng)。

總之，蚯蚓在土壤生態(tài)系統(tǒng)中不僅有助于土壤物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)的改善，而且能夠激活整個(gè)土壤生態(tài)系統(tǒng)，促進(jìn)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(guān)系

1.對(duì)土壤污染的生物富集的作用

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

2.對(duì)污染土壤的耐受力

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

通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出蚯蚓對(duì)不同重金屬元素的反應(yīng)因蚯蚓的品種而有差別：一些品種的蚯蚓對(duì)重金屬很敏感，從而嚴(yán)重影響它們的個(gè)體數(shù)量和生殖繁育能力；另外一些對(duì)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(nèi)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(cè)，后一種可以用于被污染土壤的復(fù)墾研究。而蚯蚓對(duì)重金屬的忍耐力和富集能力是有限的，當(dāng)蚯蚓吸收的重金屬積累到一定程度就會(huì)通過(guò)糞便和身體分泌物的形式排出體內(nèi)；一旦蚯蚓吸收土壤里面的重金屬超過(guò)了蚯蚓的忍受范圍，則土壤中過(guò)高的重金屬含量就會(huì)對(duì)蚯蚓產(chǎn)生直接的危害。

3.對(duì)土壤污染的指示作用

蚯蚓能夠降解土壤里面的有機(jī)物質(zhì)、改善土壤物理性狀、促進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán)與釋放。蚯蚓是土壤動(dòng)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(xué)的角度來(lái)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(hù)整個(gè)土壤動(dòng)物區(qū)系提供一個(gè)相對(duì)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?gòu)V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(huì)迅速死亡具有一定的耐受性；④有可測(cè)的反應(yīng)物質(zhì)； ⑤可重復(fù)性，即在相同地點(diǎn)相同濃度條件下能夠產(chǎn)生類似的反應(yīng)。

（2）通過(guò)2種方式指示污染物對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)造成的影響：①研究人員要實(shí)地調(diào)查污染土壤中的蚯蚓種群數(shù)量及種群結(jié)構(gòu)。根據(jù)調(diào)查結(jié)果獲得一些有用的參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)土壤生態(tài)系統(tǒng)被污染的程度； ②實(shí)驗(yàn)室條件下，通過(guò)毒性和繁殖試驗(yàn)研究污染物對(duì)某單一種類的蚯蚓造成的傷害，即蚯蚓的生態(tài)毒理學(xué)研究。重金屬污染使蚯蚓的呼吸強(qiáng)度明顯下降，且下降的程度隨著金屬離子濃度的增加和時(shí)間的延長(zhǎng)而加大，高濃度或長(zhǎng)時(shí)間染毒都會(huì)導(dǎo)致蚯蚓的死亡，從而使蚯蚓的種群和數(shù)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(biāo)均能定性的反應(yīng)土壤重金屬污染狀況。

4.對(duì)污染土壤植物的修復(fù)作用

蚯蚓的地下活動(dòng)使土壤的土質(zhì)變得疏松多孔，透氣性增加，從而使水分和養(yǎng)料容易進(jìn)入土壤從而提高土壤的肥力，這樣有利于各種植物的生長(zhǎng)。其次蚯蚓參與土壤有機(jī)質(zhì)的分解和養(yǎng)分循環(huán)過(guò)程，它們的取食過(guò)程直接或間接地對(duì)土壤起到機(jī)械反動(dòng)的作用，改善了土壤的結(jié)構(gòu)、通氣性和透水性、使土壤迅速熟化，同時(shí)提高了土壤中微生物的活力及有機(jī)質(zhì)的轉(zhuǎn)化效率。并且蚯蚓在正常代謝過(guò)程中產(chǎn)生的糞便使污染土壤中的微生物數(shù)量減少、活性降低。由于蚯蚓體內(nèi)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(dòng)物和微生物之間復(fù)雜的交互作用從而對(duì)植物生長(zhǎng)和對(duì)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(shù)量，就有促進(jìn)菌根侵染植物根系的可能性，從而增強(qiáng)植物吸收重金屬的能力。

三、結(jié)語(yǔ)

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

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