重金属污染的影响例1

中图分类号：TE08文献标识码： A

重金属污染时指由重金属及其化合物引起的环境污染，主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。重金属的污染主要来源工业污染，其次是交通污染和生活垃圾污染。工业污染大多通过废渣、废水、废气排入环境，在人和动物、植物中富集，从而对环境和人的健康造成很大的危害。

重金属污染物是一类典型的优先控制污染物。环境中的重金属污染与危害决定于重金属在环境中的含量分布、化学特征、环境化学行为、迁移转化及重金属对生物的毒性。重金属污染与其他有机化合物的污染不同，不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。目前中国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤引起严重的环境污染。对人体毒害最大的重金属有5种：铅、汞、砷、镉、铭。这些重金属在水中不能被分解，人饮用后毒性放大，与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物。以各种化学状态或化学形态存在的重金属，在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移，造成危害。如随废水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝的体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。如日本的水俣病，就是因为烧碱制造工业排放的废水中含有汞，在经生物作用变成有机汞后造成的；又如痛痛病，是由炼锌工业和镉电镀工业所排放的镉所致。汽车尾气排放的铅经大气扩散等过程进入环境中，造成目前地表铅的浓度已有显著提高，致使近代人体内铅的吸收量比原始人增加了约100倍，损害了人体健康。

重金属污染在环境中难以降解，能在动物和植物体内积累，通过食物链逐步富集，浓度成千上万甚至上百万倍的增加，最后进入人体造成危害，是危害人类最大的污染物之一。国际上，许多废弃物都因含有重金属元素被列到国家危险废物名录，近些年随着我国工农业生产的快速发展，我国出现了重金属污染频发、常发的状况。2010 年4月至6月，浙江省政协组织成立调研组，通过召集省有关单位负责人座谈，向社会公众征集意见建议，并赴杭州、台州及所辖的路桥、温岭等部分县（市、区）进行实地调研，全面了解食品药品安全情况。调研结果显示，在浙北、浙中、浙东沿海三个区域中，城郊传统的蔬菜基地、部分基本农田都受到了较严重的影响。工业“三废”及城市生活污染物排放，引起重金属污染农田。调研组有关负责人表示，这些城郊重金属对土壤的污染，主要是近十多年造成的，主要是人为的污染，这会直接威胁到百姓的生命健康。2011年3月中旬，在浙江台州市路桥区峰江街道，一座建在居民区中央的“台州市速起蓄电池有限公司”（以下简称“速起蓄电池公司”）被曝出其引起的铅污染已致使当地168名村民血铅超标。由于重金属污染事件在我国频繁发生，使得我国开始重视重金属污染的治理。

重金属污染的影响例2

一、广西矿业的重金属污染现状

广西金属矿产禀赋性差，含矿多，富矿少，单一矿少，复杂难处理共伴生矿多，资源提取难度大。加之多为山区且岩溶发育，工程、水位地质复杂，矿区的开采活动极易造成重金属污染。目前，广西省已被列入《重金属污染综合防治“十二五”规划》中的重点治理省区，全区内主要的污染类型有镉、铬、砷、汞和铅污染五种，其中镉污染集中在广西的中西部及北部，高镉含量分布面积广；铬和砷污染主要分布在中部偏西区域；高汞集中在西北部；铅污染从全区范围内看，基本在质量标准以下。

二、广西重金属污染对矿业可持续发展的影响

（一）广西矿产资源形势严峻

1.矿产资源粗放利用，浪费严重。广西人口众多，人均资源占有量仅为全国的18%，明显不足。而现有优势资源如锡、锑、铅、锌等的采选冶综合回收率仅为30%左右，比国际水平低10至15个百分点。2.老矿山环境问题历史欠账多。许多老矿山未预留生态恢复治理资金，不少地方政府未及时有效地处理污染，履行好矿山环境管理职责。此外，矿山企业也未严格依照“谁开发，谁保护，谁破坏，谁恢复，谁引发，谁治理”的原则①，落实好责任。3.整治矿业开发秩序任务艰巨。随着广西工业化、城镇化进程加快，矿产资源供求矛盾突出，经济发展过度依赖矿产资源，矿产品价格居高不下。在追求短期经济利益的驱使下，矿企或个人非法开采矿产资源、破坏浪费以及重开发轻保护等现象普遍存在。

矿产资源不可再生，是矿业可持续发展的物质基础。而重金属污染日益严重，又反映出节约集约利用矿产资源的长效机制尚未形成，政府监控管理不到位等问题。因此，要使矿业可持续发展，必须使矿产资源可持续发展，解决好矿区内重金属污染问题。

（二）重金属造成的环境污染不容忽视

矿产资源在采选冶过程中会产生大量含重金属元素的废弃物，乱排乱放极易对矿区及周围的生态系统造成破坏。据资料，生成广西地区1995-2007年环境污染指数的变化趋势图②，见图一。

（1）对土地资源破坏大。不少矿山随意丢弃尾矿矿渣，挤占土地，破坏植被。重金属进入土壤环境后，易经食物链摄入人体，威胁健康。广西河池，南丹等地的废弃砷渣，导致矿区周围农作物的含砷量超过国家标准几百倍。且土壤重金属污染具有隐蔽性、滞后性和累积性，一旦污染形成，整治短期不能见效。目前，广西土地污染带职业病和重症疾病正呈高发、扩大态势。（2）水体污染严重。02年污染指数急升，易受突发事件及自然灾害影响。此外生产废水任意排放，也会造成区域性、流域性的重金属污染。据专家测算，河池市刁江沿岸选矿厂过去每天排入江中有毒废水3.5万吨，有毒废渣1200多吨，每年向刁江排放砷1770吨，占全国砷排放量的94.4%③。（3）矿山开采造成的大气污染甚为严重。这些气体会在低空造成空气中的有害物质严重超标，在中空对流层形成大范围的酸雨，在高空形成地球的温室效应。另外，还可通过大气沉降或大气降水落在地表，造成土壤污染。

广西矿区的总污染物排放基本得到控制。但重金属污染的毒副作用呈现不断积累、爆发的态势，当今生态环境仍在持续恶化，总体形势不容乐观。

（三）重金属污染抑制矿业经济发展

矿产资源的开采供给能给矿区经济的飞速发展以有力支撑。但同时，资源带动矿山经济发展的单一模式会造成发展瓶颈。特别是重金属污染的恶果，会给当地的农林牧渔行业造成沉重的打击，制约矿山可持续发展。

1.经济负担沉重。矿产资源对矿业经济的发展是双刃剑，一旦造成严重的重金属污染事故，整治十分困难。目前的修复方法在实施过程易受局限性与可行性影响，且恢复治理资金庞大。如环江县，全县80%以上的工业产值，60%以上的财政收入都来自矿产资源，01年万亩土地遭砷污染，利用“实惠”的蜈蚣草修复，至少也需几千万元。2.破坏其他经济形式。重金属污染会通过食物链的循环，产生乘数效应，危害激增。可以想象，当水质恶劣、动植物不能食用、农田荒漠化成不毛之地，农林牧渔行业瘫痪之时，更不用说发展矿业经济了，这样的后果无疑是可怕的。

（四）矿业重金属污染影响社会维和智力维的可持续性

重金属污染还会带来一系列社会问题，如居民生活质量差及生存的安全感缺乏保障等。广西2011年与2005年相比，重金属污染造成的病变人数近4倍④，近年龙江河镉污染、阳朔县思的村“镉米”、以及“癌症村”等健康危机事件更是敲响了警钟，如此恶性发展将造成社会的不稳定。由于矿产资源开发的有限性，重金属污染对矿山经济发展的抑制，矿区收益也会遭受不同程度的损失。而矿业的技术更新、引进及推广离不开资金的充足支持，人才队伍的建设供应。可见，矿业可持续发展系统的5要素相互影响关联，牵一发而动全身，重金属污染更是制约发展的一大隐患。矿山环境的保护必须防治结合，从源头抓起，以免矿业陷入发展的死圈。

三、广西矿业可持续发展的对策研究

（一）重视矿山法制管理与政策激励

提高矿权市场准入门槛，使新建矿企每一步都遵循法律法规和可持续发展原则。同时，加强对已开采矿山的环境保护监管力度，云南曲靖发生的铬渣非法转移倾倒事件更是暴露出部分矿企责任严重缺位，监管部门监管失察等问题。环保部门必须建立危险废物污染防治情况日常检查制度，并从重从快处罚违规企业。地方政府也需解决好老化矿山的环境遗留问题。

我国可充分吸收国际经验，施行环境税、矿地恢复保证金等税收制度规范矿业生产，利用对矿企的耗竭补贴，鼓励经营者积极勘探新资源或开发可替代资源，并通过资源税将企业的外部环境成本内部化，完善我国环境税收体系的建设，从而更好地防治重金属污染。

（二）健全体系，提高信息透明度

各级政府需逐步制定重金属污染防治体系、事故应急体系和环境与健康风险评估体系，加强项目管理和督促检查，有序推进防控、整治各项工作。此外政府及矿企还需及时、公正、准确、客观地向社会公布环境安全信息，提高公众的环境参与权、知情权，增加信息的透明度，使全社会一同督促与关注矿业的可持续发展，减少重金属污染的发生。

（三）加大科技投入，完整产业链

矿冶工业是国民经济发展的支柱产业。要使资源利用最大化，成本投入最小化，杜绝环境污染，必须加大先进科学技术的研发与投入力度，优化勘探、开采、选冶炼一系列环节，实现清洁生产、减少有毒废弃物的产生。并通过技术升级和改造，加强研发工作，提高产品的附加值，建设高新产业群带，建立从资源提取到深加工产品开发的完整产业链，实现从资源消耗型向低耗、高效益型的转变。

（四）构建矿冶工业生态系统

矿冶工业生态系统遵循循环经济的生产理念，通过废物交换、循环利用、清洁生产等手段，形成企业共生和代谢的生态网络，促进不同企业之间横向耦合和资源共享，物质、能量的多级利用、高效产出与持续利用。一方面从根源上减少废料产出，实现资源节约型、环境友好型生产，提高生产效率。另一方面将废料再次资源化，将矿山废料作为内部资源被重新循环利用⑤，获取最大的经济效益。它有着传统矿冶生产模式无法比拟的优越性，能更大程度地解决矿山环境污染问题，百色铝生态工业园及一些重点循环工业试点示范工程取得的成就很好地说明了这一点，是矿业实现可持续发展的有效途径。

参考文献：

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[3]广西有色金属矿产资源综合利用问题研究[J].广西壮族自治区人民政府发展研究中心简报，2007（2）.

重金属污染的影响例3

红树植物是热带、亚热带海湾河口优势植物种，是该生态系统的重要初级生产者，对维护海湾河口地区的生态平衡起着十分重要的作用。全世界热带、亚热带海岸70％分布有红树林，全世界约有红树植物20科27属70种，中国有12科25属37种（含半红树植物）[1]，主要分布在南方沿海省份。随着现代江河流域工农业的迅猛发展，沿海城市人口与经济的快速增长，人为干扰使河口海湾区的环境污染日趋严重，严重影响着区域生态系统的健康生存与发展。红树林作为一种海岸潮间带森林生态系统，对海湾河口区域的污染具有较高承载力和耐受性，许多学者从不同的生物学层面对污染胁迫下的红树植物进行研究，本文主要综述和展望有关重金属污染对红树植物的影响研究。

1 重金属在红树植物体内的分布特征研究

重金属元素在红树植物体内的分布因重金属种类、植物种类以及器官组织的不同而异，植物各器官的重金属含量通常与基质环境重金属含量呈正相关关系，并与植物生长阶段和季节有关。

郑逢中等（1994）[2]用土培和砂培相结合的方法研究秋茄（Kandelia candel）幼苗对Cd的耐受性时发现，无论是土培或砂培，植物体各器官镉积累量均随处理浓度的增加而增加，各器官对镉的积累能力表现为：根＞胚轴＞茎＞叶，并发现经处理的秋茄根镉含量均比基质浓度高，表现出显著富集效应。郑文教等(1996)[3]对福建九龙江口潮间带桐花树（Aegiceras coniculatum）对重金属的吸收和累积进行研究发现，植物对土壤元素的富集系数大小依次表现为Cd>Zn> Mn> Cu>Pb。王文卿等（1997）[4]研究福建九龙江口潮间带5种红树植物叶片的重金属分布特征时发现，红树植物叶片对重金属元素的累积含量大小均表现为：Mn>Zn>Cu>Pb>Cd，不同树种的元素含量大都有明显差异，叶片对Pb的富集能力最低，随叶片从幼叶－成熟叶－黄叶的生长发育，Mn、Pb、Cd含量上升，而Cu、Zn则下降，叶片重金属含量随季节的变化而变化，变化规律随物种及元素种类而已。并总结认为红树植物叶片对林地土壤重金属元素的富集能力是低的，有利于对红树林生态系统的各级消费者提供洁净的食物。章金鸿等（2000）[5]对深圳福田红树林研究结果表明，不同部位的Cd含量，秋茄为根>枝>茎>叶, 桐花树和白骨壤(Avicennia marina)均为根>茎>叶>枝; Cu 在秋茄、桐花树体内各部位含量大小大致为茎>根> 胚轴(或花)>叶>枝, 而在白骨壤则为根>茎>叶>枝; Zn 在秋茄、桐花树中各部位含量大小为根>茎>枝>叶>胚轴(或花) ; 在白骨壤中为根>茎>叶>枝；Pb 在3 种植物各部位含量均为根>茎>枝>叶，重金属从根运输到枝、叶, 再到花、胚轴的速率，在秋茄体内的移动速率为Cu>Cd>Zn>Pb；桐花树为Cu>Zn>Cd>Pb；白骨壤为Cu>Zn>Cd>Pb。MacFarlane 和Burchett (2000) 研究发现，Cu、Zn和Pb在白骨壤的根、叶器官内各组织中的分布存在差异，Zn、Pb主要富集在根部细胞壁，从而阻止其向根部表皮运输，少量分布在叶表面的各种腺体组织中，也是重金属在细胞壁中的浓度高于细胞质中[6]。

2 重金属对红树植物生长和形态结构的影响研究

红树植物对重金属污染具有较高的耐受性，但高浓度的重金属胁迫对红树植物的生长和形态结构会造成损伤性影响。

Walsh和Rigby(1979) [7]对大红树(Rhizophora mangle)幼苗进行重金属胁迫研究发现，大红树对重金属具有高耐受性，当土壤中Pb、Cd和Hg的浓度分别高达 250μg/g、500μg/g和100μg/g时，大红树幼苗未见明显受害症状。陈荣华等(1988) [8]以Hg胁迫秋茄、桐花树和白骨壤幼苗研究表明，当Hg浓度达到10-5 mol/L时，秋茄和桐花树种苗的萌芽受抑制；而白骨壤在此浓度下仍能正常萌芽和展叶，另外，在Hg浓度为10mol/L时，秋茄幼苗根变短，呈黑褐色；桐花树幼苗的胚轴萎缩，植株茎叶扭曲，根系少且根表黄褐色，整个植株不断枯萎；白骨壤幼苗表现出植株矮小、叶片小、子叶萎缩，只有侧根而无根毛，根尖呈黑色。MacFarlane 和Burchett (2002) 用不同浓度的Zn、Pb 对白骨壤进行抗性研究发现，Zn、Pb浓度分别为500μg/g和400μg/g时，植株的死亡率增加, 植株高度受到明显的抑制, 最大叶面积变小, 生物量降低, 表现出显著的植物毒害；当这两种重金属浓度稍低时, 植株仍能正常的生长, 其影响不明显[9]。林志芬等（2003）用砂培实验研究秋茄对Cd的吸收积累和净化作用，结果显示：当Cd处理浓度为0～100mg/L时，秋茄种苗的萌发率都与对照组相一致，之后随着处理浓度的增加，萌发百分数下降[10]。杨盛昌和吴 琦(2003)[11]研究认为，当Cd浓度低于0.5 μg/L时，桐花树种苗生长略受促进；当浓度超过0.5 μg/L时，桐花树植株生长即受抑制。陈荣华和林鹏（1988）、郑逢中等（1992）在培养过程中也发现低浓度重金属能促进红树植物幼苗生长。陈荣华和林 鹏(1989)认为，红树植物根中发达的凯氏带对减少根系吸收重金属离子有一定作用。

3 重金属对红树植物生理生化代谢的影响研究

3.1 重金属对红树植物抗氧化系统的影响

在重金属对红树植物抗氧化系统影响方面的研究主要集中于对其膜脂过氧化及抗氧化酶系统的研究上。

杨盛昌和吴琦（2003）[11]通过砂培实验研究Cd对桐花树幼苗叶片的影响时发现，当培养液中Cd浓度低于0. 5μg/ L 时，随Cd 浓度的增加，桐花树幼苗叶片过氧化物酶( POD) 和超氧化物酶(SOD) 活性均有所提高，而当高于0. 5μg/ L 时，过氧化物酶( POD) 和超氧化物酶(SOD) 活性均出现不同程度的下降；不同Cd 浓度下,桐花树叶片的细胞膜透性变化不大，但膜脂过氧化作用随着Cd 浓度的增加而不断增强。笔者在研究Cd2＋胁迫对水培桐花树幼苗根系的影响时发现以0.25～10 mg・L-1Cd2+处理桐花树幼苗，其根系活力随胁迫浓度升高而下降，而MDA、含量及POD、CAT活性均表现为诱导升高，并随Cd2+浓度的加大而逐渐上升[12]。张凤琴等（2006）[13]研究认为木榄（Bruguiera gymnorrhiza）幼苗遭受Zn2+、Pb2+、Cd2+和Hg2+复合重金属污染时，根系与叶片中SOD、POD活性均呈先升后降的趋势，但叶片中的POD和SOD变化幅度比根系中的变化幅度明显要低；叶片中CAT的活性与污染程度几乎没有关系，保持相对平稳，只在高度（15倍污水）污染时CAT的活性才有下降的趋势，而根部CAT的活性随着污染程度的增加而增加，但在15倍污水下，CAT活性明显下降但仍高于对照组水平；另外，木榄幼苗叶片中MDA 的含量与遭受的复合重金属污染程度呈正相关，且随着SOD、POD和CAT活性的下降，而膜脂质过氧化作用加剧。陈怀宇等(2006) [14]通过土培实验研究铅胁迫对桐花树幼苗膜脂过氧化及抗氧化保护酶的影响，结果表明：桐花树幼苗受铅胁迫源于时间和浓度的双重影响。Pb2+胁迫浓度越高，使桐花树幼苗膜脂过氧化而引起的膜伤害越大；在Pb2+浓度不超过2 g/kg鲜土时，POD、CAT 活性随铅浓度的升高而上升，但3 g/ kg鲜土的高浓度Pb2+胁迫使桐花树幼苗POD、CAT 酶的防御保护能力发生障碍，POD、CAT 活性下降低于对照。

在一定浓度的重金属胁迫范围，红树植物抗氧化保护酶的活性上升、抗氧化保护能力加强是植物细胞通过自身的防御机制对重金属污染作出的一种应激反应通过自身的防御机制，对毒物作出的保护性反应。研究普遍认为抗氧化保护酶可作为环境毒物的敏感指示者，能从生理水平提示逆境给红树植物带来的伤害。

3.2 重金属对红树植物光合作用与营养代谢的影响

在环境胁迫条件下，红树植物能在减少水分的同时进行最大的光合CO2固定，以抵抗胁迫的影响[15]。缪绅裕和陈桂珠（1997）等用正常、5 倍、10 倍浓度富含Mn、Zn、Cu、Ni、Pb、Cr、Cd及有机氮等污染物的人工污水）对温室中模拟的秋茄湿地系统持续灌污1年，在排污1周、3 个月、11 个月和结束后2 个月对污水处理组及对照组植株秋茄幼苗的光合速率和温室中光通量密度、CO2浓度、叶片温度进行同步测定， 植株光合速率的实测值和计算值均显示，排污初期正常浓度组变化小，而5 倍、10 倍浓度组稍下降；排污后期正常浓度组显著上升，较高浓度组回复正常；停止排污2个月，各组间无显著差异。由光合速率研究结果提示秋茄苗对人工污水的耐受力和抗性较强，对高浓度污水有逐渐适应的过程[16]。缪绅裕和陈桂珠（2001）等利用模拟秋茄湿地系统研究表明，秋茄幼苗可通过扩大其叶面积来弥补可能因污水污染所致叶绿素含量降低而给光合作用带来的损失[17]。杨盛昌等（2003）[11]在研究Cd 对桐花树幼苗影响的结果显示：不同Cd 浓度对桐花树幼苗叶片叶绿素含量的影响不同，在Cd 浓度低于0. 5μg/ L时，桐花树幼苗叶片的叶绿素含量随Cd 浓度的增加呈上升趋势，低浓度Cd胁迫对桐花树幼苗叶片的叶绿素合成有促进作用。当培养液中Cd 浓度超过0. 5μg/ L 时，叶片叶绿素含量开始下降，且叶绿素a/ b 值随培养液中Cd 浓度的增加而降低，说明较高浓度的Cd 胁迫对桐花树幼苗叶片的叶绿素a 、叶绿素b 均有一定的破坏作用，且对叶绿素a 的破坏作用更为明显。

氮素由于其对动植物体的重要性,被称为“生命元素”,蛋白质的代谢在很大程度上是氮素的代谢。逆境对植物氮素代谢的影响是植物逆境生理研究的重要内容之一。谷氨酰胺合成酶(GS)和简称谷氨酸合酶（GOGAT）耦联形成的循环反应是高等植物体内氨同化的主要途径。笔者在研究Pb2+对桐花树幼苗谷氨酸合成酶和谷氨酰胺合成酶活性的影响时发现外源Pb2+处理使桐花树幼苗根、茎、叶谷氨酸合酶和谷氨酰胺合成酶活性降低，且根NADH-GOGAT活性受Pb2+胁迫抑制的程度明显大于茎、叶。

3.3 重金属对红树植物有机溶质累积的影响

覃光球等（2006）[18]土培研究红树植物秋茄幼苗在 Cd胁迫下叶片可溶性糖和脯氨酸的含量变化，研究表明: 浓度小于20mg/kg的Cd胁迫使秋茄叶片可溶性糖含量增加，在土壤Cd 浓度为20mg/kg时,达到最高值，Cd浓度高于20mg/kg时，可溶性糖含量迅速下降，但仍高于对照；脯氨酸的含量在土壤Cd 浓度达到40mg/kg时,达到最大值，土壤Cd 浓度达到50mg/kg 时，降至813mg/g ,但仍高于对照。吴桂容等（2006）[19]采用土培方法研究浓度为0.5～50 mg/kg的Cd对桐花树幼苗的生长及渗透调节的影响.结果表明：当Cd浓度为0.5 mg/kg时，可刺激幼苗叶及根中淀粉合成，含量高于对照，叶中淀粉含量变化趋势总体随Cd 浓度增加而下降；可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸的质量分数均随着Cd 浓度的增加出现不同程度的先升后降的趋势。Ravikumar等（2007）[20]在研究Hg和 Zn对Manakudi红树林生态系统的影响时发现较高浓度的Hg和 Zn胁迫使红树植物体内的蛋白质和糖类含量呈下降趋势，而在较高浓度Hg和Zn胁迫下，红树植物体内蛋白质和糖类的含量上升。红树植物可通过渗透调节以增加体内有机溶质的累积来抵抗重金属污染的不利影响。

⒊4重金属对红树植物次生代谢的影响

植物次生代谢物是指植物中一大类并非植物生长发育所必需的小分子有机化合物。植物单宁（vegetable tannin），又称植物多酚（plant polyphenol）是一类广泛存在于植物体内的多元酚化合物，在维管植物中的含量仅次于纤维素、半纤维素和木质素，主要存在于植物的皮、根、叶、果中，含量可达20%，单宁对红树植物所处的特殊生态环境有着重要的生态适应意义。红树植物体内的单宁等能与重金属离子结合形成难溶的化合物或络合物，降低重金属离子的毒性[2]。林益明等(2005)认为：单宁对红树植物繁殖体的发育过程有着重要意义，同时单宁还有抑制微生物活动、杀灭病原菌的效能，增强了红树植物的抗病能力和抗海水腐蚀的能力[21]。覃光球等（2006）[18]以0～50 mg/kg土壤Cd 胁迫秋茄幼苗时发现，在Cd浓度为30mg/kg时，秋茄幼苗单宁含量达到最高值，而在50mg/kg土壤Cd 浓度下，单宁含量虽然下降但仍高于对照。

4分子水平研究展望

随着现代分子生物学的发展及其向各个学科的渗透，人们对红树林这一独特珍贵资源的重要性的认识，越来越多的分子水平技术被应用于红树植物的研究，如采用等位酶、限制性内切酶片断长度多态性(RFL P). 扩增片断长度的多态性(A FL P) 和随机扩增多态DNA (RA PD) 等手段进行研究红树植物种群的遗传变异和生态分化问题[22]，为可持续利用红树林资源提供了更多的依据。但到目前为止，在红树植物对重金属污染响应方面的研究主要集中于红树植物对重金属的富集以及生长、形态和生理学方面，对红树植物抗污染胁迫的分子机理方面的研究还极少有报道。

植物耐受重金属元素胁迫的机制包括阻止和控制重金属的吸收、体内螯合解毒、体内区室化分隔以及代谢平衡等。菌根、根系分泌物以及细胞膜是控制重金属进入植物根系细胞的主要生理单元（谭万能等，2001）[23]。外生菌根能显著提高寄主植物的重金属耐性。根系分泌物通过改变根际pH，改变金属物质的氧化还原状态和形成络合物等机理减少植物对重金属的吸收。细胞膜上相关金属离子转运蛋白与重金属的体内运输和平衡有关。金属硫蛋白(MTs)、植物螯合素(PCs)，有机酸及氨基酸等是植物体内主要的螯合物质，它们通过螯合作用固定金属离子，降低其生物毒性或改变其移动性。在重金属污染逆境条件下，植物体内的基因表达发生改变，一些正常基因关闭，而一些与适应性有关的基因启动表达，表现出正常蛋白合成受阻，逆境蛋白被诱导合成。一些并不结合重金属的胁迫蛋白的合成，对植物提高抗重金属胁迫能力有重要作用。如植物热激蛋白能诱导植物对重金属抗性的增加（Neumarm等，1994）[24]。对重金属污染耐受性强的红树植物在耐受重金属元素胁迫的各环节势必产生相关响应基因或功能蛋白质。分子生物学和生态学原理的结合，为污染生态学的研究开辟了一个广阔的研究领域。在分子水平探讨红树植物对重金属具较高耐受性的分子生态机理，发现可能在红树植物中普遍存在的高效的重金属结合物质及其控制基因，其展示的前景无疑是值得期待的。

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重金属污染的影响例4

[中图分类号] R179[文献标识码] A [文章编号] 1673-7210(2010)06(c)-135-02

The influence of the heavy metal pollution on physical growth of school-age children

HUANG Qinghua

(Children Hospital in Zhengzhou City, Zhengzhou 450053, China)

[Abstract] Objective: To explore the children's physical development status with the relationship between the body of heavy metals. Methods: Children's fingers trace of blood collected (20 μl) samples tested to grasp the content of heavy metals in children; click physical survey of Chinese students guide provided a unified method of measuring children's height, weight. Results: 18.6% of school-age children body lead content exceeding 7.71% of school-age children cadmium content exceeding the body, the body of zinc content in school-age children exceeding rate of 68.5%. There was no significant difference comparing the rate of slow growth among diffevent content of cadmium, lead and zine. Conclusion: The heavy metals in children is not the significant factor about growth retardation and low birth weight.

[Key words] Heavy metal; School age children; Physical growth

重金属污染物通过饮水直接进入人体,并通过各种途径进入农作物或动物体内,再通过食物链进入人体[1]。儿童对重金属的易感性强,代谢具有吸收多、分布流动性大以及排泄量少的特点[2-3],因此儿童成为重金属污染的易感人群。

1 对象与方法

1.1 对象

调查对象为郑州市区中、小学校的学龄儿童562人,剔除不合格问卷13份,有效问卷共549份,有效率为97.6%。纳入及排除标准:年龄为8~18岁的学龄儿童,并排除在当地居住时间低于5年者,排除患有脑器质性病变疾病以及有精神病家族史的儿童。

1.2 方法

考察体格发育指标为年龄与身高、体重的关系(HAZ)。调查前向学校、家长及学生说明调查的目的和意义,在班主任老师及校医的配合下,集中发放调查问卷,并由学生家长按照问卷指导的要求如实逐项填写后统一收回。学生按顺序进行体格检查、采集头发样品,其中头发样品收集好后保存,待体格检查、问卷调查结束后再进行统一的实验室检测。

1.3 统计学方法

所有数据用SPSS 11.0软件包进行统计学分析。各组数据采用χ2检验,以P

2 结果

本次有效问卷共549例,18.6%的学龄儿童体内铅含量超标,7.7%的学龄儿童体内镉含量超标,学龄儿童体内锌含量的超标率达到68.5%。

分析儿童体内重金属元素等级情况同HAZ的关系,体内铅含量、镉含量、锌含量不同的儿童生长迟缓率之间差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 学龄儿童年龄、身高同体内重金属含量的关系

3 结论

当地学龄儿童体内铅、镉、锌、的含量已经达到了危害健康的程度,部分儿童体内的重金属元素含量严重超标,但儿童体内重金属(铅、镉、锌、锰)元素含量不是生长迟缓的主要影响因素,仍建议有关部门在不断探索生态治理的同时,应当及时开展疾病的预防与控制工作[4-6]。

[参考文献]

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重金属污染的影响例5

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.51.181

目前，蔬菜水果的农药残留早已经引起人们的重视，而蔬菜水果的重金属超标及污染问题因为其生态毒性的滞后效应尚未引起人们足够的重视。关于蔬菜水果的重金属污染源，人们对金属矿产开采及加工区域的农产品重金属污染情况关注很多，而较少地关注畜禽养殖废物农用作为重金属污染源带来的污染。本研究对养猪场固废农用对环境和土壤的影响、蔬菜重金属污染等方面进行了相关的关注。

1 养猪场固废农用的环境影响研究进展

随着生活水平的提高，人们饮食结构中动物蛋白比例的增加，带来畜禽养殖业的快速发展。畜禽养殖废物逐渐成为区域水环境、大气环境和土壤环境的重点污染源，仅次于工业点源污染。养猪场固废农用是传统的生态农业循环经济模式，但其环境影响却为人们所忽视。我国是世界上畜禽养殖大国，据估算2003年我国畜禽粪便为31.9亿吨[1]，规模化畜禽养殖业的快速发展产生了大量的畜禽粪便，多数有机肥施入土壤进入养分循环。研究表明，以畜禽粪便为原料堆制的有机肥会带来土壤重金属的累积[2]，多数有机肥施入土壤会进入养分循环，但是有机肥中除了含有氮、磷、钾等养分外，还含有一些重金属元素，这些元素难降解、毒性强，在土壤中长期积累会通过食物链传递到人体，对人类健康构成威胁。因此，对畜禽粪便农用所带来的对土壤重金属形态的影响进行关注，对重金属与作物吸收的关系进行研究，对减少畜禽粪便施用带来的生态环境风险具有重要的意义。

2 养猪场固废农用对土壤环境影响研究进展

畜禽养殖废物农用的环境影响人们常常认为具有正面的积极作用，这与传统生态农业模式有关。但现代规模化畜禽养殖业的发展已经与饲料添加剂的广泛使用密不可分，继而带来的畜禽养殖废物农用的负面环境影响日渐显露，但尚未被人们所关注。例如饲料添加剂中铬的使用，促使大量铬元素通过畜禽养殖废物进入土壤-植物生态系统中，其生态影响机制和过程尚未被人们所关注。

随着微量元素作为饲料添加剂在畜禽养殖中的广泛使用，而这些重金属元素很难被畜禽完全吸收利用，导致大量重金属（95%以上）会随粪尿排出体外[3]。由于重金属在土壤中相对稳定、难降解、毒性强、有积累效应等，因此，近年来饲料添加剂对畜禽产品的品质影响一直是国内外研究的焦点。人体中的重金属元素主要来自农产品，主要是农作物，而作物中重金属元素又主要来自土壤。作物中重金属元素含量很大程度上取决于作物自身的特性和作物种类。荆旭慧等[4]的研究表明土壤的基本理化性质对土壤重金属的富集有一定的影响。目前关于土壤-农作物系统中重金属的研究已经很多，已经关注了不同种类的植物中铬和硒的含量，研究了蔬菜作物不同器官吸收和积累铬的能力，以及重金属在人类所摄入的食物链中的土壤这一系统的含量，来评价土壤重金属毒性阈值。

3 蔬菜中的重金属污染研究进展

近年来人们对蔬菜的消费除了对蔬菜感官口味的要求外，对蔬菜的安全也日益重视。以往的大多数研究主要是针对氮、磷等营养元素对蔬菜的影响，以及以生活污水和工业废水灌溉农业土壤造成的蔬菜重金属污染影响、工业废水灌溉的农业土壤和大型排污口附近通道重金属的积累和相关理化性质、未经处理的工业废水灌溉土壤后蔬菜中重金属的含量、未经处理的生活废水灌溉菜园可能存在的健康风险等；消费者对蔬菜特别是可食用部分中重金属浓度重点关注，并从植物生物量和输给、淋溶等计算植物获得的年净平衡，评价生长在这些领域的蔬菜是否适合人类食用。中国北京、上海、杭州、南京等大中城市都曾较系统地调查研究了城市郊区菜园蔬菜中的重金属污染状况，基本摸清了蔬菜重金属污染现状[5]。

另外，国内外有些学者也研究了空气作为重金属的污染源对蔬菜作物的影响，例如通过空气传播的镉、铬、铜、镍、铅等重金属对蔬菜的污染影响；以及通过对积累在土壤、降尘（衡量空气污染）和地下水位的重金属进行含量测定，并评价蔬菜产量的质量，分析蔬菜器官的重金属含量。

国内主要从研究蔬菜重金属污染的现状、蔬菜对重金属的吸收与富集规律、重金属污染对蔬菜生长发育的影响、蔬菜重金属污染后的生理生化反应、控制蔬菜重金属污染的途径与对策、今后蔬菜重金属污染研究的方向与展望等方面概述了蔬菜重金属污染的研究进展[6]。

重点讨论农作物污染的重要因素，并在农业生产中有意识地控制这些因素，为保证蔬菜基地生产的安全性做一定的工作，对畜禽养殖业废物无害化处理，畜禽养殖废物农用的生态影响分析和农产品食品安全等具有重要的理论指导和实践意义。

4 该领域的研究方向

以往的研究主要是关注畜禽粪便中的重金属含量累积及形态变化，或者畜禽粪便农用对植物吸收方面的影响，养猪场固废-土壤-蔬菜几个系统互相结合的报道很少，因此对饲料-养猪场固废-土壤-蔬菜进行系统的、全面的调查，具有较重要的意义。生态分布模型可以直观表现出某种化学物质在多个环境系统中的浓度，具体研究实例中的重金属物质污染。目前已有的植被对城市污泥中重金属的吸收模型，没有考虑其他的污染源、植物的不食用部分，以及因大气沉降导致的植物吸附作用；同时对植物而言，也应重视在生长季和收获季的区别。普通的吸收模型可以根据土壤成分，有可能找到不同重金属离子的分配系数，也就是溶解在土壤间隙水中的部分占总量的百分比。通过分析多种土壤类型中的重金属重量和相应的溶解态重金属的量，就可以找出分配系数。一方面确定土壤中的pH、腐殖质、黏土和沙土的相关关系；另一方面确定分配系数，对重金属的吸收被认为是溶解重金属的一级反应。研究饲料、畜禽粪便、土壤、大气沉降等源及蔬菜中不同部分重金属的含量分布，并构建生态分布模型，判断农作物污染的重要因素，值得进一步深入。

⒖嘉南祝

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重金属污染的影响例6

中图分类号：X53 文献标识码：A

前言

因城市土壤吸收了工业污染源、燃煤污染源及交通污染源等释放的重金属，在一定程度上对人类的健康造成影响，且对地表水及地下水等水生生态系统造成污染，导致水质系统紊乱，所以土壤重金属污染问题在城市土壤研究中占据重要地位。目前，对城市土壤重金属污染采取有效的管理及治理措施是必要的，避免土壤重金属污染导致大气和地下水质量的进一步恶化及循环。

1 我国城市土壤重金属污染危害分析

回顾性分析导致城市土壤出现重金属污染问题，其“罪魁祸首”多是由于人类日常活动造成的，如不同工矿企业生产对土壤重金属的额外输入及农业生产活动影响下的土壤重金属输入、交通运输对土壤重金属污染的影响等。自然成土条件也会对土壤重金属污染造成影响，如风力与水力的自然物理、化学迁移过程等带来的影响，又如成本母质的风化过程对土壤重金属本底含量的改变[1]。目前，我国很多大城市的土壤仍旧面临着铅、贡及镉等主要污染元素的继续污染，例如，北京、上海、重庆、广州等，土壤都受到不同程度的重金属污染。随着工业、城市污染的加剧以及农业使用化学药剂的增加，城市重金属污染程度日益严重，有关研究统计，目前我国受铅、镉、砷及铬等重金属污染的耕地及城市环境面积共约2000万hm2，占总耕面积的20%。随着土壤重金属污染面积的扩大，我国大量植物生长受到影响，植株叶片失绿，出现大小不等的棕色斑块，同时，根部的颜色加深，导致根部发育不良，形成珊瑚状根，阻碍植株生长，甚至死亡。此外，大量研究证实，土壤重金属污染影响农业作物的产量与质量，人类通过食用这些农作物产品会对健康及生命造成一定威胁。例如，体内重金属镉含量的增加会导致人类出现高血压，从而引发心脑血管疾病；基于铅属于土壤污染中毒性极高的重金属，临床验证一经进入人体，将难以排出，从而影响身体健康，其能对人的脑细胞造成危害，尤其是处于孕期中的胎儿，其神经系统受到影响，导致新生儿智力低下；再者，重金属砷具有剧毒，人类长期接触少量的砷，会导致身体慢性中毒，是皮肤癌产生的明确因素。

2 防治措施与发展展望

2.1 综合措施的运用

应对城市土壤重金属污染问题采取必要的措施，现阶段采用物理化学法结合生物修复法的综合措施进行干预。顾名思义，物理化学法即是运用物理、化学的理论知识研究出治理土壤重金属污染的有效方法。基于土壤重金属污染前期，污染具有集中的特点，易采取的方法为电动化学法、物理固化法。通常采用物理化学法治理重金属污染重且面积较小的土壤，过程中能体现物理化学法效果显著且迅速的特点。例如，我国对城市园林土壤重金属污染，采用物理化学法进行干预，减少了园林植株受损的数量。但对于重金属污染面积过大的城市园林不易采用物理化学法，因土壤污染面积过大，致使人力与财力的投入量增加，且易破坏土壤结构，从而降低土壤肥力。利用生物的新陈代谢活动降低土壤重金属的浓度，使土壤的污染环境得到大部分或彻底恢复，这一过程称为生物修复。实践中，生物修复具有效果佳，无二次污染的优点，且能降低投资费用，便于管理，利于操作[2]。随着生物修复在治理污染问题中的技术运用逐渐推进，已纳入土壤污染修复方法中的焦点行列。

2.2 发展趋势

现阶段，基于我国土壤重金属污染治理法中的生物修复法尚处于初级阶段，有待于提升其应用价值。就我国领土拥有丰富的植被资源而言，为尽可能保护植被资源，应尽快从植被中选取出能抵抗超量重金属的植物，并从能抵抗超量重金属的植物种类中选取相对应的突变体，从而构建起能抵抗超量重金属的植物数据库，并依次对数据库中的植物进行生理及生化的研究。在研究中，采用先进信息技术GPS加强城市区域土壤重金属镉、铅、砷及铬等含量的空间变异与分布控制研究。同时，对土壤中复合重金属污染中各元素间的作用与关系进行研究，从而不断优化物理化学法。

有关文献表明，我国城市土壤重金属污染治理在未来将会面向以下几方面发展，其发展趋势具有极大突破点。以我国各个城市土壤重金属污染的数据为依据，建立起综合的城市土壤数据库，以便于全面且彻底的开展城市土壤重金属污染的调查，有关内容包括：重金属的种类、含量、分布地段及其来源；着手于我国各个城市土壤中污染物质的含量研究，分析生物效应以及人类健康风险，从而为治理土壤污染问题奠定基础；土壤重金属污染涉及面较广，除影响生物及人类健康之外，对土壤、水质、空气质量及大自然整个生态系统都造成了不可避免的影响。因此，将这一课题纳入研究中是必要的，未来将面向对土壤重金属污染与地表及地下水、空气可吸入颗粒物含量与其性质存在的关系进行研究[3]；不断优化判断重金属污染来源的相关技术；我国区域城市土壤重金属污染研究主要依据的工具是可视化计算机软件（GIS），利用其强大的空间分析功能与空间数据管理功能运用在判断重金属污染源及其分布地段的研究中，同时能对我国区域城市重金属污染的风险评估进行分析。

3 结语

综上所述，对土壤生态系统的结构、功能与水、土、气、生等其他生态系统的友好关系进行维护是污染治理的前提。目前，我国土壤重金属污染治理正处于上升阶段，面向深化研究，势必探讨出更有成效的治理方法，使人们的生活及健康得到保障。

参考文献

[1] 楚纯洁，朱正涛.城市土壤重金属污染研究现状及问题[J].环境研究与监测，2010，05（11）：109-110.

重金属污染的影响例7

0 前言

近年来，我国食品安全形式非常严峻，有一部分原因就是农田遭到污染，尤其是重金属污染。据报道，目前我国受砷、铬、铅等重金属污染的耕地而积近2000万平方千米，约占总耕地而积的20%；其中工业“三废”污染耕地1000万平方千米，污水灌溉达330多万平方千米。重金属不能被土壤微生物所分解，易在土壤中蓄积或转化为毒性更大的化合物。土壤重金属污染的特点为长期累积效应、隐蔽性、不可逆性和一定的交互作用。土壤受重金属污染后，影响农作物并通过食物链等影响人体健康，造成中毒危害。另据国土资源部的最新调查显示：每年我国约有1200万吨粮食被重金属所污染，这些粮食足够养活4000万左右的人口，并且这种污染问题日益严重。因此，对农田重金属污染的治理显得尤为迫切。当前，土壤重金属污染的治理方法主要有工程措施、物理化学方法、化学修复方法、以及生物修复方法。本文将重点介绍生物修复法在农田重金属污染治理中的研究进展，同时对生物修复法治理农田重金属污染的研究前景进行展望。

1 简介

生物修复法是指利用生物的生命代谢活动降低环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害，从而使污染的土壤局部地或完全地恢复到原始状态。其优点有：成本低、不破坏土壤生态环境、可以回收再利用贵金属、造成二次污染机会较少。缺点有：周期长、一种植物一般只能提取一种或者几种重金属、而植物固定只是将重金属暂时固定，如果土壤环境发生变化，重金属的毒性作用还有可能再次出现[1]。

2 生物修复法的分类

生物修复作用治理农田重金属污染方法可以分为动物修复法、植物修复法以及微生物修复法。它们有着不同的优缺点。因此，在利用生物技术处理重金属污染时，要结合当地实际，因地制宜，才能达到预期效果。

2.1 动物修复

动物修复是指土壤动物群通过直接的吸收、转化和分解或间接的改善土壤理化性质，提高土壤肥力，促进植物和微生物的生长等作用而修复土壤污染的过程。有关动物修复的研究报道较少，主要集中在有机物和农药污染土壤的修复（如利用蚯蚓等修复）和富营养化水体的修复（如利用滤食性贝类、棘皮动物、河蟹等修复），对重金属污染土壤的动物修复机理仍处于探索阶段[2]。

2.2 微生物修复

利用土壤微生物的蓄积和降解作用来治理土壤重金属污染是一种高效的途径。国内外许多研究己证明，菌根在修复遭受重金属污染的土壤方面发挥着特殊的作用，他们减轻了植物在重金属污染的土壤中的受害程度[3]。

土壤重金属污染的微生物修复是利用微生物的生物活性对重金属的亲和吸附或转化为低毒产物，从而降低重金属的污染程度[4]。利用微生物（藻类、细菌和酵母等）来减轻或消除重金属污染，虽然微生物不能降解和破坏重金属，但是可以通过改变它们的物理或化学特性而影响金属在环境中的迁移和转化。其修复机理包括表面生物大分子吸收转运、细胞代谢、空泡吞饮、生物吸附和氧化还原反应等。微生物对上壤中重金属活性的影响主要体现在以下几个方面：①溶解和沉淀作用；②生物吸附和富集作用；③氧化还原作用。微生物修复技术种类繁多，可进行异位修复、原位修复以及原位/异位联合修复。其中，原位修复操作简单，对原有的土壤环境破坏程度低。微生物修复受各种环境因素的影响较大，氧气、pH、温度、水分等均可影响微生物活性进而影响修复效果，其田间试验效果不是非常理想。因此，为降解菌提供适宜条件以促进其生长繁殖至关重要，这也是今后研究的重点。

2.3 植物修复

植物修复技术是指通过植物自身及共存微生物体系，修复和消除由无机废弃物和有机毒物造成的土壤环境污染的一种技术。

我国野生植物资源丰富，生长在天然的污染环境中的耐重金属植物和野生超积累植物数不胜数。因此开发与利用这些野生植物资源对植物修复的意义十分重大。有关资料表明，大量植物对重金属Cr，Cd，Co，Pb，Ni，Cu，Zn等有很强的吸收积累能力。比如国内有人利用白菜修复重金属污染土壤，如丛孚奇等将白菜用于钥矿区重金属污染土壤的修复研究，结果表明磷酸氢二钠一柠檬酸缓冲溶液能显著提高白菜的地上部富集土壤中重金属元素的能力。李玉双[5]等以沈阳张士灌区重金属污染上壤为修复对象，采用盆栽试验，研究了乙二胺四乙酸（EDTA）对白菜富集重金属及其生长状况的影响。结果表明，EDTA能够提高白菜对上壤中Cu，Cd，Pd 和Zn的植物提取效率。

但是，由于超富集植物一般只能积累某些重金属元素，植物物种的选取受到不同地理气候条件的限制，同时富集植物和超富集植物生物量一般较少，生长速度慢，积累效率低。所以，利用野生抗性植物进行重金属污染土壤的治理还未取得理想结果。这就需要相关科研人员做进一步深入的研究，以求早日获得生长周期短，能吸附多种重金属，积累效率高的重金属富集吸收植物。

2.4 综合修复技术

由于每个地区的污染物来源不同造成各地污染情况有很大的差异。只用一种修复技术往很难达到目标。因此，开发复合修复方法成为土壤重金属污染修复的主要研究方向[6]。现今开始投入应用的复合修复技术的主要类型有动物/植物联合修复、化学/物化一生物联合修复以及植物/微生物联合修复。

3 展望

生物修复技术治理重金属污染土壤以其低成本、高效率、适用范围广和无二次污染等优点已成为重金属污染农田土壤治理中的一个全新研究领域和国内外有关学者研究的热点之一。但是由于其起步晚，难度大，其大部分研究还处于实验室阶段，尚不能有效地应用于重金属农田污染的治理中去，但随着不同学科（遗传学、土壤学、生态学、化学、生理学、环境保护学和生物工程）的相互配合。我们相信该技术会日趋成熟，并且为重金属污染农田的治理贡献出巨大的力量。

【参考文献】

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重金属污染的影响例8

中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）01（b）-0113-02

据最新媒体报道数据显示，近十年来，我国重金属污染的农田面积持续扩大，著名的陕西凤祥血铅超标事件、湖南浏阳镉中毒事件和贵州汞中毒事件等，都是由重金属污染造成，引起社会各界高度关注。20世纪六七十年代，日本富山县流传的骨痛病，就是由于当地居民使用了含镉大米和饮用了镉含量超标的河水而引起的，几乎同一时期，也在日本，熊本县的居民由于使用了被汞废水污染的水产品，导致该流域上万人患中枢神经病，带来了巨大的负面影响。由此可见，土壤重金属污染具有极大的危害性、扩散性、覆盖性。当前形势下，研究土壤重金属污染评价方法具有十分重要的现实意义和战略意义。

1 土壤重金属污染的成因及特点

水乃生命之源，土是立国之本，土壤是人类社会赖以存在和发展的根本前提，是最重要的基础资源。在天然环境下，几百年时间才能生成1厘米厚的土层，其更新周期十分缓慢，通常被认为是不可再生资源，但也是众多污染废弃物残留的主要介质之一。随着近现代工业的飞速发展，土壤中沉积了越来越多的废弃污染物。工业生产、居民生活垃圾的不合理处置以及矿产开采等，都会带来土壤重金属污染。从化学理论角度来讲，98%以上的金属都属于重金属，从环境保护学领域来讲，土壤重金属污染中的重金属主要包括汞、铅、锌、砷和镍等。

1.1 土壤重金属污染的成因分析

1.1.1 自然原因

自然界中，土壤重金属的形成不是单方面作用的结果，而是受多方面因素影响，在不同时期，其主要影响因素又不同。土壤形成初始时期，其重金属含量受成土母质的影响较大，母质中的重金属含量及组成直接决定了土壤重金属的值。随着土壤的发育，母质对其重金属值的影响逐渐减弱。与此同时，生物残落物的影响逐渐增强，受生物个体差异影响，其残落物也呈现出多样化的特点，对土壤重金属组成的影响程度也各不相同。大气沉降，如火山爆发、森林火灾等可能使许多重金属漂浮于空中，其中一些被植物叶片吸收，进而被微生物分解进入土壤，从而改变土壤的重金属含量与构成。

1.1.2 人为原因

研究人员对近30年的土壤重金属污染原因进行统计，分析发现随着工业化程度的不断加深，人类活动已经逐渐上升成为土壤重金属污染的主要来源。具体来讲，人类活动又突出表现在以下几个方面：

（1）废气、烟尘等大气污染。城市化进程的加快在反映国民物质生活水平提升的同时也带来一系列环境问题，城市交通、工业生产等向大气排放大量废气、烟尘，造成大气污染，通过大气沉降，这些物质进入土壤，造成土壤重金属污染。经调查研究发现，工矿生产集中区域、城市道路、铁路周围，土壤重金属污染往往格外严重。

（2）化肥农药在农业生产中的使用。为了缩短农作物生长周期，现代农业生产常会选择使用化肥农药，大量化肥与农药的使用在带来生产效益的同时，也将其中所含的重金属物质带入了农作物与土壤，造成土壤重金属污染，影响人体健康。

（3）水体污染。受水资源分布不均因素影响，在部分地区，农田灌溉需要引入工业废水和生活污水，这些未经合理处置的污水进入到农田，造成土壤重金属污染，由于污染水体中含有大量重金属物质，通过污水灌溉产生的土壤重金属危害破坏性更大，极易造成循环性水土污染。

（4）其他活动。含重金属的工业废弃物，城市居民生活垃圾的堆放，金属矿山酸性废水的排放等也会造成土壤的重金属污染。

1.2 土壤重金属污染的特点

依据化学金属元素相关理论，重金属性质稳定，极难被微生物降解，一旦进入土壤造成重金属污染，势必对农作物的品质和产量产生较大影响，加之其潜伏周期长，通过食物链的“生物富集效应”严重影响动物和人体的健康。有研究表明，低浓度的汞在小麦萌发初期能起到促进生长作用，但随着时间的延长，最终表现为抑制作用；砷有剧毒，可致癌；镉会危害人体的心脑血管。归纳起来，重金属污染有以下几个特点：（1）潜伏周期长，污染具有隐蔽性；（2）性质稳定，污染具有难降解性；（3）相互作用，污染具有协同性、扩散性。因此，重金属污染又有“化学定时炸弹”之称。

2 污染土壤的危害与治理

当土壤中的重金属含量达到一定程度，不仅会导致土壤污染、农业生产收益下降，通过径流，还会对水体（地表水、地下水）产生淋失作用，污染水资源、破坏水文环境；借助大气沉降，极易形成大气污染与水污染、土壤污染的“死循环”，进而影响人体健康。

根据重金属污染的隐蔽性、不可逆性及长期性等特点，与大气污染、水污染等环境问题相比，土壤污染的治理难度更大。现行的重金属污染土壤治理主要有生物法、化学法、工程治理法等方法，就目前科学技术发展形势来看，在治理方案设计上尚未形成统一标准，在实际操作中，不同的地理环境在方法的选用上存在区别，使用的技术也多种多样。从总体上来讲，治理污染土壤首先应查明污染成因，以《土壤环境监测技术规范》为指导，对污染区域进行实地分层采样调查，一般将受污染区域分为“污染源区”、“保护区”和“超标污染区”三个区域，具体划分及处理的原则见（表1）。

值得注意的是，无论采用何种方式，在对土壤污染进行治理时，应注意因地制宜，结合受污染区域的土质情况、土地使用性质与功能、重金属污染物含量与构成等特点，对治理效果、时间、经费等作出合理预期和科学规划，选择最佳方案。

3 土壤重金属污染的评价方法浅析

3.1 单因子指数法

借助综合指数法，可以对受测区域的重金属污染情况进行分级，指出土壤中污染最大的因素，但无法判定出不同元素对土壤污染的影响差别。根据这一方法计算出来的污染指数只能反映各种重金属元素对土壤的污染程度，而无法精确反映污染的质变特征。

3.3 GIS技术在土壤重金属污染评价中的运用

GIS是由计算机硬件、软件及不同方法组成的系统，通过该系统，能够实现空间数据的采集、管理、处理、分析与建模，以解决复杂的规划和管理类问题。通过GIS技术，将不同类型的数据进行处理变换，根据客观需求对其进行空间分析和统计，最终建立各种应用模型，以便为研究决策提供依据。在对土壤重金属污染进行研究时，常利用GIS 技术的计算与图形显示功能，对受测区域指定采样点进行插值分析，实现土壤图数字化，建立空间与属性数据库，最终绘出污染物空间分布图，为土壤污染治理提供参考依据。

4 结语

重金属具有不易分解、易积聚的特点，进入土壤之后，改变土质构成、破坏土壤环境，借助食物链，残留于农作物上的有害物质进入动物、人体，对人体健康产生严重影响。如何科学地对土壤重金属污染进行评价，是污染治理的重要前提，相关人员应加大对这一领域的研究力度，积极改善人类共同的生存环境。

参考文献

重金属污染的影响例9

现阶段我们国家的资源能源短缺，如何高效合理的运用这些资源，是我们面临的重要问题。现代社会工农业发展及其迅速，重金属对土壤的污染越来越严重，如何合理利用有限的土地资源，在原本土地资源匮乏的状态下又增加了一大难题。土壤中重金属含量过高，对动植物的生长会产生极大的影响，而且对人类的身体健康也会产生威胁。如何对重金属污染的土壤防护治理，我们对其进行了研究。

一、重金属引起土壤污染的综合情况

重金属引起的土壤污染说的是在外界重金属的影响下，土壤中大部分原有的成分逐渐消失，而重金属所占的比例不断增加，影响了土壤的正常使用并且给影响了正常的生态平衡。使土壤污染的重金属的种类繁多，对土壤污染比较主要的几个金属是Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Ni等，这类金属的密度都比较大。

重金属对土壤的破坏是从多个方面来衡量的。当然土壤中所含的重金属含量越高那么对土壤的污染就越严重。但是也与土壤中重金属存在形式和重金属在土壤中占有的比例也是分不开的。重金属在土壤中主要的存在形态有三种：水溶态、交换态和残存态。其中水溶态和交换态的生存活性比较强，毒性比较大。而残存态的重金属相对来说活性毒性就小很多了。当重金属在离子交换态的状态下的话，那么它的活动毒性是最强的，易被土壤中的植物吸收。或者与其他物质发生反应产生新的存在状态。

二、重金属对土壤污染的危害分析

（一）植物方面的危害

土壤的重金属污染对植物的危害是非常大的。对其危害主要体现在植物根和叶的变化。被重金属污染的土壤使植物在营养成分的吸收上不能得到保证。植物不能从土壤中吸收营养反而吸收了重金属后，与植物体内的某种物质发生反应产生有害的物质。这样就会导致植物不能正常的生长。也有可能导致植物的一部分发生坏死。如果污染严重植物吸收不到养分，那么就会使植物停止生长直至死亡。

（二）生物方面的危害

土壤对生物方面的影响也很大。它是许多微小生物和动植物生活的家园。土壤中存在着多种微小生物，微生物的多样性使土壤保持一个良好的状态。如果土壤受到重金属污染，土壤中生物所需的影响成分大大减少，在土壤中生存的微生物和小动物们的生命也会受到威胁。这样对土壤的状态也会产生严重的影响。

（三）土壤酶方面的危害

土壤酶是一种生物催化剂，其能够综合反映出土壤的肥力及活性状况。由于土壤的物理、化学性质及生物活性会显著的影响到土壤酶的活性，因此土壤环境一旦遭受污染，就会严重影响到土壤酶的活性。例如重金属元素Hg能够较为敏感的抑制土壤中脲酶，因此一旦土壤中的Hg超标，则土壤中所包含的脲酶也会显著的降低。

（四）人身健康方面的危害

土壤中重金属的超标对生物的影响非常大，对我们人的身体方面的危害那就更不用说了。如果吸收了过多的土壤中的重金属，身体所承担的后果都是难以人们承受的。大量的Cd元素会使人体的器官产生病变，对骨质生长产生极大的影响；吸收过量的Pb元素，会使人体的免疫机制不工作，容易生病：吸收过量的Ni元素可以使人们的鼻子和肺部感到不适，严重的还会导致鼻癌和肺癌。土壤中重金属超标严重的影响着人们的身体健康，对于土壤重金属污染方面我们要高度重视起来。

三、对于土壤重金属污染的防治修复措施分析

（一）物理修复

主要使用的物理修复技术有三种，分别是电动修复、电热修复和土壤淋洗。电动修复对土壤环境要求比较高，就是给土壤通电像电池一样，让土壤中的重金属离子做定向的移动，把含量超出标准的离子进行处理。但是不能大规模的处理。电热修复就是给土壤进行加热，使重金属离子在达到一定温度的情况下从土壤中分离。但是该种修复技术对土壤会产生极大的危害。土壤淋洗修复技术指的是向土壤中加入淋洗液，让重金属在淋洗液的作用下转换成液态的形式，然后对液态的重金属进行回收，对其进行相应的处理。这种方法发现的比较早，技术方面相对于电动修复和电热修复来说比较成熟，运用的比较多。

（二）化学固定修复

化学固定修复的方法就是在被重金属污染严重的土壤中加入一些能与重金属产生反应的一些有机元素，让重金属离子与之产生物理化学反应，改变其原有的活性，使其沉淀、发生氧化等。这样就会降低重金属土壤对动植物和微生物的危害。因为突土壤中超标的重金属元素是不相同的，所以也要根据重金属元素的性质再向土壤中添加物质。虽然这种修复方法在操作上面比较简单，但是对土壤中的重金属元素不能彻底处理。只是改变了其原有的性质，并没有从土壤中清除，所以也有可能再一次的污染土壤。

（三）植物修复

还有一种修复技术是植物修复。在被重金属污染的土壤中种植植物。有一些种类的植物可以把土壤中重金属物质吸收到体内，清除土壤中的重金属元素。这种修复技术运用的比较广泛，因为不用投入太多的成本，只需种植超富集植物就可以了。而且对生态环境还不会造成影响。因为这类植物可以免疫重金属的危害，吸收到体内后可以适应重金属元素的存在。也不会影响该类植物的生长。该类比较常见的植物有香草、芥菜等。而且在不断的研究中也发现了许多植物中都有这个特性，对重金属污染土壤的改善也有了很大的帮助。

四、结语

城市化进程的加快及工业生产等导致土壤中重金属污染现象十分严重，严重制约了土壤的高效利用。由于重金属元素的种类较多，在选用防治措施的时候，一定要因地制宜，结合土壤中重金属污染的具体情况，合理选用治理修复技术，最大程度的降低其危害，同时降低对周边环境的二次污染，确保土壤的肥性，促進农业的快速发展提供良好的土壤基础。

参考文献：

重金属污染的影响例10

0引言

所谓土壤重金属污染是指由于人类活动，使重金属含量明显高于原有含量，并造成环境质量恶化的现象。面对土壤重金属污染的加剧，迫切需要监测和防治重金属污染的有效措施。近几年兴起的微生物修复，引起人们越来越多的关注。

1重金属对土壤微生物生物量的影响

土壤微生物生物量在一定程度上能代表参与调控土壤中能量和养分循环以及有机质转化的对应微生物的数量。Dar研究指出砂壤土、壤土和粘土中施用0.75%的污泥，土壤微生物生物量碳增加7%-18%左右，砂壤土中增加较明显，壤土和粘土中则较少。Khan等试验研究了镉和铅对红壤中微生物的影响，当其浓度分别为30 ng/g和150 ag/g时导致生物量显著下降。

2重金属对微生物活性的影响

2.1重金属污染对土壤基础呼吸的影响

土壤呼吸是土壤与大气交换CO2的过程，是土壤碳素同化和异化平衡的结果。Fliebbach等报道在土壤中施人含低浓度重金属和高浓度重金属的淤泥时，其土壤呼吸强度会随着重金属浓度的增加而上升。Chander等研究认为，含高浓度重金属的土壤中微生物利用有机碳更多地作为能量代谢，以CO2的形式释放，而低浓度重金属的土壤中微生物能更有效地利用有机碳转化为生物量碳。

2.2重金属污染对土壤酶的影响

酶是一种生物催化剂，土壤中进行的各种生物化学过程，都是在酶的参与下实现的。Marzador等研究指出，在Pb污染土壤中脱氢酶活性的大小明显地受土壤水分含量的影响，但土壤水分变化对磷酸酶活性的影响不十分明显。因此，磷酸酶活性被认为是评价Pb污染土壤的一种较为合适的指标。

2.3重金属污染对土壤生化作用过程的影响

通常把土壤生化作用强度作为土壤微生物活性的综合指标之一。Wilke研究了几种重金属和非重金属污染物（如Cd、Cr、Pb）如对氮素转化的长期影响，发现除Se和Sn外，其它污染物均能抑制有机氮素的矿化作用。重金属污染引起微生物体内代谢过程的紊乱，也影响微生物的代谢功能，而微生物生理生化反应必然影响到土壤的生化过程，改变了土壤的质量状况。

3土壤重金属污染的微生物修复

微生物本身及其产物都能吸附和转化重金属。微生物还可以通过直接、间接的代谢活动溶解重金属离子。代谢产生的有机酸和氨基酸可溶解重金属及含重金属的矿物，也可以加速重金属元素从风化壳中的释放。

鉴于土壤微生物本身对重金属的吸附和转化，国内外已经开展了对微生物的金属抗性和生物修复的可行性研究，并将此技术应用于实践。这必将缓解土壤重金属污染的严重局面，带来健康的环境。充分利用微生物在土壤修复方面的特性，加强微生物修复的综合技术的研究，是治理不同重金属污染土壤的有效措施。

参考文献：

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