重金属污染的危害范文

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摘 要：一直以来，治理土壤中的重金属污染都是全球各国亟待解决的一项难题。当前我国土壤重金属污染问题相对较为严峻，且引发这一问题的因素相对也比较复杂。而此种污染问题的出现，不仅会对生物的生长带来极大的危害，还会降低作物的总产量，并对人的生命健康造成极大的威胁。对此，本文以土壤的重金属污染为立足点，通过对我国土壤污染现状和危害的分析，从而就缓解和解决土壤污染问题的策略展开研究。

关键词：土壤重金属污染；危害；修复技术

中图分类号：X53 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170230224

就土壤本身来看，其之所以会产生重金属污染，主要是因为人类在活动期间将重金属物质带入到土壤内部，使得土壤内的重金属含量增多，破坏生态环境。随着农村人口数量的增长和农业生产过程中对化肥和农药使用量的增加，导致土壤中有害物含量增多，自身生态结构和环境质量被破坏。其中，重金属是对土壤生态结构影响最大的一种元素。为了重塑土壤生态结构，提高土壤内部环境质量，解决土壤存在的重金属污染问题势在必行。

1 土壤污染现状和危害

1.1 重金属污染现状

在2005年到2013年的12月，我国土地管理局第一次开展了有关全国土壤污染情况的调查研究。按照我国在2014年由国土资源部和环保部共同的有关《全国土壤污染状况调查公报》所公示的调查结果看：当前我国土壤生态环境的状况整体来讲十分严峻，特别是重金属污染问题，更是极为严重。在我国一些废弃工矿所在区域的周边位置，土壤的重金属污染问题十分的突出。其中，我国有16.1%的土壤，重金属污染总超标率相对较重，11.2%超标率属于轻微范围；而轻度超标率和中度以上的超标率分别达到了2.3%和2.6%。

1.2 重金属污染的危害

同其他土壤污染类型相比，重金属污染本身的隐匿性、长期性、不可逆性较强，且这种污染问题一旦出现，则很难消逝。一旦重金属污染存在于土壤中，不仅很难被移动，还会长时间滞留在其产生区域，不断污染周边土壤。与此同时，重金属污染物不仅无法被微生物有效降解，还会借助植物、水等介质，被动植物所吸收，而后进入到人类食物链之中，对人体健康a生威胁。从具体的情况来看，重金属污染主要存在以下几种危害类型：对作物生产造成不利影响。因为重金属污染物在土壤与作物系统迁移的过程中，会对作物正常的生长发育和生理生化产生直接影响，从而降低作物的品质与产量。例如，镉属于对植物生长危害性较大的重金属，如果土壤镉含量较高，植物叶片上的叶绿素结构就会被破坏，根系生长被抑制，阻碍根系吸收土壤中的养分与水分，降低产量；会对人体生命健康带去影响。土壤中存在的重金属污染物可以借助食物链对人体健康造成危害。例如，汞进入人体后被直接沉入到肝脏中，破坏大脑的视神经。

2 解决重金属污染问题的方法

2.1 工程治理法

所谓的工程治理法，是通过利用化学或者是物理学中的相关原理，对土壤中的重金属污染问题展开有效治理的一种方法。现阶段，工程治理法主要包括了热处理法、淋洗法与电解法等[1]。在众多重金属污染处理方法中的处理效果更好、处理工艺的稳定性更高。但该项方法处理过程和处理工艺复杂，需要花费的成本高，且经过该方法处理后的土壤，其本身的肥力会有所降低。

2.2 生物治理法

该方法指的是借助生物在生长过程中的一些习性，来达到改良、抑制、适应重金属污染的目的。在该项治理方法中最为常见的就是微生物、植物和动物治理法。生物治理是利用鼠类和蚯蚓等动物能够吸收重金属的特性；植物治理则是利用植物积累到一定程度可以清除重金属污染，对重金属具有忍耐力的特质。工程治理法相比，生物治理方式投资相对较小、管理便利、对环境破坏性小等优势，但治理时间较长[2]。

2.3 化学治理法

化学治理法是通过向已经被重金属污染的土壤中投入适量的抑制剂和改良剂等其他化学物质的方式，增加有机质、阳离子等在土壤中代换量和粘粒含量，来改变被污染土壤电导、Eh、pH等其他理化性质，使重金属可以通过还原、氧化、拮抗、吸附、沉淀、抑制等化学作用被有效消除[3]。

3 结束语

在社会经济发展水平不断提升，重金属对土壤污染程度逐渐加深的今天，对重金属污染现状，以及其可能会造成的危害等问题展开细致的分析与研究，并利用工程、生物、化学等方式来有效的缓解和治理土壤当前存在的重金属严重污染问题，能够对我国土壤的生态环境和内部结构进行重构，为我国城市发展和社会建设提供充足的土壤资源。

参考文献

[1]崔德杰，张玉龙.土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J].土壤通报，2004（3）：366-370.

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关键词：土壤污染 重金属 危害 修复方法

土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一，也是人类生态环境的重要组成部分[1-2]。随着近年来经济发展，工农业生产不断扩大，所产生的废水和废渣也不断增多，不但破坏地表植被，而且其中有毒有害重金属还随废水的排放及废渣堆的风化和淋滤进入周边土壤环境[3-6]。目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染耕地面积近2，000万公顷，约占总耕地面积的1/5，其中工业“三废”污染耕地1，000万公顷，污水灌溉的农田面积已达330多万公顷。

1. 土壤重金属污染的定义

在自然界，重金属以各种形态存在，常见的金属元素有铜、铅、锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钼、金、银等；其中既有对生命活动所需要的微量元素，如锰、铜、锌等；但大多数重金属元素在环境中对环境都会有一定的污染作用，主要包括汞、镉、铅、铬以及类金属砷等对生物体具有显著毒害作用的元素[7]。重金属的密度一般在4.0以上，约60种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大，所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高，因而一般不太注意它们的污染问题，但在强还原条件下，铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。

土壤重金属污染是指由于人类在生产活动中将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金属累积到一定程度，含量明显高于背景，并可造成土壤质量的退化、生态与环境的恶化现象[8]。土壤本身含有一定量的重金属元素，如植物生长所必需的Mn、Cu、Zn等。因此，只有当叠加进入土壤的重金属元素累积的浓度超过了作物需要和忍受程度，作物才表现出受毒害症状，或作物生长并未受害但产品中某种金属的含量超过标准，造成对人畜的危害时，才能认为土壤已被重金属污染[9]。如土壤环境质量标准值（GB15618-1995）[10]。

2. 土壤中重金属的来源、种类

土壤重金属污染主要是由工业产生的“三废”以及污水灌溉、农药和化肥的不合理施用等农业措施引起的。随着工农业生产的发展，重金属对土壤和农作物的污染问题越来越突出，部分地区土壤重金属污染现象十分严重。总体来讲，土壤重金属污染源较广泛，即有自然来源，又有包括人类活动带入土壤的部分，目前主要来源为人为因素。主要包括大气尘降、污水灌溉、工业废弃物得不当堆放、采矿及冶炼活动、农药和化肥的过多施用等[11-12]。

2.1 污水灌溉

污水灌溉通常指的是使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。中国水资源较为紧缺，部分灌区常把污水作为灌溉水源来利用。污水的种类按其来源可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等。城市生活污水中重金属含量虽然不多，但由于我国工业发展迅速，许多工矿企业污水未经分流处理而排入下水道与生活污水混合排放，从而造成污灌区土壤Hg、As、Cr、Pb、Cd、Zn等重金属含量逐年累积[15-16]。在分布上，往往是靠近污染源头和城市工业区土壤污染严重，远离污染源头和城市工业区，土壤几乎不受污水中的重金属污染。

污灌在北方比较严重，因为我国北方比较干旱，水资源短缺严重，并且许多大城市都是重工业大城市，所以农业用水更加紧张，污水灌溉在这些地区较为普遍。据统计，我国北方旱作地区污灌面积约占全国90%以上。南方地区相对较小，仅占6%，其余则在西北地区。污灌不仅导致土壤中重金属元素含量的增加，而且还会在人体内富集。研究显示我国沈阳、温州和遂昌等地由于污水灌溉引发了人体镉中毒；鞍山宋三污灌区土壤中Hg、Cd的累积显著，污染严重；用处理过的污水灌溉是解决干旱地区作物需水问题的一条可行途径。但由此导致的土壤污染特别是重金属污染必须引起重视。

2.2 农药和化肥污染

农药和化肥是重要的农用物资，对农业生产发展起到重要的推动作用，但如果不合理施用，则可导致土壤中重金属污染。部分农药在其组成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金属元素，过量或不合理使用将会造成土壤重金属污染。肥料中含有大量的重金属元素，其中氮、钾肥料含量相对较低，而磷肥中则含有较多的有害重金属，另外复合肥的重金属含量也相对较高。施用含有重金属元素的农药和化肥，都可能导致土壤中重金属的污染。

2.3 矿山开采和冶炼加工

我国重金属矿产相对丰富，在金属矿山的开采、冶炼过程中，会产生大量废渣及废水，而这些废渣和废水随着矿山排水和降雨进入土壤环境中，便可直接地造成土壤重金属污染，这在我国南方地区表现得尤为突出。

3. 重金属污染的特点及危害

3.1 重金属元素污染土壤的主要特点

在土壤环境中重金属污染特点可以分为两部分：一是土壤环境中重金属自身的特点，二是重金属元素在不同介质中所表现的特点。具体特点如下：（1）形态变换较为复杂，重金属多为过渡元素，有着较多的价态变化，且随环境Eh，pH配位体的不同呈现不同的价态、化合态和结合态。重金属形态不同则其毒性也不同；（2）有机态比无机态的毒性大；（3）毒性与价态和化合物的种类有关；（4）环境中的迁移转化形式多样化；（5）生物毒性效应的浓度较低；（6）在生物体内积累和富集；（7）在土壤环境中不易被察觉；（8）在环境中不会降解和消除；（9）在人体内呈慢性毒性过程。（10）土壤环境分布呈区域性；

过量的重金属会引起动植物生理功能紊乱、营养失调、发生病变，重金属不易被土壤微生物降解，可在土壤中累积，也可通过食物链在人体内积累，危害人体健康。土壤一旦遭受重金属污染，就很难彻底消除，污染物还会向地下水和地表水中迁移，从而扩大其污染。因此重金属对土壤的污染是一类后果非常严重的环境问题。

3.2人类因土壤重金属污染而遭受的危害[25]

（1）土壤污染使本来就紧张的耕地资源更加短缺；（2）土壤污染给农业发展带来很大的不利影响；（3）土壤污染中的污染物具有迁移性和滞留性，有可能继续造成新的土地污染；（4）土壤污染严重危及后代人的利益，不利于可持续发展；（5）土壤污染造成严重的经济损失；（6）土壤污染给人民的身体健康带来极大的威胁；（7）土壤污染也是造成其他污染的重要原因。

4. 对重金属污染的防治及修复

4.1 对土壤污染的预防

目前，仍未找到可广泛应用且行之有效的重金属污染治理方法，但控制污染源，是防止土壤污染的根本措施之一，同时利用土壤的自净作用对污染物净化具有一定的预防作用。控制土壤重金属污染源，即控制进入土壤中的重金属污染物的数量和速度，通过土体自身的净化作用，降低污染。

（1）控制和消除工业“三废”

尽量利用循环无毒工艺，减少和消除重金属污染物的排放，对工业“三废”进行回收改善，使其化害为利，并严格控制工业生产中污染物排放量和浓度，使之符合排放标准。

（2）土壤污灌区的监测和管理

在污灌区对灌溉污水的重金属元素进行控制，监测水中重金属污染物质的成分、含量及其变化，避免引起土壤污染。

（3）合理施用化肥和农药

对于农药和化肥的施用，应以环保无毒为准则，禁止或限制使用高残留农药，大力发展高效、低毒、低残留农药，发展生物防治措施。为保证农业的增产，合理施用化学肥料和农药是必需的，但需控制好施用量，否则会造成土壤或地下水的污染。

（4）土壤容量和土壤净化能力的提高

在农业生产过程中，施用有机肥，改良松散型沙土，改善土壤胶体的种类和数量，增加土壤对有害重金属的吸附能力和吸附量，从而减少重金属在土壤中的生物有效性。利用微生物品降解土壤中的重金属，提高土壤净化能力。

4.2 土壤中重金属污染的修复方法

（1）工程措施

工程治理措施是指在土壤环境中，用物理或物理化学的原理来减少重金属污染物的措施。主要包括客土，换土，翻土，淋洗液热处理以及电解等方法。以上方法措施的治理效果相对彻底，但实工过程复杂、所需治理费用较高且比较容易引起土壤肥力效果降低。

（2）生物措施

生物治理是指利用能够在土壤中生存的生物的某些习性来抑制和改良土壤重金属污染。Nanda Kumar P B A等发现某些特殊植物对土壤中的重金属元素具有富集作用。寇冬梅等研究认为食用菌对重金属具有吸附作用。所用方法有动物治理，微生物治理，植物治理等。生物措施的优点是实施较为简便易行、投资较少且对环境破坏小，而缺点是在短期内不易得到治理效果。

（3）化学措施

化学治理方法是利用化学物质和天然矿物对重金属污染进行的原位修复技术，目前，在许多区域得到应用。化学治理措施主要包括利用土壤改良剂、抑制剂，增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量，改变pH、Eh和电导等理化性质，使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用，以降低重金属的生物有效性。化学治理措施优点是治理效果相对较明显，而缺点是容易再度活化。

（4）农业措施

农业治理措施是通过改变耕作方式和管理制度来达到降低土壤重金属危害的方法。M.Puschenreiter等探讨了利用农业耕作措施治理土壤重金属的方法，得出在不同污染地区种植不同的农作物可有效降低重金属的污染。治理方法主要包括控制土壤水分，选择合适的农药、化肥，增施有机肥，选择农作物品种等。农业治理措施的优点在于操作简单、费用不高，而缺点是需要较长治理周期却治理效果不显著。

参考文献

[1] 崔德杰,张玉龙.土壤重金属污染现状与修复技术研究进展[J].土壤通报,2004,35(3):366-370.

[2] 方一丰,郑余阳,唐娜等.生物可降解络合剂聚天冬氨酸治理土壤重金属污染[J].生态环境,2008,17(1):237-240.

[3] Zhang L C,Zhao G J.The species and geochemical characteristics of heavy metals in the sediments of Kangjiaxi River in the Shuikoushan Mine Area,China[J].Appl Geochem,1996,11(1/2):217-222.

[4] 尚爱安,党志,漆亮等.两类典型重金属土壤污染研究[J].环境科学学报,2001,21(4):501-504.

[5] 王庆仁,刘秀梅,董艺婷等. 典型重工业区与污灌区植物的重金属污染状况及特征[J].农业环境保护,2002,21(2):115-118,149.

[6] Dang Z, Liu C Q, Martin J H. Mobility of heavy metals associated with the natural weathering of coalmine spoils[J]. Environ Pollut, 2002,118(3):4l9-426.

[7] 韩张雄,王龙山,郭巨权等.土壤修复过程中重金属形态的研究综述[J].岩石矿物学杂志,2012,31(2):271-278.

[8] 王红旗,刘新会,李国学等.土壤环境学[M].北京：高等教育出版社,2007.

[9] 张辉.土壤环境学[M].北京：化学工业出版社,2006.

[10] GB15618-1995.土壤环境质量标准值[S].国家环境保护局,1995.

[11] 李录久,许圣君,李光雄等.土壤重金属污染与修复技术研究进展[J].安徽农业科学，2004,32(1):156-158.

[12] 任旭喜.土壤重金属污染及防治对策研究[J].环境保护科学,1999,25(5):31-33.

[13] 郭彬,李许明,陈柳燕等.土壤重金属污染及植物修复金属研究[J].安徽农业科学,2007,35(33):10776-10778.

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关键词：湛江开发区 重金属治理 污染现状 治理对策

中图分类号：G250 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（a）-0244-01

随着湛江钢铁基地和中科炼化项目的建设，湛江经济技术开发区步入重化工业加速发展时期，涉重金属行业将迅猛增长，重金属作为一种持久性污染物越来越多被关注和重视，制定湛江开发区重金属污染治理对策迫在眉睫。

1 湛江开发区重金属污染现状、特点及发展趋势

1.1 湛江开发区重金属污染的现状

重金属污染主要来源于工业污染，工业污染大多通过废渣、废气、废水排入环境。根据湛江开发区2012年的环境统计数据可知，开发区产生重金属的行业主要来自于重金属冶炼、汽车零部件及配件制造和手工具制造行业，产生的重金属主要为铬、铅、锌，2012年六价铬的产生量为0.59吨，而其他重金属的浓度低于监测限值，不纳入环境统计，产生的重金属全部交由有处理资质的单位处理[1]。

1.2 湛江开发区重金属污染的特点及发展趋势

重金属污染是指由重金属及其化合物引起的环境污染[2]。重金属污染较难治理，这与它的特性分不开。重金属污染物属于持久性污染物，具有长期性、累积性、隐蔽性、潜伏性等特点，无法从环境中彻底消除，只能改变其存在的位置或存在的状态[3]。重金属在其危害环境方面的特点是：微量浓度即可产生毒性，在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物，可被生物富集，通过食物链进入人体，造成慢性中毒。

虽然湛江开发区重金属的污染现状不是很严重，但是随着湛江开发区经济社会的快速发展，随着湛江市钢铁、石化、造纸等基地建设，湛江开发区将构建以钢铁工业为核心的先进制造业和以石油炼化为基础的石油化工产业。钢铁工业是资源密集型产业，向前延伸是矿山和其他辅助材料的采选业，向后延伸是金属深加工、装备制造与检修等产业。围绕湛江钢铁基地的建设，开发区将发展机械装备制造业、船舶制造业、包装产业、汽车制造业。湛江开发区资源开发和加工的力度相对还会加大，在有限的环境容量条件限定下，重金属排放将不可避免地增加，重金属污染压力有增无减。

2 湛江开发区重金属污染治理面临的困境

2.1 没有完善的重金属污染治理防治体系

湛江开发区污染防控基础工作薄弱，缺乏重金属污染防治技术管理嵌入环境管理和形成常态化管理的机制，相关技术评估体系建设滞后，缺少量化的技术评估检测平台；缺少“产生-加工-应用-回收”全过程的重金属污染综合防治技术管理体系，缺乏健全的重金属污染源数据库。

2.2 重金属治理技术落后

在重金属污染治理方面，最大的瓶颈在于技术。在重金属废气治理、重金属污染土壤修复、含重金属废物综合利用等方面，都缺乏经济适用的技术，在协同减排方面的技术也非常缺乏。重金属治理方法现在包括工程治理、生物治理、化学治理及农业治理方法。工程治理效果彻底、稳定，但实施复杂、治理费用高、易引起土壤肥力下降；生物治理实施简便、投资少，对环境破坏小，但是治理效果不理想；化学方法治理效果和费用都适中，但容易再度活化；农业治理方法易操作、费用低，但是周期长、效果不显著。

2.3 重金属监测水平滞后，无法为环境决策和执法提供可靠的技术支持

重金属污染监测需求特殊，湛江开发区重金属污染监测技术装备面临诸多问题：在线监测技术装备门类不齐，实时连续感知手段缺少；现场快速检测技术装备落后，应急工作被动；技术手段单一、应用成套化程度低，不符合综合防治需求。

3 重金属治理的对策

湛江开发区重金属治理要遵循源头预防、过程阻断、末端治理的全过程、综合防控理念，建立起完善的重金属防治体系。

3.1 强化湛江开发区重金属规划目标和任务，加强区域规划环评，严格执行区域环境准入政策

认真规划，把好源头，规划辖区重点项目实施和重金属相关行业产品产量变化，按照“一区一策”、“一厂一策”的原则，进一步明确辖区内重金属污染重点区域的防控任务和防控要求，分解落实本辖区的控制目标和重点项目。

严格准入，严格控制重金属采选和冶炼项目。积极引导涉重金属入园入区，集中治污，实现减污增效。湛江市属于非重点防控区域，必须严格控制新建、扩建增加区域重金属污染物排放的项目，实现区域重金属污染物排放总量比2007年排放量的零增长。

3.2 完善重金属排放标准，确定重金属排放基数，建立健全重金属污染源数据库，为重金属污染治理提供科学依据

要继续健全政策体系，完善重金属排放标准，补充重金属污染对人体健康影响的判定，包括环境质量标准中重金属的指标和限值。

进一步摸清重金属污染底数，明确辖区重金属排放基数。其中废水重金属排放量应以2007年污染普查数据为基准，废气中重金属污染物排放量应以环境统计、环境监测、排查调查等相关资料为基础进行测算。湛江市属重金属防控非重点区域，要求以2007年重金属排放量为基数，增产不增污，各年度重金属排放量都要控制在2007年的排放总量内。

3.3 建立清洁生产全过程控制思路，强制推进重金属污染企业实施清洁生产

清洁生产是重金属治理最直接、最有效的方法。湛江开发区以节能减排为核心，以污染预防为重点，以提升科技水平为切入点，以工艺清洁化，设备密封化、运行自动化、计量精准化为突破口，大力推广应用《国家重点行业清洁生产技术导向目录》中相关的清洁生产技术，提高资源利用率。

要抓好重点企业清洁生产审核，将涉及铅、锌、铜、铬、镉和汞等重金属行业作为开展清洁生产审核的重点，把“节能、降耗、减污、增效”的清洁生产理念贯穿于企业的各个服务、管理环节；注重全过程控制和必要的末端处理，建立“产生-加工-应用-回收”全过程的重金属污染综合防治技术管理体系，实现“工艺、环保一体化”，通过技术改造减少含重金属原材料的应用，减少生产工艺过程中的重金属副产物或污染物产生和排放，从而减轻重金属污染对人体健康和生态环境的危害。

4 结语

总之，湛江开发区应该做好重金属污染防治工作，有效控制重金属污染，严格执行污染防治设施环保“三同时”制度，全面排查辖区涉重企业，实现重金属治理区域化、社会化。

参考文献

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[关键词]地质；土壤；重金属；污染；污染治理

中图分类号：X53 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0286-01

土壤重金属污染是指土壤中重金属过量累积引起的污染[1]。过量重金属将对植物生理功能产生不良影响，使其营养失调。重金属难以在生态系统中转化、处理，并通过食物链层层传递最终在人体内积累，严重危害人类健康[2-3]。

1.土壤重金属污染的来源

土壤重金属污染存在大气、污水、固体废物、农药化肥等多种来源，不同来源的污染治理方法也存在明显差异。我国土壤重金属污染来源主要有以下几种：

1）大气沉降。冶金、重化工等工业过程会产生含有重金属的粉尘或气体排放到空气中，通过自然沉降和降水污染土壤。

2）污水污染。工业、生活污水如果未经处理就进行排放，将携带铅、铜等重金属元素进入河流或地下水中，影响人类、牲畜、农作物安全用水。

3）固体废弃物。生活、医疗、工业产生的固体废弃物在堆放或处理过程中，由于日晒、雨淋、水洗，重金属极易移动，以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散。

4）农用物资。农药、化肥和地膜长期不合理施用，导致土壤重金属污染。高毒农药含有铜和锌等重金属元素，一旦喷洒到农作物上难以转化、处理，造成粮食、水果重金属超标，造成食品不安全。

2.土壤重金属污染的地质因素分析

我国的南北方地理区域气候、经济发展差异，土壤地形、地质差异，将导致土壤重金属污染呈现地质因素特性。具体分析如下：

1）南北方差异

从污染分布情况看，南方土壤污染重于北方。我国南方地区经济较发达，尤其是有色金属产业、外贸加工业较为集中，导致土壤重金属超标严重。镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。

2）耕地土壤污染特点

耕地土壤污染主要由于含有重金属的农资使用、工矿企业重金属排放物迁移污染，并且前者具有全国普遍性，这主要因为我国农药、地膜安全标准较低所致。根据统计，我国耕地土壤重金属超标率超过1/5，主要污染物为砷、铜、汞、铅、铬等，并且呈现污染程度逐渐加剧的趋势。

3）酸碱地质差异

我国热带、亚热带地区，广泛分布着各种红色或黄色土壤的酸性土壤。南方土壤受到气高温高、强降雨量影响，pH一般低于6，较强的酸性土壤对铜、锌等金属元素具有天然的吸附能力。而我国北方地区多呈现盐碱地质。不同酸碱度土壤对重金属元素的吸附能力也不相同。

4）矿山矿区差异

我国中南地区分布较多的金属矿山，由于采矿长流程、大滞后、多变量耦合工艺的影响，导致矿山不同区域土壤具有差异的重金属污染特性，因此需要针对不同矿区进行有针对性的分析，以标定重金属污染元素以及量级程度。不同矿区的污染程度、重金属元素具有明显差异。

3.基于地质因素考虑的土壤重金属污染治理方案

1）农药污染土壤的治理

对于农药、化肥、地膜等农资污染的耕地土壤可以采用热脱附技术进行治理以提高土壤的自我更新能力，保持土壤的活性。在采用该技术时需要控制两个参数指标即加热温度和保持时间以控制污染物在不同相之间的迁移转变，尤其是将重金属通过蒸发、排放、冷凝、剔除等处理至达标后进行无危害转移与安全排放，以避免土壤的二次污染。

2）盐碱土壤污染治理

在盐碱地的耕作过程中，利用粉垄螺旋钻头设置底层粉垄暗沟系统，利用天然降水的下渗运动，使土壤中的盐分下沉，并借助粉垄土壤疏松在氧气、微生物等作用下，使土壤中的部分盐分下移，增加了微生物对重金属、有机污染物等的吸着和转化。

3）土壤污染的固化稳定处理

土壤污染的固化稳定处理其原理为削弱土壤金属元素的迁移扩散能力，避免重金属污染的传递与二次污染以降低其危害，消除其对生态环境的进一步影响。需要指出的是该技术并不是消除重金属，而是隔绝其对其它环境的影响。图1显示固化稳定化处理在土壤修复治理方案中使用率达到22.2%。

4）酸性土壤的治理特点

酸性土壤对重金属元素的易污染程度由高到低依次为As Ni Pb Cu Cd Zn Cr Hg，空间分布不均匀程度由大到小依次为Cd As Pb Zn Cu Cr Ni Hg。Cd的含量与pH值呈正相，As的含量与F的含量呈正相关性，Cr、Hg的含量与F的含量呈负相关性，Cr、Cd的含量与海拔高度呈正相关性，Cu与As、Cu与Ni、Hg与Cr呈正相关性，Zn与Pb、As与Ni呈负相关性。

5）矿区污染土壤的治理特点

针对金属矿区土壤污染特性，有针对性的对其Zn、Pb、Cd、Cu和As等金属元素进行吸收、转化与格力处理。并且，根据矿山不同区位的污染程度设定不同等级的重金属处理标准，在有限污染处理成本的前提下实现矿山土壤综合治理的最优化效果。可见，针对矿区污染土壤的特点需要设计有针对性的处理方案。

4.结论

土壤重金属污染严重危害人类健康，且其污染治理受到污染源多样化、异质性影响存在较大难度，因此该课题受到国内外广泛关注。针对不同地质因素重金属污染的形式存在差异这一特点，提出基于地质因素考虑的土壤重金属污染治理方案。所提方案对开展土壤重金属治理工作具有借鉴意义。

参考文献

[1] 徐龙君，袁智.土壤重金属污染及修复技术[J].环境科学与管理.2006（08）.

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1.土壤重金属污染现状 目前我国受重金属污染的耕地面积近2000万公顷，约占耕地总面积的1/5。受矿区污染土地达200万公顷，石油污染土地约500万公顷，固体废弃物堆放污染约5万公顷，“工业三废”污染耕地近1000万公顷，污水灌溉的农田面积达330多万公顷。土壤污染使全国农业粮食减产已超过1300万吨，因农药和有机物污染、放射性污染、病原菌污染等其他类型的污染所导致的经济损失难以估计。由于污染，土壤的营养功能、净化功能、缓冲功能和有机体的支持功能正在丧失。

2.土壤重金属污染产生的严重后果 ①土壤污染使本来就紧张的耕地资源更加短缺。②土壤污染给人民的身体健康带来极大的威胁。③土壤污染给农业发展带来很大的不利影响。④土壤污染也是造成其他环境污染的重要原因。⑤土壤污染中的污染物具有迁移性和滞留性，有可能继续造成新的土地污染。⑥土壤污染严重危及后代子孙的利益，不利于农村经济的可持续发展。

3.土壤重金属污染来源 ①随着大气沉降进入土壤的重金属。大气中的重金属主要来源于能源、运输、冶金和建筑材料生产产生的气体和粉尘。除汞以外，重金属基本上是以气溶胶的形态进入大气，经过自然沉降和降水进入土壤。经自然沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染，与重工业发达程度、城市的人口密度、土地利用率、交通发达程度有直接关系，距城市越近，污染的程度就越重。②随污水进入土壤的重金属。污水按来源和数量可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等。生活污水中重金属含量很少。但是，由于我国工业迅速发展，工矿企业污水未经分流处理而排入下水道与生活污水混合排放，从而造成污灌区土壤重金属铅、镉、汞、溴、铬等含量逐年增加，随着污水灌溉而进入土壤的重金属，以不同的方式被土壤截留固定。③随固体废弃物进入土壤的重金属。固体废弃物种类繁多，成分复杂，不同种类其危害方式和污染程度不同。其中矿业和工业固体废弃物最为严重。这类废弃物在堆放或处理过程中，由于日晒、雨淋、水洗，重金属极易移动，以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散。有一些固体废弃物被直接或通过加工作为肥料放入土壤，造成土壤重金属污染。如随着我国畜牧生产的发展，产生大量的家畜粪便及动物加工产生的废弃物，这类农业固体废弃物中含有植物所需氮、磷、钾和有机质，同时由于饲料中添加了一定量的重金属盐类，因此作为肥料施入土壤增加了土壤锌、锰等重金属元素的含量。固体废弃物也可以通过风的传播而使污染范围扩大，土壤中重金属的含量随距污染源的距离增大而降低。④随农用物资进入土壤的重金属。农药、化肥和地膜是重要的农用物资，对农业生产的发展起着重大的推动作用，但长期不合理施肥，也可以导致土壤重金属污染。重金属元素是肥料中最多的污染物质，氮、钾肥料中重金属含量较低，磷肥中含用较多的有害重金属，复合肥的重金属主要来源于母料及加工流程所带入。

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土壤污染物大致可分为重金属等化学污染物、物理污染物、生物污染物和放射性污染物。在这几类污染物中，重金属会造成土壤环境质量严重下降。重金属在土壤中累积超过一定数量，就会污染生长于其中的植物，进而影响人类健康，引发严重疾病。但是，由于土壤污染有着不同于其他污染的一些特点，在相当长一段时间内并没有引起足够的重视，我国对于土壤污染的预防和修复也还处于探索和研究的初级阶段，很多防治措施还不能起到有效作用，因此土壤重金属污染有愈演愈烈的趋势。针对土壤重金属的污染问题，我们采访了我国著名环境生态专家、南开大学环境科学与工程学院院长周启星教授。

“隐形杀手” 浮出水面

周启星，主要研究方向包括复合污染生态学、污染环境修复、生态毒理与环境基准等，在环境污染特征、毒理效应、土壤环境基准以及修复等方面进行了大量相关研究，尤其在土壤重金属污染防治与修复研究领域有很深的造诣。

在很多人的印象中，“土壤污染”似乎是个新名词，人们对它是陌生的。其实，这些在土壤中潜伏了多年的“隐形杀手”，正悄无声息地浮出水面，不断产生可怕的危害。一段时间来，各地土壤重金属污染事件频发，才渐渐引起了普通百姓对土壤污染的关注。

在采访中，周启星介绍说，土壤重金属污染来源众多。这些重金属进入土体，被生长在其中的作物吸收和积累，人食用了这些被重金属污染的粮食和蔬菜后，将重金属吸收到体内，健康受到很大危害，出现严重的“污染病”。20世纪60年代，日本发生的“痛痛病”和“水俣病”，就是因为镉和汞对环境的污染所致。目前，我国重金属污染也开始呈现快速上升的趋势，2011年1至8月份短短半年多时间，就出现了11起重金属污染事件，土壤重金属污染问题进入人们的视线，对土壤重金属污染的治理与修复变得刻不容缓。

原本被大家忽视的土壤污染一下集中爆发出来，造成的消极影响直线上升，在之前相当长的一段时间内却似乎并没有太多这方面的报道，这是什么原因呢？从周启星教授介绍的土壤重金属污染的特征中，我们可以找到原因。周启星教授介绍了土壤重金属污染的主要特点：污染的长期积累性、隐蔽性、形成原因的复杂性以及治理的困难性。

土壤重金属污染的积累性，是指土壤重金属污染不像水污染那样因为河道被排入污水就可以马上被发现，也并不像工厂的废气排入空气中后人们即刻就能看到。土壤污染是一个逐渐累积的过程，工农业生产以及城市垃圾等固体废弃物的堆放，使重金属有机会渗入土壤；水和大气中的污染物最终也会进入土壤，对土壤造成次生污染。土壤是“最后的垃圾桶”，积累于土壤中的各种重金属，将会逐渐得以释放，对地下水和植物造成缓慢的污染，最终对人体健康构成威胁。学界有一种形象的说法，将其称为“生物定时炸弹”。所以，重金属的中毒发生，是一个缓慢的过程，到出现问题时，一般都已经产生了比较严重的后果。

周启星教授说：“由于土壤本身就具有净化功能，它的污染及其危害也就具有潜在性，用肉眼是很难观察到的，只有用专业的检测设备才能够检验土壤是否被污染，以及污染的程度究竟有多严重。”土壤重金属污染的隐蔽性，造成土壤污染状况容易被忽视。因此，要到有严重的污染事件出现时人们才会察觉到土壤污染的存在，这也就是为什么最近一段时间内各地的重金属中毒事件频频发生，人们才意识到这一污染的严重性。

因为进入土壤中的重金属在大多数情况下不止一种，所以土壤的重金属污染具有复杂性。周启星教授解释说，土壤的重金属污染除了一些主要的有毒重金属污染之外，还有一种情况，那就是有一些毒性小的重金属，如锡、碘等，它们在有机污染物的交互作用下，毒性会变得比较复杂，对动植物和微生物均会造成更大的危害。

由于上面提到的这些特点，导致土壤重金属污染的治理变成一件棘手的事情，纷繁复杂、千头万绪的原因和污染状况让土壤重金属污染的治理只是停留在初级探索的阶段，很难找到切实有效的方式来进行治理，这也就涉及到了土壤污染治理所面临的极大困难。

防治征程困难重重

当土壤污染的问题不断发生并开始被重视之后，相应的预防、治理和修复也就应该开始进行，并尽量使其提早发挥作用。然而，目前我国土壤重金属污染的预防和治理工作进行得并不是很顺利，原因是多方面的。

周启星教授特别提到了我国土壤环境质量标准制定与修订工作过于落后的现状，对我国土壤重金属污染防治工作产生了严重影响。周启星教授介绍说，目前我国使用的《土壤环境质量标准》是1995年制定的，到现在将近20年都没有进行过修订和补充。在此期间，土壤污染又有很多新情况和新问题出现。由于实施的标准十分陈旧和落后，导致无法解决一些现实新问题。

周启星教授指出，1995年颁布的《土壤环境质量标准》，已经不再对我国土壤重金属污染防治工作产生积极影响。他强调，这一标准中存在的最大问题是，该标准的适用范围只限于农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场、林地以及自然保护区等地的土壤，而关于商业用地和住宅用地，却并没有明确标准，而且标准中所收录的重金属并不全面，很多对人体健康有严重危害的土壤有机污染物并没有被列入其中。该标准明显是在土壤环境管理工作的初级阶段制定的，很多方面都已经不符合现在的要求。因此，该标准在如今的土壤重金属污染的检测和判断中，已经不能发挥应有的作用，这就迫切需要从国家层面上开展环境基准的系统研究，为《土壤环境质量标准》的修订和完善奠定坚实的基础。

周启星教授非常重视土壤环境标准修订和完善这项工作，他认为只有有了严格和符合实际的标准，解决“是不是应该修复？”、“在什么水平上修复？”、“修复之后希望达到怎样的水平？”等一系列问题，土壤重金属污染的检测和修复工作才能顺利开展。但是，他也非常遗憾地提到，目前我们国家很少有人在进行新标准方面的研究和探索。目前，只有他和他的研究团队一起，进行了一些相关的研究工作。

周启星教授还提到，目前污染土壤修复技术有待提高，也是土壤污染防治中一个比较突出的问题。土壤重金属污染的修复技术不够发达，没有有效的修复技术来处理和净化被重金属污染过的土壤，使得对土壤重金属污染的修复还停留在初级阶段。目前普遍使用的污染土壤修复方法主要有两种：物理修复法、化学修复法。其中，物理方法的缺点是费时费工，且成本较高；使用化学修复方法则容易引起其他问题，出现二次污染，因此在使用的时候应该考虑可能会造成的后果，慎重使用。因此，国内很多相关专家都在对有效的污染土壤修复的方式进行探索和研究，目前生物修复技术因为其成本低廉、治理的本位性和永久性等优点，是人们很看好的一种修复技术，但由于研究和开发刚刚起步，在应用上还并不成熟，有待相关专家进行深入的研究。

此外，周启星教授提到的修复资金、实现商业化的体制问题以及管理方面，还存在着诸多问题。因此，土壤重金属污染的预防和修复，是一项任重道远的工作，其中还存在着很多的问题需要探讨和解决。

任重道远前景乐观

周启星教授说，土壤也像人一样，会出现健康问题。土壤的健康出了问题之后，就如人生病之后，需要及时“治疗”，否则继续恶化下去就会出现更严重的问题。据相关统计数据显示，我国土壤目前已经处于亚健康状态，需要及时采取“诊断”和“治疗”措施，来抑制土壤的健康情况继续恶化。

周启星教授说：“我国的土壤污染问题比国外复杂得多，一是我国的人口多，另外在工业方面，国际上一些污染比较严重的企业都将工厂都搬到了我国。在这个大环境下解决土壤污染问题，确实存在比较大的困难。”他认为，在土壤污染的修复方面，应坚持“两手抓”，一手抓机理的研究，一手抓应用推广 ，加强与政府部门的合作来推动实际应用。他提出，应当将物理修复、化学修复、生物修复、综合修复这几种修复方式按照情况选择使用，让污染土壤修复的效果达到最好；另一方面，政府在相关政策的制定和管理上应继续加强。多个方面共同努力，污染土壤的修复才能真正达到理想的效果。

寻求土壤污染的解决之道，应该从问题的根源做起。目前，我国的经济发展还是粗放式的，环保意识仍然淡薄、片面追求经济效益、盲目开发资源、开采方式不当等问题普遍存在，这些做法也都给土壤重金属污染提供了方便的条件。因此，要在土壤重金属防治方面取得真正的成绩，就要在源头上尽量控制重金属污染的产生和扩散，在极易出现重金属污染的相关工厂 ，应当进行相关的宣传，提高大家保护土壤环境的意识，在重金属污染的源头上进行控制和预防，才能达到真正的治理污染的目的。

完善相关的法律法规，也是非常重要的一项措施。有明确的相关规定，是完成土壤污染预防和治理修复非常重要的一步。据了解，目前相关部门正在进行相关法律法规的制定，相信在这些法律法规出台了之后，污染土壤的防治和修复就会有法可循，防治工作就能更加顺利一些。

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关键词 重金属；生态风险；沉积物；海河流域；2010年

中图分类号 X824 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）04-0233-02

随着经济发展和人口增多，环境日益恶化，海河也受到严重的污染，工业废水与生活废水的排放增多，为海河水体环境修复带来更严峻的问题。重金属因具有毒性、不易降解及生物富集效应而备受关注。水中的重金属离子在一定的物理化学作用下，最终大部分会进入沉积物中。河流沉积物中重金属污染物较为稳定，但也可通过生物、物理和化学作用再次释放到水体而造成二次污染。因此，对海河沉积物中重金属分析具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 样品采集

分别于2010年5、7、9月采集沉积物样品，共3次。在海河流域上分别设置12个采样站位点。样品采集、固定、贮存及运输均按照国家相关检测标准执行。

1.2 样品分析

对所采集样品，分别测定汞、砷、铜、锌、铅、镉的含量，铜、锌、铅、镉均采用《原子吸收法（GB/T 17378.5-2007）》，砷、汞均采用《原子荧光法（GB/T 17378.5-2007）》。

2 结果与分析

2.1 重金属污染状况

共进行6种重金属检测，各重金属元素测定范围为汞0.02～0.95 mg/kg，砷2.7～21.3 mg/kg，铜12.44～95.24 mg/kg，铅6.241～42.560 mg/kg，锌48.6～415.5 mg/kg，镉0.060 2～0.552 2 mg/kg。

2.2 生态危害指数污染评价

潜在生态危害指数（Ri）[3，7-8]（potential ecologicalrisk index）评价方法是瑞典学者Lars Hakanson 于1980 年建立的一套应用沉积学原理评价重金属污染及生态危害的方法。该方法作为国际上土壤（沉积物）中重金属研究的先进方法之一，不仅反映了某一特定环境中各种污染物的影响，也反映了多种污染物的综合影响，并以定量的方法划分出潜在危害程度，是目前应用很广的一种方法。该方法的计算公式为：

Cif=Ci/Cin

Eir=Tir×Cif

Ri=ΣEir=ΣTir×Cif=ΣTir×Ci/Cin

式中，Cif为某一金属的污染参数，根据其大小可将污染程度分为4 个级别：CifZn（1）。

由表2可以看出，海河流域沉积物重金属中锌的污染参数最大，平均为1.47，其次为汞和铜，铅砷镉富集系数较小，重金属的综合污染特征显示，锌和汞处于中污染水平，其他4项都处于低污染水平。通过对各点位的分析可以看出，月牙河节制闸站位汞为中污染，尤以春、夏2季为重。汉沽蓟运河大闸站位砷为中污染，其他均为轻污染。刘庄浮桥站位铜的污染高于其他站位，属中污染，且夏秋季节更严重。月牙河节制闸站位的铅为中污染，且春夏季节严重。其他站位均为轻污染。锌元素有75%的站位均为中污染，团泊大桥最为严重，富集系数达到4.354，为较高污染。镉元素各站位均为低污染。

由表3、4可以看出，海河流域各类重金属的潜在风险系数小于40，92%的站位潜在生态危害系数小于150，属于轻微生态危害。月牙河节制闸和宁河大薄前桥这2个站位属于中等危害水平，应加强治理。从各元素来看，汞的潜在风险参数相对较大，平均为30.21，其次为镉、砷、铜、铅、锌。而根据富集系数分析的污染程度从重到轻依次为锌>汞>铜>铅>砷>镉，这是由于各元素的毒性响应系数不同，即毒性响应程度不同，也与沉积物对重金属的吸附能力，迁移能力有关。如汞无论以何种形式存在都有不同程度的挥发性，所以虽然汞的富集程度不高，但潜在的生态危害却很大。海河流域汞的生态危害尤为突出，尤其以月牙河节制闸最为严重。锌的富集能力很强，且颗粒物对锌的吸附能力较强，共同沉淀到沉积物中，具有较高的稳定性，所以其潜在的生态危害最小。虽然所分析的6种元素的潜在生态危害都较小，但汞和镉相对其他元素较高，应作为治理重点。

3 参考文献

[1] 王秋莲，刘春光，关玉春，等.天津近岸海域表层沉积物中重金属的生态风险评价[J].南开大学学报：自然科学版，2010（4）：61-66.

[2] 马德毅，王菊英.中国主要河口沉积物污染及潜在生态风险评价[J].中国环境科学，2003，23（5）：521-525.

[3] 刘成，王兆印，何耘，等.环渤海湾诸河口潜在生态风险评价[J].环境科学研究，2002，15（5）：33-37.

[4] 乔俊，邵德智，罗水明，等.天津滨海新区黑潴河沉积物中重金属污染特征及地区性重金属污染指标选择[J].环境科学研究，2011（11）：1343-1350.

[5] 何孟常，王子健，汤鸿霄.乐安江沉积物中重金属污染及潜在生态风险性评价[J].环境科学，1999（1）：8-11.

[6] 张淑娜，唐景春.天津海域沉积物重金属潜在生态风险危害评价[J].海洋通报，2008，27（2）：85-90.

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关键词：土壤；重金属污染；危害；防治

引言

由于人类活动致使土壤中的微量金属元素超过土壤环境质量的标准值或土壤背景值的上限值[1]，导致生态环境质量下降和土壤环境恶化，从而对人体健康、其他生物、水体噪声危害的现象[2]，称之为土壤重金属污染。2013年年底中国国土资源部副部长王世元在土地调查新闻会上指出，中国内地中重度污染耕地大约为5000万亩；宋伟等对全国138个典型区域土壤污染案例的分析表明，我国耕地土壤重金属污染的比重占耕地总量的1/6左右[3-5]，造成国家经济效益的损失达200亿左右，可见我国土壤重金属污染形势并不乐观。文章结合我国土壤污染的现状，系统的提出防治措施，为今后土壤修复、治理等工作提供参考性建议。

1 我国土壤重金属污染现状

1.1 土壤重金属污染成因

土壤中的重金属元素主要指的是汞（Hg）、镉（Cd）、铅（Pb）、铬（Cr）、锌（Zn）、铜（Cu）、镍（Ni）、砷（As）、锑（Sb）和铋（Bi）这十种元素。影响土壤中重金属元素含量发生变化的原因有两个：一方面是在自然环境的作用，成土母质风化过程中自然积累的含量（本底值），之后在风、水等外力作用，经过物理和化学过程而改变其含量；另一方面，也是影响最大的方面，就是人类活动，随着工业化、城市化的发展，化学工业制造、金属矿山开采、生活废水排放、农药化肥不科学施用及污水灌溉等是重金属污染的主要来源途径。

1.2 土壤重金属污染的特点

隐蔽性：土壤污染需要人为对土样进行采集，检测并分析才能够得出是否存在隐患；不可逆性：重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程，受污染的土壤可能需要花费上百年的时间才能够慢慢消除；长期性：将重金属存于土壤中，往往是呈垂直递减分布；难治理性：土壤污染需要通过物理、化学、生物等各种修复方法进行综合治理，才能达到比较好的治理效果。

1.3 土壤重金属污染的危害

土壤中的重金属虽然能够被作物自身吸收，但这并不会影响到作物的生长和发育，但经过食物链的富集作用，进入人体对人体健康存在极大的威胁；我国本来土地利用资源紧张，加之现在又受污染，使原有的形势更加紧迫，更威胁了子孙后代的生存；由于土壤污染具有长期性和不可逆转性，严重危及农业可持续发展和国民经济水平的持续增长。

2 土壤重金属污染的防治措施

要想对土壤重金属污染得到有效的修复，应从两个方面入手，一是预防，采取各种政策措施、制定法律法规切断污染源；二是治理，面对已经存在重金属污染的土壤，采用科学友好环境的方法综合治理。

2.1 土壤重金属污染的预防措施

2.1.1 加大环境监管和治理力度。首先政府部门应该组织相关科研单位和技术人员筛选出有助于治理环境的修复技术，选择具有代表性的污染地进行修复技术的应用，为治理更大范围的重金属污染区积累经验；其次监督部门应加大环境监管力度，从污染源入手，杜绝重金属对土壤产生污染，严格控制城市生产生活废水直接进入农田，杜绝污水灌溉农田；再者加强农业环境的监测，尤其是土壤污水灌溉区的动态监测，充分了解土壤中金属成分、含量的变化，做好预防工作。

2.1.2 倡导科学的农业生产种植。农业生产过程中的主体就是农民，他们对一方土地进行管理与规划。政府部门应该积极引导农业管理者科学的管理农药、化肥及除草剂等农用化学品。提倡有机化肥与无机化肥的并施，同时采取积极的预防措施，不仅能够有效减小土壤污染，还能够促使作物茁壮成长。大力发展低毒、高效、环境友好型的农药，严格控制农药的使用量、使用次数及使用时间，杜绝高残留高重金属农药的使用，因此发挥农药的积极作用。倡导地膜使用后，要积极及时的回收，防止其残留对土壤造成进一步的污染。

2.2 土壤重金属污染的治理措施

2.2.1 土壤物理修复技术。土壤物理修复技术主要是根据土壤自身理化性质及重金属性质，通过物理方法治理土壤中的重金属污染。最常见的方法，第一种就是客土、换土、深耕翻土，但是需要耗费较大的人力、物力及财力，并没有从根本实现重金属污染的治理；第二种是电动修复法，其利用电池原理，在电场作用下重金属离子开始迁移，使重金属离子富集到电极处在土壤表层就得以去除；第三种是固定/稳定化修复，常用来清除无机污染物质，使用成本低、设备易移动、稳定性强，但是因为许多技术的联合应用可能会致使土壤污染面积增大。

2.2.2 土壤化学修复技术。化学修复是将修复剂加入到污染物，其发生一定化学反应，实现土壤的毒性被去除或降低的效果。化学修复法有很多如土壤淋法、原位化学氧化修复技术、溶剂浸提法等。土壤淋洗能够用于大面积的轻质土和砂质土重金属污染治理，但是对于渗透系数较低的效果不好，也会造成植物必需营养元素的缺失；原位化学氧化修复技术是利用化学氧化剂（双氧水、高锰酸钾等）与污染物发生氧化反应，迫使污染物浓度降低，但是其不利影响就是可能产生气体，有毒副产物。

2.2.3 土壤生物修复技术。土壤生物修复技术是利用生物的生命代谢活动减少土壤环境有毒有害物的浓度，治理过程中花费成本较低、管理技术简单。生物修复技术包括微生物修复、植物修复及动物修复。近年来主要放在动物修复的研究上，对土壤动物蚯蚓进行了相关研究[6]，蚯蚓对重金属有一定忍耐和富集能力，通过不断吞食有机质土壤，经过其自身酶系统的作用，产生利于土壤环境的有机无机复合肥，促进了土壤重金属形态的转化，加速了土壤养分的循环。

2.2.4 农业修复技术。农业修复技术指的是改变耕作制度或利用农艺措施调节重金属对土壤的危害。改变耕作运行模式需要根据当地的具体情况，选择能够抵抗土壤污染的作物或植被。利用合理的农业措施进行修复，主要是通过合理的深耕措施及增施有机肥调节土壤的理化性质，从而调控污染物所处的污染环境。

3 结束语

土壤重金属污染的防治是环境监测的重要任务，是保障我国广大人民群众身体健康的根本，是促进国家经济快速发展的主要推力。采取科学有效的土壤污染防治措施，能够有效改善土壤结构，提高土壤肥力，降低土壤环境的污染。在未来的环境监测和农业生产中，政府和人民更应该携起手，爱护我们共有的生存土地，让重金属污染事件不再发生，远离人民群众，实现环境友好型的生存环境。

参考文献

[1]高锦卿.土壤重金属污染及防治措施[J].现代农业科技，2013，1：220+225.

[2]郭笑笑，刘丛强，朱兆洲，等.土壤重金属污染评价方法[J].生态学杂志，2011，5：889-896.

[3]宋伟，陈百明，刘琳.中国耕地土壤重金属污染概况[J].水土保持研究，2013，2：293-298.

[4]樊霆，叶文玲，陈海燕，等.农田土壤重金属污染状况及修复技术研究[J].生态环境学报，2013，10：1727-1736.

[5]黄益宗，郝晓伟，雷鸣，等.重金属污染土壤修复技术及其修复实践[J].农业环境科学学报，2013，3：409-417.

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关键词：水体;重金属污染;毒理作用;人体健康

作者简介：于晓莉（1973―），女，河南郑州人,工程师,主要从事环境监测工作。

中图分类号：X701

文献标识码：A

文章编号：16749944(2011)10012304

お

1 引言

水体是人类赖以生存的主要自然资源之一,又是人类生态环境的重要组成部分,也是地球物质生物化学循环的储库。由于人类活动的影响,进入水体环境中的污染物越来越多,这些污染物给环境和人体健康造成了许多问题。多年来人们非常关注水体富营养化问题,因为其宏观破坏性能引起人们的注意,而水体重金属污染问题人们重视程度相对不够,近年研究证明甲基汞是水俣病致病因,镉是骨痛病致病因。同时随着采矿、冶炼、化工、电镀、电子、制革等行业的发展,以及民用固体废弃物不合理填埋和堆放,重金属污染物事故性排放以及大量化肥、农药的施用,使得各种重金属污染物进入水体。重金属污染物难以治理,它们在水体中具有相当高的稳定性和难降解性,在水体中积累到一定的限度就会对水体、水生植物及水生动物系统产生严重危害,并可通过食物链而在水产品体内累积,最终作为食品进入人体,影响人的健康,因此水体重金属污染日益成为人们关注的焦点。

2 重金属污染的来源和毒理作用

对人体健康构成危害的重金属绝大多数来自于工矿企业所排放的废水,采矿、冶金、化工、电镀等多种工业行业的生产废水都含有重金属,排放到水体引起水质的污染,进入水体的重金属还会发生一系列的物理化学反应,诸如氧化、还原、沉淀与溶解、吸附与解析、络合作用以及生物甲基化等,这主要取决于重金属的性质和水体的理化指标。还有一部分就是城市道路上的机动车尾气污染,对人体健康构成典型危害的是铅污染。

进入大气、水体和土壤的重金属均可以通过呼吸道、消化道、皮肤3种途径侵入人体,进入体内的重金属借助体内某些有机成分可结合成金属络合物或金属螯合物,对人体的各个发育阶段都会产生影响,尤其对母婴的毒害更为明显。机体内可以同重金属发生反应的物质不少,如蛋白质(氨基酸)、核酸等;儿茶酚胺、维生素、激素等微量活性物质和含氧脂肪酸、磷酸等也能与重金属发生作用,使上述物质丧失或改变了原来的生化功能而引起病变。

许多重金属离子可因微生物甲基化作用而生成相应的甲基化合物,此类化合物多属毒性很强的挥发性物质,极易通过呼吸道进入人体,其中具有重要病理学意义的,当首推甲基汞化合物。另有一些重金属离子通过口腔、皮肤进入体内后,与人体某些酶的活性中心巯基(-SH)有着特别强的亲和力,金属离子极易取代巯基上的氢,从而使酶丧失其生物活性,即重金属的致害作用就在于使生物酶失去活性。还有一些重金属离子可以通过与酶的非活性部位相结合,从而改变活性部位的构象,或与起辅酶作用的金属离子置换,同样能使生物酶的活性减弱甚至丧失。

2.1 汞污染的来源和毒理作用

2.1.1 汞污染的来源

汞是金属中毒性较高的元素之一。以汞为原料的工业生产过程中产生的含汞废水、废气和废渣对环境的汞污染非常严重,此外煤及石油燃烧释放出来的汞,含汞农药的广泛运用造成对大气和土壤的污染。目前由于人类活动向大气、水体和士壤中排放的总汞量,每年已超过2万t。

2.1.2 汞的毒理作用

(1)金属汞。金属汞常以蒸气态污染大气,可通过呼吸道进入人体。职业性长期吸入汞蒸气可引起慢性汞中毒,其主要表现出体力减退、头晕、头痛、失眠、多梦、记忆力减退等中枢神经系统症状。

（2)无机汞化合物。在短期内摄人大量无机汞盐或误食含汞物质,可引起急性汞中毒。

(3)有机汞化合物。有机汞化合物分为苯基汞和烷氧基汞。甲基汞属于高神经毒物质。主要侵犯中枢神经系统,其慢性中毒症状出现顺序一般为感觉障碍、运动失调、语言障碍、视野缩小、听力障碍。

2.2 铅污染的来源和毒理作用

2.2.1 铅污染的来源

铅污染来源广泛,主要来自汽车废气和冶炼、制造以及使用铅制品的工矿企业。1969年日本东京因汽车尾气污染空气引起居民慢性铅中毒,该事件发生后世界各国都十分重视环境铅污染对人体健康的危害,明令禁止或限制在汽油中加入四乙基铅。

2.2.2 铅的毒理作用

（1)急性中毒。意外摄入大量铅时可发生急性中毒。如含铅餐具将大量铅溶出进人食物时,食入后可引起中毒。幼儿啃嚼含铅油漆的玩具和家具等也可产生中毒。服用过量的含铅药物同样可引起中毒。

(2)慢性中毒。对于血液系统，铅能抑制血液中氨基乙酚丙酸脱氢酶和血红素合成酶,血红素合成受到抑制而出现贫血,面色苍白(所谓“铅容”)。对于神经系统，铅中毒对中枢神经系统的作用是引起铅中毒性脑病。慢性铅中毒时周围神经也出现病症,最严重的典型症状是由挠神经损害引起的百对称性腕下垂。此外是伸肌无力。多数中度和重度铅中毒病例常见到四肢无力、两手握力减退,少数可见局部性皮肤触觉和痛觉减退等。对于消化系统其典型症状是腹绞痛。

（3)生殖毒性与致畸作用。铅中毒工人外周血淋巴细胞染色单体畸变率增加。流行病学调查表明,铅对苯并芘诱发工人肺癌可能有协同作用。环境铅污染引起铅中毒症状:慢性中毒多在局部地区发生。其中毒症状主要有神经衰弱症候群、中毒性多发性神经炎、中毒性脑病、间质性肾炎或肾萎缩以及心肌损伤等。

2.3 镉污染的来源和毒理作用

2.3.1 镉污染的来源

环境中镉污染的最主要来源是有色金属矿产开发和冶炼排出废气、废水和废渣。煤和石油燃烧排出的烟气。含镉肥料的施用也是造成镉污染的原因之一。此外,在电镀、制造合金、焊料、颜料、电池、雷达、电视机荧光屏、半导体元件、照相材料、化肥、杀虫剂、塑料、枪械弹药等生产中用做原料或催化剂,其在生产过程中可向环境排放出含镉废物。餐饮具和食品包装也存在镉污染。如在上釉的陶器中储存食品,尤其酸性液体食品,可引起明显的镉污染。

2.3.2 镉的毒理作用

日本神通川流域发生的骨痛病是由于神通川上游锌矿冶炼排出的含镉废水污染了神通川,河水灌溉使镉进人稻田而被水稻吸收。镉引起骨痛病的原因可能是由镉对肾功能的损害使肾中维生素D的合成受到抑制,影响人体对钙的吸收和成骨作用。同时,镉使骨胶原链上的羟脯氨酸不能氧化产生醛基,妨碍骨胶原的固化与成熟,从而导致骨骼软化。镉对胃肠粘膜有刺激作用,故口服镉化物可引起呕吐、腹泻、休克和肾功能障碍,人在生产活动中吸人大量的镉烟尘和蒸气也可引起急性中毒。

2.4 铬污染的来源和毒理作用

2.4.1 铬污染的来源

电镀、皮革、制药、研磨剂、防腐剂、颜料以及合成催化等方面铬有广泛的用途,生产中均可产生含铬三废。在生产中含铬废渣的堆放也是一个重要污染来源,含铬废渣任意堆放,雨水冲淋,大量铬溶渗和流失,污染环境。

2.4.2 铬的毒理作用

(1)急性毒性。铬对局部有刺激、腐蚀作用,也可导致呼吸障碍。铬对皮肤的急性毒性表现为铬对皮肤的刺激和腐蚀作用所引起的急性皮肤糜烂及变态反应皮肤炎。

(2)亚急性慢性毒性。铬对人的慢性毒性作用，铬经呼吸道侵入,可引起鼻炎、咽炎、支气管炎等。皮肤长期接触铬化合物可引起接触性皮炎或湿疹,多见于手背、腕、前臂等部位的红斑、丘疹。对铬过敏者,也见于非接触部位。铬还可引起皮肤溃疡,又称“铬疮”。溃疡可深达骨骼,愈合缓慢,愈合后可形成瘸痕或色素沉着。铬酸雾还对眼结膜有刺激作用;可引起流泪;可刺激口腔、咽喉,可引起咽后壁干燥以致出现淡黄色小溃疡等。长期接触铬盐粉尘或铬酸雾,除损害皮肤外,还产生全身性影响。

（3）致癌变、致畸变、致突变作用。六价铬和三价铬均有致癌作用。目前世界公认某些铬化合物可致肺癌,称为铬癌。

2.5 砷污染的来源和毒理作用

2.5.1 砷污染的来源

采矿、金属冶炼、煤炭燃烧、含砷工业品(如陶瓷、制革、玻璃等)和含砷农药的各种砷化合物以粉尘、烟尘、废气和废水等形式污染环境。

2.5.2 砷的毒理作用

（1）急性中毒。急性砷中毒较常见,如误食砷污染的食品、误饮砷污染的饮料或误服含砷农药等。

（2）慢性中毒。长期持续摄入低剂量的砷化合物,尤其是吸入砷化合物粉尘者,经过数月乃至数年、十几年的砷蓄积而发生疾病,砷慢性中毒的某些症状是其特有的,但大部分症状是非特异性的,所以慢性砷中毒常常被忽略。在一定意义上,尿、头发、指甲中的砷含量可指示砷中毒和体内砷含量。

3 水体重金属污染研究现状

3.1 水体中重金属存在形态及毒性研究

水体中不同形态的重金属污染物对水体环境的危害程度有很大的差异,开展水体中重金属存在形态的研究,对于有效防治和治理水体重金属污染物具有非常重要的意义。目前人们已经对许多不同形态重金属污染物的毒性做了大量研究,获得了大量实验结果。例如人们经过研究发现水体中重金属污染物Cr6+对水生动植物的毒性要远远大于Cr3+的毒性。Wageman和Barica在研究Cu对藻类的毒性时发现:Cu 的毒性主要由Cu2+、［CuOH+］和Cu(OH)2引起[1]。刘清等[2]从离子形态角度出发,同时考虑游离和羟基络合态的毒性,以及它们之间的毒性差异,通过数学方法拟合定义出活性态铜离子浓度,较好地反映了水体中铜的毒性。另外人们已经研究发现有机汞(如甲基汞)等物质有非常大的危害性。例如1953~1961年期间影响日本南部水俣湾周围渔民的神经性疾病――水俣病就是由水体中的甲基汞引发的。

3.2 水体重金属污染物的生物学效应研究

重金属对水体微生物和植物的生物学效应研究很早就已经广泛展开,Kaplan等[3]研究表明,当重金属Cu进入细胞体内后,会发生诸如氧化、引入甲醛等变化,这些变化都会破坏叶绿体等胞内器官,直接影响藻类细胞的光合、呼吸作用和酶的活性,并抑制藻类的生长。阎海等[4]通过实验证明,Zn、Cu和Mn能抑制月形藻的生长,3者的毒性大小顺序为Zn>Cu>Mn。谷巍等[5]发现,在相同处理条件下,Hg2+的毒性要比Cd2+强,Hg2+对轮叶狐尾藻的致死浓度为1~2 mg/L,Cd2+的致死浓度为3~5mg/L。戴家银[6]研究指出,重金属Cu和Zn对真绸幼鱼组织酶活性产生影响。Weir和Hine[7]报导了在含0.003g/L汞的水中,即可以检测到汞对金鱼的毒性效应。Skerfivin等[8]研究发现,凡是以含甲基汞的鱼为食的人们,他们的染色体断裂与汞在人体内的含量具明显相关性。水体中重金属浓度增加以后,将对鱼类和水生浮游生物产生严重影响。Mcintosh和Kevern[9]研究发现,当水体中的重金属铜的浓度达到3g/L 时,水体中的枝角目虫和轮虫的数量就开始减少。Maxfield等[10]研究指出,河水中重金属含量的增加也导致鱼和猎鸟发生中毒现象。目前人们已经认识到,水体重金属污染物的生物学效应是多种多样的。

3.3 水体重金属污染物污染指示研究

该方面的研究包括两个基本内容,一是水体受到重金属污染指示研究;二是重金属造成水体污染程度大小的指示研究。人们习惯以重金属污染物在水体中的绝对含量多少表示水体受重金属污染的程度,目前越来越多的人建议使用一些植物和水体微生物数量及活性变化特征作为重金属对水体造成污染大小的指示[11,12]。Navrot等[11]研究表明,生物体组织中的Cr、Cu、Hg、Ni和Zn的浓度可以用来监测这些重金属元素在水中的含量。Haug等[12]利用海草中重金属元素的浓度对挪威海峡水中的重金属污染进行了比较科学地评估。

4 重金属污染对人体健康的影响

4.1 重金属对人体的毒害程度

（1)与其浓度有关。重金属在人体内总蓄积量未超过其阈值时,即使长期存在也不会产生危害。如对甲基汞敏感人群而言,只有体内蓄积达90mg时才出现发音障碍,而到170mg时则听觉丧失。

(2)与其化学形态有关。主要原因在于人体各器官对不同形态的重金属蓄积量不同,无机汞(HgCl2)导致肾损伤与肝损害,而有机汞CH3Hg+、(CH3)2Hg则能产生特异性的脑神经障碍,这就是因为甲基汞易在脑中蓄积,而无机汞在脑中的蓄积甚微。

(3)与其侵入途径有关。经口腔误食金属汞后,消化道的吸收量微乎其微,故其毒性甚小;若经呼吸道吸入汞蒸汽时,因肺泡可吸收相当多的汞蒸汽,故汞蒸汽呈强烈的毒性。

(4)与其半衰期有关。重金属在机体内的生物半衰期的长短也影响到对人体危害程度的不同,半衰期长就意味着在体内的残留时间长,浓度增高快,容易达到阈值浓度而显现出毒性。

(5)取决于重金属间的相互作用。重金属之间既有累加作用,也有拮抗作用,还有相乘作用,若联合作用产生的总效应等于单独效应之和时称为累加作用,小于单独效应之和时称为拮抗作用,大于单独效应之和时称为相乘作用。

4.2 微量重金属元素与人体健康的关系

微量重金属元素与人体生命过程有着密切关系。虽然在体内的含量非常微小。但生理功能独特。能够调节肌体内的生物酶活动。促进宏量元素在体内的运输。参与激素的合成等。在新陈代谢中起着十分重要的作用。

研究表明,通过这些微量重金属元素相互影响,相互作用。参与体内多种酶的合成。能增强机体的防御功能,提高免疫力,减少疾病。研究发现:铜离子在胶原蛋白和弹力蛋白的合成中起着重要作用,它多以铜蓝蛋白的形式存在。妊娠妇女如铜不足,则羊膜和毛膜发育不良,胎膜脆性增加,弹力下降,导致胎膜在孕期不能够承受日渐增大的压力而破裂,对母子造成不利影响;糖尿病人体内重金属元素钒和铬处于缺乏状态。钒和铬均具有胰岛素样作用。

4.3 重金属污染对人体健康的影响

过量的重金属大多都能抑制生物酶的活性,破坏正常的生物化学反应。重金属通过空气、水、食物等渠道进入体内。进入人体的重金属不再以离子形式存在。而是与体内有机成分结合成金属络合物或金属螯合物,从而对人体产生危害。机体内的蛋白质、核糖能与重金属反应,维生素、激素等也能与重金属反应。由于产生化学反应使上述物质丧失或改变了原来的生理化学功能而产生病变。另外重金属还可能通过与酶的非活性部位结合而改变活性部位的构象。或与起辅酶作用的金属发生置换反应,致使酶的活性减弱甚至丧失,从而表现出毒性。

试验证明铜具有抗生育作用,钒及其化合物也有一定的生殖毒性,尤其是造成男性的性腺毒性而影响生殖能力。铅对亲代生殖生理和生殖器官的功能也具有极大危害。因此,铜、铅、铬等重金属是造成人类生殖障碍的重要致病因子之一[14]。

5 结语

随着现代社会经济的发展,重金属污染问题日趋严重。重金属污染,不同与其它类型污染,具有隐蔽性、长期性和不可逆转性等特点。重金属可直接对环境中的大气、水、土壤造成污染,致使土壤肥力下降、资源退化、作物产量品质降低,并且在土壤中不易被淋滤,不能被微生物分解,有些重金属元素还可以在土壤中转化为毒性更大的甲基化合物。在遭受污染的土壤中种植农产品或是用遭受污染的地表水灌溉农产品,能使农产品吸收大量有毒、有害物质。由此形成土壤―植物―动物―人体之间的食物链,使其毒性不断积累增大,危害人们的身体健康。

进入大气、水体和土壤等各种环境的重金属,均可通过呼吸道、消化道和皮肤等各种途径被人和动物吸收。当这些重金属在人和动物体内积累到一定程度时,即会直接影响动物的生长发育、生理生化机能,直至引起死亡。而且重金属性质以及环境条件的不同,影响和危害的程度也不同,因此重金属的污染毒害作用复杂而且影响较大。

应加强管理,坚决杜绝工业“三废”的排放,规划城市垃圾的堆放,严格控制含有重金属的化肥、农药的使用;提高全民素质、增强环保意识,只有人人都意识到其危害,从我做起、从一点一滴做起,才能从根本上消除污染源;推行清洁生产工艺,严格控制重金属污染物的排放;注重重金属污染的毒理研究,弄清其在大气、水、土壤等环境中存在形态、迁移与转化规律以及在环境、人和动植物体内的毒性作用,为防治污染和保护人体健康提供理论依据。

お

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Research Status of Heavy Metal Pollution in Waters and its Effects on Human Health

Yu Xiaoli1,Liu Qiang2

（1.Xinmi Encironmental Protection Bureau,Zhenzhou 452370,China;2.Zhengzhou Coal

Industry Design & Research Co.,Ltd.,Zhenzhou 450007,China）

篇10

尽快建立中药中重金属及有害元素的检测方法与合理的限量标准， 是保证中药质量与安全， 促进中药现代化的必经阶段。文章对中药材中重金属的来源、危害以及防治措施作了简单的概述，并对今后重金属的研究方向进行了展望。

【关键词】 中药材 重金属 污染途径 防治措施

中医药是中华民族的瑰宝，是我国人民对人类健康的巨大贡献。中药材质量的好坏，直接影响到患者的安全和疗效。重金属是中药的重要污染物之一， 重金属含量超标是制约中药企业向国际市场迈进的一大重要因素，由于中药重金属含量的超标，致使中药出口受到严重阻碍，这一问题已经越来越受到人们的关注和重视。目前世界各国对中药材和中成药中的重金属的含量都提出了严格的要求，2005年版《中国药典》亦增加了中药材中铅(Pb)、镉(Cd)、砷(As)、汞(Hg)、铜(Cu) 5种有害元素的测定方法及限量标准，这对于提高中药材质量， 维护传统药物在国际上的声誉， 使中药走向世界， 造福人类具有重要的意义［1］。

1 重金属的来源与危害

1.1 主要污染途径中药重金属的来源一方面与其生长的环境条件有关，如土壤、大气、水、化肥、农药的施用，以及工业“三废”对中药材的直接污染和间接污染，另一方面与植物本身的遗传特性，主动吸收功能和对重金属元素的富集能力有关［2］。另外，中药材在采集、运输、加工成饮片以及制剂过程中的污染也是重金属污染的一个重要途径。

1.2 重金属的危害重金属是指相对原子量较大，密度大于5.0 g/cm3的金属，约有45种，如铜、铅、锌、铁、镍、锰、镉、汞等。砷虽不属于重金属，但因其来源以及危害都与重金属相似，故通常列入重金属类进行研究、讨论。

微量的重金属污染，可以通过生物链作用而产生富集。当人因为饮用或食用受重金属污染的药物，体内重金属含量过高时，便会导致各种疾病［3］。如镉中毒将造成肝、肾和骨的病变，导致贫血或神经痛，早年日本流行的骨痛病，就是长期食用“镉米”造成的。它可抑制肝细胞线粒体氧化磷酸化过程，使组织代谢发生障碍，对人有致畸、致癌、致突变作用；铅是对人体危害极大的一种重金属，它对神经系统、骨骼造血功能、消化系统、男性生殖系统等均有危害。特别是大脑处于神经系统敏感期的儿童，对铅有特殊的敏感性。研究表明儿童的智力低下发病率随铅污染程度的加大而升高；As和Hg也必须在食物及药品中进行控制，砷对细胞中的巯基有很大亲和力，与人体内含巯基的酶结合，从而使酶失活，引起广泛的神经系统病变等；金属汞中毒常以汞蒸气的形式引起。由于汞蒸气具有高度的扩散性和较大的脂溶性，通过呼吸道进入肺泡，经血液循环运至全身。血液中的金属汞进入脑组织后，被氧化成汞离子，逐渐在脑组织中积累，达到一定的量，就会对脑组织造成损害。另外一部分汞离子则转移到肾脏。另外，一些对人体必需的微量元素，如铜、铁、锌等，它们在体内蓄积到一定量或价态改变时也具有很强的毒性，如较高浓度的铜具有溶血作用，能引起肝、肾良性坏死。

2 中药重金属污染的防治措施

2.1 合理选择种植基地在选择中药材规范化种植基地时应尊重中药材产区形成的历史，在此基础上对种植基地的土壤环境、水质进行监测和分析，土壤应符合国家二级以上标准的要求。大气、水质检测结果应符合“大气环境质量标准”“农田灌溉用水质量标准”等［4］。尽量使用道地产区作为某中药材的特定区，并积极面对可能存在的道地产区重金属元素超标问题。

2.2 开展有关中药材特性方面的研究通过对中药材及其生长环境的有关生物学和酶学研究可以更好地了解不同中药材的特性，为科学管理中药材基地土壤环境和生产质量控制提供依据。

2.3 治理土壤中的重金属污染土壤为植物的生长提供矿质营养和有机营养。土壤中的矿质营养是岩石经过长时间的风化形成的，加上数百万年的地壳运动、火山爆发逐渐沉积地面，并不断地随自然环境迁移运动［5］。土壤重金属污染是由于污泥的施用及污水灌溉所含有害物质超标造成的。土壤中的重金属污染物由于无机及有机胶体对阳离子的吸附、交换、络合及生物作用的结果，大部分被固定在耕作层中，一般很少迁移至40 cm 以下［6］。

植物在满足自身所需元素的同时，对土壤中的富集元素也会有非选择性吸收，这种吸收取决于土壤中某一元素的含量和物理化学性质，以及相应的土壤、温度等自然因素，从而造成中药中可能含有不同的重金属。

中药材生产最基本的因素是土壤，土壤不受污染是保证中药材产量和质量的重要途径。目前，治理土壤重金属污染的途径主要有两种：一是改变重金属在土壤中的存在形态，使其相对稳定，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性；二是从土壤中去除重金属。围绕这两种治理途径，科学家们提出了物理、化学、生物等各种方法，但大多数还只是停留在实验室阶段，适用于较小面积的污染治理，而且需要花费大量的人力、物力和财力，对大面积的中药材种植基地而言实用性不大。

2.3.1 施用改良剂［7］使用改良剂以降低重金属的活性，或降低其水溶性、扩散性和生物有效性，从而降低重金属进入生物体的能力。如在受污染的土壤中加入某些酸、碱、还原性物质，使重金属生成沉淀，或利用拮抗作用的原理降低植物对某种污染物的吸收，从而保证中药材的生产质量。

2.3.2 生物修复技术［8］生物修复技术是利用某些特定的动植物和微生物具有能够较快地吸走或降解土壤中的重金属污染物的能力而达到净化土壤的目的。它包括微生物修复技术，植物修复技术和基因工程技术，这些技术在中药材规范化种植研究上有很大的应用发展空间。

2.4 建立科学的栽培、采收及加工方法，对中药材实施规范化种植在GAP实施过程中，应对育种、栽培方式、化肥农药施用及采收加工等各环节可能出现的重金属污染进行防治，同时应结合SOP的建立，使各项工作规范化［9］。

2.4.1 育种研究选育抗御对重金属吸收的药材株系和变异品种，进行推广。研究发现， 在同一地块中生长出的药材， 其重金属含量在植株间有差异，预示了小环境的差异或者植株遗传上的个体差异可能改变药材重金属的含量，从而可从中选育抗御对重金属吸收的药材株系，培育抗重金属的优良品种。

2.4.2 栽培技术用先进的栽培措施， 如客土育苗、分段栽培、生长激素调控、加快生长速度等， 在种植前期减少重金属的吸收［10］。

2.4.3 控制和减少农药及化肥的使用科学合理施用农药，应尽量施用生物农药，或采用生物防治、农业综合防治等技术防治药用植物病虫害，选择相邻作物病虫害较轻的区域种植中药材。中药材施肥原则应以农家肥为主，尽量减少化肥的施用，同时加强中药材专用肥的研究及推广应用，控制因施肥造成的重金属元素的富集，尤其要注重出口创汇药材施肥技术的改进［11］。

2.4.4 采收加工对于中药材的加工、运输等环节， 要严格重金属含量控制， 及早监测控制质量。对于根茎类药材，在采收加工时应注意其泥沙的去除。另外还要注意，在炮制过程中减少器具、辅料等的污染，也能有效防止药材中重金属的污染［12］。

2.5 改善中药材仓贮条件禁止使用重金属制品仓贮熏蒸剂，改革中药材加工、炮制技术，改进传统包装，在精加工的基础上采用新型的包装方法和技术，最大限度的控制重金属污染的发生。

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2.6 改变制剂工艺运用中药材净化技术，在制剂中采用超声波、膜分离、大孔吸附树脂等新工艺，可大大降低提取物中的重金属含量［13］；或选择澄清剂沉淀中药水提液中的金属元素，如壳聚糖具有絮凝作用，可用于精制中药水提液，程红霞等［14］研究了壳聚糖在不同条件下对中药水提液中的铜、镉、铅等主要重金属残留的吸附特性，用于去除中药水提液中重金属残留，效果很好，为今后大规模的工业利用奠定了一定的理论和数据基础。也有学者［15］利用超临界流体萃取技术，消除重金属的污染、除去重金属杂质以及用于重金属的含量检测。张晖芬等根据“以二乙基二硫代氨基甲酸钠为络合剂，利用超临界CO2，从滤纸或沉积物等中萃取金属离子”的技术提示，利用超临界CO2 萃取技术净化药材中重金属，获得了重金属低含量的中药材，而药材中的有效成分的相对含量变化不显著，具有较高的开发价值；张华等［16］用聚苯乙烯基螯合纤维与石墨炉原子吸收分光光度测定法结合，亦成功应用于去除和检测中药中重金属离子。

3 展望

随着中药现代化进程的加速，迫切需要解决涉及中药质量的一系列问题，开展中药材重金属研究更是适应国际国内形势的需要和中医药发展的要求。全面推行GAP并实施认证， 是生产绿色中药材的关键。建立绿色中药材生产基地产地应选择空气清新、水质纯净、土壤未受污染， 具有良好农业生态环境的地区， 尽量避开繁华都市、工业区和交通要道， 多选择在边远省区、农村等。最好选择生地， 以避免土壤经多年种植中遗留的农药， 影响所种植药材的质量［17］。

另外，针对当前中药材重金属研究缺乏系统性，研究深度不够，指导价值小的问题，我们认为应从以下几个方面予以改进:加强对重金属在中药材中存在状态的研究，弄清重金属在药材中的存在形式及其含量，为防止重金属超标提供依据［18］；对道地药材、商品药材及其炮制品，以及药材不同产地、不同药用部位的重金属含量进行分析研究，为制定控制措施提供科学依据；研究重金属含量及其存在状态与药材有效成分含量、药物功效的相关性，弄清重金属在治疗疾病中的作用，为科学评价重金属提供理论依据；加强中药材重金属安全评价研究。提出中药材达到多大用量才可能导致重金属对人体产生毒副作用的科学数据，是中药材出口、中医药走向世界的必然要求。

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