重金属对水体的污染范文

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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

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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。

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参考文献：

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Wageman R,Baricl J.Speciation and rate of copper from leake water with implications to toxicity ［J］.Water Res,1979（13）:515~523.

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［3］ Kaplan D,Stadler T.Algal biotechnology ［M］.London：Elsevier Applied Science,1988:179.

［4］ 阎 海,潘 纲,霍润兰.铜、锌和锰抑制月形藻生长的毒性效应［J］.中国环境科学，2001,21(4):365~368.

［5］ 谷 巍,施国新,韩承辉.汞、镉污染对轮叶狐尾藻的毒害［J］.中国环境科学,2001,21(4):371~375.

［6］ 戴家银,郑微云,王淑红.铜和锌离子对真绸幼鱼组织酶活性的影响［J］.环境科学,1998,9(5):60~62.

［7］ Weir P A.Hine C H.Effects of various metals on behavior of conditioned goldfish ［J］.Environmental Health,1970(2):45~51.

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［10］ Maxfield D,Rodriguez J M,Buettner M,et al.Heavy metal pollution in the sediments of the Coeurd,Alene river delta［J］.Environment Pollution,1974(7):1~6.

［11］ Navrot J,Amiel A J,Kronfield J.Patella vulgata:a biological monitor of coastal pollution a preliminary study［J］.Environmental Pollution,1974(7):303~308.

［12］ Haug A,Melsum S,Omang S.Estimation of heavy metal pollution in two Norwegian fjord areas by analysis of the brown alga Ascophyllum nodusum ［J］.Environmental Pollution,1974(7):179~182.

［13］ 李爱琴,王阳峰,杨珊娇.浅谈重金属污染对健康的危害［J］.河南机电高等专科学校学报,2005,13(4):49~50.

［14］ 贾广宁.重金属污染的危害与防治［J］.有色矿冶,2004,20(1):40~41.

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）

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关键词：重金属；生态环境效应；毒理效应

化学上常把密度大于4g/cm3或5g/cm3的金属称为重金属。从环境污染方面所说：重金属是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的金属。

重金属具有潜在危害性，重金属可以通过多种途径（食物、饮水、呼吸、皮肤接触等）进入人体。重金属不仅不能被降解，反而能通过食物链在生物体或入体内富集。

一、重金属元素对动物及人体健康的影响

根据元素在生物体内的生理学作用的不同，必需元素存在于正常的组织中，直接影响生物功能，并且参与代谢过度，在各物种中有一定的的浓度范围，如果缺乏这种元素，将会引起生理或结构变态，重新引入这种元素之后，上述变态可以消除。

金属对人和动物的在生理或结构上影响，例如，铁是组成血红素所必需的，少了就会发生缺铁性贫血；锌为构成多种蛋白质所必需，缺锌会引起生长停滞和贫血；锰可能参与许多酶促反应；铬是胰岛素参加糖和脂肪代谢的必需元素，也是维持正常的胆固醇代谢和糖代谢所必需的；钴是维生素B12的组成部分，缺钴会形成大细胞性贫血；钼是催化嘌呤转化为尿酸的酶的个组成部分。

人体内必需微量元素过多也会致病，一般在体内积聚过多是由于遗传性运输机制失灵所致；如血色病就是遗传性铁平衡失调，以致患者一生中缓慢地积累铁；威尔逊氏病是铜积累于肝和脑中的结果差。

所谓有害元素是指那些存在于生物体内时，会阻碍生物机体的正常代谢过程和影响生理功能的元素，如铍、镉、汞、锡、锑、碲(非金属)、铅等。这些元素对人体代谢不是必需的，其中一些有毒，而且能使人缩短寿命，这些有毒物质我们常称之为外环境污染物，可通过口腔、呼吸道及其他途径进入人体面使人遭到危害。

二、重金属对植物、微生物等生物活动的正面和负面意义

植物、微生物经常遇到各种不良环境（如重金属等），严重抑制了农作物的生长。植物经过长期的进化及适应环境变化的过程逐步形成了一定的抵御不良环境变化的机制。但是植物和微生物的生长发育还是会受到重金属对其正面或负面的影响。

（一）重金属对植物的影响

许多重金属都是植物必需的微量元素，对植物的生长发育起着十分重要的作用但是，当环境中重金属数量超过某一临界值时，就会对植物产生一定的毒害作用，轻则植物体内的代谢过程发生紊乱，生长发育受到抑制，重则导致植物死亡。重金属对植物的影响，主要表现在对植物的光合作用、呼吸作用，影响植物激素、碳水化合物等的形成等生化过程影响。

1、重金属对植物种子的萌发的影响

重金属抑制植物种子萌发其原因是抑制了淀粉酶、蛋白酶活性, 抑制了种子内储藏淀粉和蛋白质的分解,从而影响种子萌发所需的物质和能量,致使种子萌发受到抑制。扬州大学的朱红霞研究表明,小麦种子萌发和幼苗生长对重金属胁迫的敏感性较高[1]。

2、金属对植物生长发育的影响

许多重金属都是植物必需的营养元素，对植物生长发育起着不可替代的作用。但是，当重金属浓度超过了植物的效应浓度时反而对植物造成伤害，引起植物体内代谢过程发生紊乱，生长发育受到抑制，重金属浓度继续增加到致死浓度时就会导致植物开始出现死亡。

微量元素铬是植物生长发育所必需的，缺乏铬元素会影响作物的正常发育，但体内积累过量又会引起毒害作用，无分蘖(水稻)，叶鞘灰绿色，细胞组织开始溃烂，生长受严重影响。杨居荣等报道[2]，镉污染还可使植物体内可溶性糖含量降低；并且有的实验得出结论．高浓度镉可使水稻幼苗可溶性糖降低，但在低浓度重金属污染下却能使可溶性糖的含量增加。

3、重金属对植物的细胞膜透性的影响

植物细胞膜系统是植物细胞和外界进行物质交换和信息传递的界面和屏障, 是细胞进行正常生理功能的基础。植物遭受到重金属胁迫时, 会产生大量的活性氧自由基, 细胞膜上的不饱和脂肪酸会被这些自由基攻击,使细胞膜通透性增加, 重金属更易进入细胞内对植物造成严重伤害。 王焕校等研究表明, 水生植物叶组织外渗液的电导度和钾离子浓度与水中的Cd 浓度呈非常显著的正相关, 说明 Cd 对植物细胞膜有严重的破坏作用, 造成质膜的选择透性减弱, 结构破坏, 功能丧失[3]。

（二）重金属对其他微生物的影响

重金属不仅对植物有影响，对藻类的毒性较大，大量研究证实，重金属对藻类在生化-细胞-种群-群落-生态系统的各水平上均产生深远影响。

对光合作用的影响，一些重金属减少了CO2的摄入和O2的释放。光合色素、类胡萝卜素对重金属也有反应，主要反应重金属对藻类种群丰度和群落多样性的干扰。对生长和发育的影响，重金属对藻类代谢分子水平的影响，最终导致其生长的减慢和发育的迟缓，导致生长速率不同程度的改变，最终改变了群落结构。此外，重金属也从基因水平上影响了藻类 [4]。

研究发现重金属污染明显影响了微生物群落结构。据李勇等研究在重金属Pb、Cd复合在高中低浓度下都抑制土壤微生物生长，减少微生物数量[5]。Huaiying[6]的研究表明，重金属降低了土壤微生物对底物的利用水平，重金属污染区凋落树叶的分解速度慢于对照区。

三、重金属对其他生源要素和有机质等循环的协同作用

众所周知,SO42-是酸雨的主要成分之一,酸沉降不仅使湖泊水体pH降低,而且还伴随着SO42-输入湖泊沉积物的过程。H+和其他重金属阳离子产生竞争吸附，使重金属以离子形式存在。另一方面，沉积物中硫酸盐浓度的增加可能有利于沉积物中甲基汞的形成,沉积物中甲基汞的生产者是硫酸盐还原细菌,沉积物中硫酸盐浓度的增加有利于沉积物中甲基汞的形成,甲基汞的形成应当存在一个有利的最佳硫酸盐浓度范围,当高于这一浓度范围时,硫酸盐还原所产生的S2-会与Hg2+形成惰性汞,从而抑制甲基汞的形成[7]。

有机质、铁锰氧化物及硫化物是沉积物重金属的主要结合态，但在厌氧沉积物中，活性硫则在调控和分配重金属方面占据绝对优势。酸性可挥发性硫化物是许多二价金属离子，Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、As及Co等在厌氧环境中的主要结合相。硝化作用是氮循环的重要反应之一，土壤中有机氮素的矿化作用、固氮作用、硝化及反硝化作用均受重金属污染的影响。Brookes[8]研究施用污泥土壤中的固氮菌的固氮作用，发现在很低的重金属浓度下固氮强度下降了50%，另外还研究室内条件下的固氮作用影响，表明固氮作用与重金属浓度呈显著负相关，且低浓度重金属污染土壤中微生物的固氮量是高浓度污染土壤的l0倍。低浓度重金属对潮土中潜在硝化速率无影响或轻微促进作用，而在高浓度下有显著抑制作用。

参考文献：

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民以食为天，食以安为先。食品安全直接关系广大民众的生命健康，为此，国家食品检测机构务必重视食品安全问题。重金属指的是一些比重大于5的金属，自然界中，大约有45种重金属元素。然而并不是所有的重金属对人体都是有害的，相反，有些重金属却是维持人体生命活动所必须的，铜、锰等重金属元素就是如此。所有的重金属只有在人体内的量超过一定限度时才会对人体健康构成威胁。

一、重金属的污染的特点

重金属，特别是汞、镉、铅、铬等具有显著和生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解，而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程（即迁移）。重金属污染的特点是：（1）除被悬浮物带走的外，会因吸附沉淀作用而富集于排污口附近的底泥中，成为长期的次生污染源；（2）水中各种无机配位体（氯离子、硫酸离子、氢氧离子等）和有机配位体（腐蚀质等）会与其生成络合物或螯合物，导致重金属有更大的水溶解度而使已进入底泥的重金属又可能重新释放出来；（3）重金属的价态不同，其活性与毒性不同。其形态又随pH和氧化还原条件而转化。（4）在其危害环境方面的特点是：微量浓度即可产生毒性（一般为1～10毫克/升，汞、镉为0.01～0.001毫克/升）；在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物（如洋-甲基汞）；可被生物富集，通过食物链进入人体，造成慢性路线。亲硫重金属元素（汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷等）与人体组织某些酶的巯基（-SH）有特别大的亲合力，能抑制酶的活性，亲铁元素（铁、镍）可在人体的肾、脾、肝内累积，抑制精氨酶的活性。六价铬可能是蛋白质和核酸的沉淀剂，可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶，导致高铁血红蛋白，可能致癌，过量的钒和锰（亲岩元素）则能损害神经系统的机能。

二、重金属的危害途径

所有金属超过一定浓度都对人体有毒，通过食物进入人体而造成健康危害的重金属主要有汞、镉、砷、铅、铬、铜、锌、锡，这些重金属对人体及其他生物都有不同程度的危害，他们通过人的活动进入环境，造成环境污染。污染到水中的重金属被鱼虾贝类所富集；流到土壤中的重金属被土壤和农作物所富集，再由家禽、家畜进一步富集。即通过食物链，把重金属浓度提高到千倍，万倍，甚至几十万倍，最后通过食物进入人体危害。

三、重金属的来源

重金属的来源非常广泛，传统上可以分为工业来源和农业来源。随着我国城市化进程的加快，一些有别于以往的为城市所特有的污染来源也随之产生。重金属来源如下：

1.工业来源：工业能源大都以煤、石油类为主，它们是环境中汞、铅、镉、铬、砷等 重 金 属 污 染的主 要 来 源。在 采 矿、选 矿、冶 炼、锻 造、加工、运 输 等工 业 生 产 过程中会产生大量的重金属污染。排放的废水、废渣等直接进入水体及土壤中，废气中的重金属经沉降也进入土壤等环境中，从而使得环境中重金属浓度严重超标。

2.农业来源：在农业生产中，污水灌溉、农药、劣质化肥等的不合理使用是重金属污染的重要途径。以磷肥为例，生产磷肥的磷矿石成分复杂，含有较多的重金属如 锌、铬、镍、铜、镉、铅 等，因 此如不合理的使用，劣质化肥中的重金属杂质会直接导致土壤被污染。

3.城市来源：城市日益变成重金属污染的重要来源之一，污染过程主要包括污水处理中产生污泥的堆放、垃圾渗滤液的泄漏、含铅汽油的使用以及汽车交通等。污水处理厂产生的污泥中含有大量的重金属，如不经处理直接排放或者灌溉，会对土壤环境造成二次污染。城市垃圾在焚烧过程中产生的飞灰及堆放填埋过程中产生的渗滤液中的重金属通常也会严重超标。含铅汽油的燃烧是城市铅污染的一个重要来源，汽车轮胎添加剂中使用的锌也导致城市土壤的锌污染。环境事故污染：近年来突发性的环境污染事件骤增，其中重金属污染的案例占很大比例。突发性的环境事件会导致重金属在短时间内高浓度地进入环境，从而产生严重的污染。

四、我国食品中重金属检测技术的进展

我国食品检测重点已经转移到对食品生产到消费全过程的检测，食品检测质量安全监督体系和网络逐步完善，通过例行检测为各级政府提供信息和决策依据。

1.重金属检测的前处理技术

目前，食品中重金属检测前处理技术有湿消解法、微波消解法、干灰化法、水浴法等方法，其中湿消解法和微波消解法是最常用的方法，微波消解法用酸量少，密闭消解，试剂本地值低，缺点是价格相对昂贵、不适宜大批量检测。消解前，为避免消解过于强烈，最好进行预反应，预反应的途径有放置过夜、恒温反应或低温消解。微波消解后，需要经过赶酸过程，赶酸的温度需要控制在190度以下，在做汞的时候，必须通过赶酸把氮氧化物除尽。

2.重金属残留的快速检测方法

由天津市科委、农业部环境保护科研监测所承担的重金属快速检测方法与装备研究以获得成功。这项技术的准确率在95%以上，填补了我国在食品和环境重金属快速检测技术的空白。这项研究是将具有特色显色反应的生物染色剂通过浸渍附载到试纸上，制备出快速检测试纸，并通过反复研究获得了试纸与重金属的最佳反应条件。该试纸对重金属具有良好的选择性，测定重复性好，检测速度、灵敏度、准确率精密度均达到了项目技术的要求。为了实际操作方便，还制备出了体积小巧、便于携带、操作简便、检测成本低廉，适宜于现场实时快速检测。

3.农药残留检测分析方法

色谱分析法包括薄层色谱法，气相色谱法、高效液相色谱法、质谱联用法及超临界流体色谱5种方法。薄层色谱法由于灵敏度不高，近年来较少使用；高效液相色谱法也有其缺点，溶剂消耗大，检测器种类少、灵敏度不高、价格也贵等；质谱联用法及超临界流体色谱这两种方法其设备昂贵，广泛应用也受到了限制；气相色谱法目前是用于农药残留检测最为普遍，最成熟的一种技术。易汽化，且汽化后不易发生分解的农药均可采用气相色谱法检测。目前，多达70%的农药残留可用气相色谱法来检测。

篇4

目前全国已经有近1/10的耕地土壤遭到污染。国家投入巨资启动的全国土壤污染状况调查正在进行中，土壤污染状况调查的重点区域是长三角、珠三角、环渤海湾地区、东北地区、成渝平原、渭河平原以及主要矿产资源型城市。这表明，土壤污染已成为我国乃至全球性土壤退化的重要因素，土壤环境质量下降是当前实现可持续发展面临的严峻挑战。多年来被忽视的土壤污染问题已经得到了国家和公众的高度重视。

土壤污染有明显的地域性。污染物质在大气和水体中，一般都比在土壤中更容易迁移。这使得污染物质在土壤中并不像在大气和水体中那样容易扩散和稀释，因此容易在土壤中不断积累而超标，同时也使土壤污染具有很强的地域性。我国的土壤污染比较重的地方在珠三角、长三角和东北地区。土壤污染有明显的地域性还表现在，一般具有离城市和矿山越远，土壤污染程度越轻的特点。从总体来说，

土壤污染大致可以分为：重金属污染、农药和有机物污染、放射性污染、病原菌污染等多种类型。我国大多数城市近郊土壤都受到了不同程度的污染，有许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中镉、铬、砷、铅等重金属含量超标和接近临界值。石油化工企业产生的废水污灌会使大米产生油味。有些地区污灌已经使得蔬菜的味道变差，易烂，甚至出现难闻的异味；农产品的储藏品质和加工品质也不能满足深加工的要求。

造成土壤污染的原因主要有三：一是历史欠账，二是工业发展不合理的模式，三是农业生产系统内部环保意识淡漠。这在世界范围内有一定的规律性。

大约1/3的耕地土壤污染与污灌有关。工业废渣在占地的同时，产生的废弃物又通过风、水扩散开来。大量的固体废弃物，像粉煤灰，污染重的钢渣都污染土壤，此外还有施用不当的农药、化肥，以及未经环保处理的畜禽废弃物对土壤的污染。城市垃圾，含污染物的河底淤泥混入人粪尿，被盲目用作肥料也是造成土壤污染的原因之一。土壤受到污染后，含重金属浓度较高的污染表土容易在风力和水力的作用下分别进入到大气和水体中，导致大气污染、地表水污染、地下水污染和生态系统退化等其他生态环境问题。人们往往对污染危害土壤生态认识不足，土壤里是有生物的，污染使土壤生物种群发生了变化，生产能力退化。

土壤污染具有隐蔽性和滞后性。与水、大气污染明显不同的是，土壤污染具有隐蔽性和滞后性。大气污染、水污染和废弃物污染等问题一般都比较直观，人们可以发现变色、异味等，通过感官就能发现。而土壤污染则不同，它往往要通过对土壤样品进行分析化验和农作物的残留检测，甚至通过研究对人畜健康状况的影响才能确定。因此，土壤污染从产生污染到出现问题通常会滞后较长的时间。如日本的 “水俣病”经过了10-20年之后才被人们所认识。

大量污染物排放通过污灌等途径最终直接或间接地进入土壤，并经长时间积累导致土壤严重污染。土壤污染具有不可逆转性。重金属对土壤的污染基本上是一个不可逆转的过程，许多有机化学物质的污染也需要较长的时间才能降解。

鉴于土壤污染难于治理，而土壤污染问题的产生又具有明显的隐蔽性和滞后性等特点，因此土壤污染问题一般都不太容易受到重视。辨证施治染病的土壤

土壤本身有自净能力，但有限。积累在污染土壤中的难降解污染物则很难靠稀释作用和自净化作用来消除。因此，土壤污染的防治需要全面考虑，系统运作。我省的一些城市，在进行土地利用规划时，充分考虑到了土壤的污染问题，将那些污染严重，难以治理的耕地优先考虑作为市政建设用地。

国家投入巨资启动了全国土壤污染状况调查，一期工程将在2008年结束，由环保部门执行，以期全面、系统、准确掌握全国土壤环境质量总体状况，查明重点地区土壤污染类型、程度和原因，评估土壤污染风险，确定土壤环境安全等级，筛选并试点示范污染土壤修复技术，构建适合我国国情的土壤污染防治法律法规及标准体系，提升土壤环境监管能力。

国际上修复土壤污染的技术有物理的、化学的，也有生物的。正在开发的生物技术，是利用生物降解和形态的转化达到修复的目的。针对有机污染的技术，用植物、细菌、真菌联合加速有机物的降解，针对无机污染的技术，利用植物修复可以把一部分重金属从土壤中带走。还有一种方法，在土壤中加入一些化学物质，降低重金属的生物有效性。当然，对于重金属污染严重的土壤只能挖走或进行土壤的冲洗和清洁，这样的技术费用就比较高。

污染的治理。污染物质的性质及其来源不同，治理起来的难易程度就有差异。有些污染维持时间较短，如可降解有机物的污染，而有些污染维持时间较长，危害很大，如很难降解的农药“六六六”的污染，在土壤中可存留几十年。有些污染比较好治理，有些则非常难治理，一般天然物质污染比较好治理，而人工合成物质的污染很难治理，重金属污染也很难治理。所以必须根据污染物的性质和来源等实际情况，制定切实可行的措施。一般可采取以下方法进行治理。

化学方法。通过施用石灰、磷酸盐、氧化铁等物质，调节土壤pH值，使重金属转化为难溶的形态，降低在土壤溶液中的浓度，从而减轻土壤重金属对作物的毒害。改良土壤质地，增施有机肥料，增加土壤胶体对重金属离子和农药的吸附能力，也起一定的作用。但这种方法不能从根本上解决问题。

2、生物防治。有些植物如向日葵对重金属具有很强的吸收和富集能力，连续种植几年可明显地降低土壤中重金属的含量。向土壤施入有机物质，提高微生物活性，或向土壤接种特殊功能的微生物，加快有害物质的分解。

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[关键词]环境监测；土壤；重金属污染

中图分类号：X830 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0340-01

引言

在经济和社会发展的过程中产生了许多有毒有害物质，这些物质来源于生活垃圾、工业废物、矿山废渣等生活和生产的多个环节，这些物质往往含有多种重金属。随着沉淀和富集，无法被净化的重金属慢慢渗透并富集到土壤中。土壤是环境中的重要组成部分，承受着环境中约90%的污染物。同大气和水体环境中的污染物相比，土壤中的污染物更不易迁移，更易集中富集。由于重金属大多对人体有毒害作用，这种毒害作用随着含量的增多而增大；当重金属的浓度在一定范围下时，其毒害作用因在短时间内无法发现而容易被忽略；当重金属对人体的毒害作用显著发生时，多数是属于无法治愈且不可逆转的。

土壤中的重金属一般是通过食物链进而在人体内富集，当某种重金属的量超过安全阈值时就会严重危害人体健康。研究表明，人体内的有70%镉来源于大米和蔬菜，而大米和蔬菜中积累的镉大部分来源于土壤，少量来源于灌溉水和空气。镉会影响酶的活性，影响人正常的新陈代谢，可引发贫血、高血压、骨痛病等疾病，其危害长达数十年。

一、土壤中重金属的来源及我国的污染现状

工业“三废”排放、采矿和冶炼、家庭燃煤、生活垃圾渗出、汽车尾气排放等是我国重金属污染的主要来源。工业废水、矿坑涌水、垃圾渗滤液等液体成分复杂，是土壤重金属污染物的主要来源。

目前我国受污染的耕地约1.5亿亩，固废堆存地约300万亩，合计超过1.8亿亩。这些受污染的土地大多数集中在经济较发达的地区。全国每年受重金属污染的粮食多达1200万吨、因重金属污染而导致粮食减产高达1000多万吨，合计经济损失至少200亿元。农业部环保监测系统曾对全国24省、市320个严重污染区土壤调查发现，大田类农产品超标面积占污染区农田面积的20%，其中重金属超标占污染土壤和农作物的80%。农业部调查发现：我国污灌区面积约140×104公顷，遭受重金属污染的土地面积占污染总面积的64.8%，其中轻度污染占46.7%，中度污染占9.7%，严重污染占8.4%，其中以汞和镉的污染面积最大。全国目前约有1.3×104公顷耕地受到镉的污染，涉及11个省市的25个地区；约有3.2×104公顷的耕地受到汞的污染，涉及15个省市的21个地区。国内蔬菜重金属污染调查结果显示：中国菜地土壤重金属污染形势更为严峻。珠三角地区近40%菜地重金属污染超标，其中10%属“严重”超标。重庆蔬菜重金属污染程度为镉>铅>汞，经调查其近郊蔬菜基地土壤重金属汞和镉均出现超标，超标率分别为6.7%和36.7%。广州市蔬菜地铅污染最为普遍，砷污染次之。保定市污灌区土壤中铅、镉、铜和锌的检出超标率分别为50.0%、87.5%、27.5%和100%，蔬菜中镉的检出超标率为89.3%。

二、防治土壤重金属污染的措施

1）施加改良剂

施加改良剂的主要目的是加速有机物的分解与使重金属固定在土壤中，如添加有机质可加速土壤中农药的降解，减少农药的残留量。

施用重金属吸收抑制剂（改良剂），即向土壤施加改良抑制物（如石灰、磷酸盐、硅酸钙等），使它与重金属污染物作用生成难溶化合物，降低重金属在土壤及土壤植物体内的迁移能力。这种方法起到临时性的抑制作用，时间过长会引起污染物的积累，并在条件变化时重金属又转成可溶性，因而只在污染较轻地区尚能使用。

2）控制土壤氧化-还原状况

控制土壤氧化-还原条件，也是减轻重金属污染危害的重要措施。据研究，在水稻抽穗到成熟期，无机成分大量向穗部转移，淹水可明显地抑制水稻对镉的吸收，落干则促进水稻对镉的吸收。

重金属元素均能与土壤中的硫化氢反应生成硫化物沉淀。因此，加强水浆管理，可有效地减少重金属的危害。但砷相反，随着土壤氧化-还原电位的降低而毒性增加。

3）改变耕作制度

通过土壤耕作改变土壤环境条件，可消除某些污染物的危害。旱田改水田，DDT与六六六在旱田中的降解速度慢，积累明显；在水田中DDT的降解速度加快，利用这一性质实行水旱轮作，是减轻或消除农业污染的有效措施。

4）客土深翻

污染土壤的排除，特别是重金属的土壤污染，在土壤中产生积累，阻碍作物的生长发育。防治的根本办法是彻底挖去污染土层，换上新土的排土与客土法，以根除污染物。但如果是地区性的污染，实际采用客土法是不现实的。

耕翻土层，即采用深耕，将上下土层翻动混合，使表层土壤污染物含量减低。这种方法动土量较少，但在严重污染的地区不宜采用。

5）采用农业生态工程措施

在污染土壤上繁殖非食用的种子、种经济作物或种属，从而减少污染物进入食物链的途径。或利用某些特定的动植物与微生物较快地吸走或降解土壤中的污染物质，而达到净化土壤的目的。

6）工程治理

利用物理（机械）、物理化学原理治理污染土壤，主要有隔离法，清洗法，热处理，电化法等，是一种最为彻底、稳定、治本的措施。但投资大，适于小面积的重度污染区。

近年来，把其它工业领域，特别是污水、大气污染治理技术引入土壤治理过程中，为土壤污染治理研究开辟了新途径，如磁分离技术、阴阳离子膜代换法、生物反应器等。虽然大多数处于试验探索阶段，但积极吸收、转化新技术、新材料，在保证治理效果的基础上降低治理成本，提高工程实用性，有着重要的实际意义。

结语

土壤中的重金属除了会通过植物吸收进而对生物产生毒害作用外，还会经由雨水淋滤及地表径流作用转移进入地表水系统，通过地表水和地下水的交互作用污染地下水体，进而对饮用水的安全构成威胁；土壤中的重金属还可能会缓慢的、微量的释放到空气中，对大气环境造成污染。土壤重金属污染是一个比较严峻的问题。开展土壤重金属的整治工作对社会、对人类意义重大。

参考文献

[1] 陈怀满.土壤-植物系统中的重金属污染[M].北京：科学出版社，1996：27-28.

[2] 戴军，刘腾辉.广州菜地生态环境的污染特征[J].土壤通报，1995，26（3）：102-104.

[3] 夏来坤，郭天财，康园章等.土壤里金属污染与修复技术研究进展[J].河南农业科学，2005（5）：88-92.

篇6

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.

篇7

关键词：河道沉积物，重金属，风险评价，微生物淋滤

中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：

1 重金属污染风险评价的基本理论

1.1 沉积物富集系数法

沉积物富集系数法SEF于1979年由Kemp提出。该方法是以大量元素Fe或Al在地壳中不易受人类活动干扰的影响为基础，采用沉积物微量金属元素与大量元素Fe或Al的标准化比值来判断其富集程度。其计算式为：

(1.1)

式中：KSEF —— 沉积物中重金属的富集系数；

ES—— 沉积物中重金属的含量；

AS —— 沉积物中Al或Fe的含量；

Ea —— 未受污染沉积物中重金属的含量；

Aa —— 未受污染沉积物中Al或Fe的含量。

由于Al和Fe在地壳中属于大量元素，不易受人类活动干扰的影响，故选其作为参比元素。当KSEF ≥ 1时，表示沉积物中重金属元素富集程度高；当KSEF < 1时,表示沉积物重金属元素富集程度较低。

1.2 SQG质量基准分析法

按照沉积物质量基准SQG评价沉积物中重金属的毒性效应。生物效应数据库法BEDS (the Biological Effects Database for Sediments)是目前国际上被广泛接受的制定SQG的方法之一。该法通过尽可能全面地搜集有关水体沉积物研究所得到的化学与生物数据（包括利用沉积物/水平衡分配模型计算所得的数据、沉积物质量评价研究中得到的数据、沉积物生物毒性实验数据、沉积物现场生物毒性实验和底栖生物群落现场调查数据等），加以整理和分析，从而确定沉积物中引起生物毒性与其它生物负效应的污染物浓度阈值。

临界效应浓度TE-L（Threshold Effect Level）和必然效应浓度TE-L（Probable Effect Level）的计算公式如下：

式中：ERL —— 效应范围低值LE-L(Lowest effect level或ERL)，取BEDS导出的“有生物效应数据列” 的第15%浓度值；

ERM —— 效应范围中值SE-L(Severe effect level或ERM)，取BEDS导出的“有生物效应数据列” 的50%浓度值；

NERM —— 无效应数据列中值（No Effect Range - Median）,取BEDS “无生物效应数据列”中第50%的浓度值；

NERH —— 无效应数据列高值(No Effect Range – High），取BEDS “无生物效应数据列”中第85%的几何平均值。

应用ERL／ERM 和TE-L／PE-L判别生物毒性的方法：污染物浓度低于效应范围低值或临界效应浓度时，不利生物毒性效应很少发生；污染物浓度高于效应范围中值或必然效应浓度时，不利生物毒性效应将频繁发生。因而，只要判断一种或几种重金属浓度所在范围（小于ERL；ERL～ERM 之间；大于ERM）就可得出其是否产生生物毒性。相同方法可应用于TE-L／PE-L的毒性预测评价。

1.3 潜在生态危害指数法

瑞典学者Hakanson于1980年提出潜在生态危害指数法，目的是为了评价重金属污染风险。

潜在生态危害指数法表征的是沉积污染物对生态环境的潜在危害。潜在生态危害指数法反映了以下4个方面的情况：① 潜在生态危害指数应随污染程度的加大而增大；② 多种金属污染的沉积物的潜在生态危害指数应高于少数几种金属污染的沉积物；③ 毒性高的金属应对潜在生态指数的数值有较大贡献；④ 对金属污染敏感性大的水体应有较高的潜在生态危害指数。

潜在生态风险评价是基于元素丰度和释放能力的原则，评价基于如下几个假设前提条件：① 浓度条件-元素丰度响应,即潜在生态风险指数RI(risk index) 随沉积物中金属污染程度的加重而增加；② 种类数条件——多污染物协同效应， 即沉积物的金属生态危害具有加和性,多种金属污染的潜在生态风险更大, 铜、锌、铅、镉、铬、砷、汞是优先考虑对象；③ 各种重金属元素的毒性响应具有差异，生物毒性强的金属对RI具有较高的权重，其依据是沉积物中金属元素的“汇效应”(sink effects)具有不同的“指纹特征”(finger prints) 和校正丰度的数量级；④ 基于生物生产量指数(BPI)的灵敏度条件, 即不同水质系统对金属污染的敏感性不同。

在上述前提条件下产生如下评价指标，其关系如下:

依据Hakanson的基本理论，参数确定的关键是不同重金属生物毒性响应因子Tri和沉积物背景参考值CRi，国内外许多学者作了相关研究，并根据具体情况确定合适的指标分类等级。

对于Tri的选择, 刘文新等[1]结合乐安江重金属污染特征,设定6种重金属Tri的数值顺序：Cd(30) > As(10) > Cu = Pb(5) > Cr(2) > Zn(1)。俄国Dauvalter等[2]在对Kola半岛周围湖泊沉积物的研究中确定的Tri为,

, ,。

对于背景值的选择,Dauvalter等将14世纪前工业时代36～37cm深度沉淀物中的重金属浓度作为本底值(测定时取的是表层1cm的沉淀物),他们根据Hakanson的研究确定了潜在生态风险评价指标与分级关系,见表1.1。

表1.1潜在生态风险评价指标与分级关系

2 微生物淋滤技术的基本理论

① 生物淋滤原理

目前可用来进行生物淋滤的细菌有硫杆菌属(Thiobacillus)、铁氧化钩端螺旋菌(Leptospirillum ferrooxidans)、硫化杆菌属(Sulfobacillus)、酸菌属(Acidianus)、嗜酸菌属(Acidiphilium)以及其它与硫杆菌联合生长的兼性嗜酸异养菌。其中,应用最广泛的是氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferroox idans) , 其次是氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans) 和铁氧化钩端螺旋菌(Leptospirillum ferrooxidans)。

一般认为氧化亚铁硫杆菌的溶出污泥中重金属有两种作用机理:

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关键词：化工，土壤污染，重金属，防治

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。随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤重金属污染日益严重，土壤重金属是指由于人类活动将金属加入到土壤中，致使土壤中重金属明显高于原生含量、并造成生态环境质量恶化的现象。

一、重金属的来源、种类

1.土壤重金属来源广泛，主要包括有大气降尘、污水灌溉、工业废弃物得不当堆置、矿业　活动、农药和化肥等。首先是成土母质本身含有重金属，不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。此外，人类工农业生产活动，也造成重金属对大气、水体和土壤的污染。

2.大气中重金属沉降、大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等。它们主要分布在工矿的周围和公路、铁路的两侧。公路、铁路两侧土壤中的重金属污染，主要是Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Cu　的污染为主。它们来自于含铅汽油的燃烧，汽车轮胎磨损产生的含锌粉尘等。它们成条带状分布，以公路、铁路为轴向两侧重金属污染强度逐渐减弱；随着时间的推移，公路、铁路土壤重金属污染具有很强的叠加性。

3.农药、化肥和塑料薄膜使用　施用含有铅、汞、镉、砷等的农药和不合理地施用化肥，都可以导致土壤中重金属的污染。一般过磷酸盐中含有较多的重金属　Hg、Cd、As、Zn、Pb，磷肥次之，氮肥和钾肥含量较低，但氮肥中铅含量较高，其中　As　和　Cd　污染严重。农用塑料薄膜生产应用的热稳定剂中含有　Cd、Pb，在大量使用塑料大棚和地膜过程中都可以造成土壤重金属的污染。

4.污水灌溉　污水灌溉一般指使用经过一定处理的城市污水灌溉农田、森林和草地。城市污水　包括生活污水、商业污水和工业废水。由于城市工业化的迅速发展，大量的工业废水涌入河道，使城市污水中含有的许多重金属离子，随着污水灌溉而进入土壤。

5.含重金属废弃物堆积含重金属废弃物种类繁多，不同种类其危害方式和污染程度都不一样。污染的范围一般以废弃堆为中心向四周扩散重金属在土壤中的含量和形态分布特征受其垃圾中释放率的影响，且随距离的加大重金属的含量而降低。由于废弃物种类不同，各重金属污染程度也不尽相同，如铬渣堆存区的　Cd、Hg、Pb　为重度污染，Zn　为　中度污染，Cr、Cu　为轻度污染。

6.金属矿山酸性废水污染金属矿山的开采、冶炼、重金属尾矿、冶炼废渣和矿渣堆放等，可以被酸溶出含重金属离子的矿山酸性废水，随着矿山排水和降雨使之带入水环境（如河流等）或直接进入土壤，都可以间接或直接地造成土壤重金属污染。

二、土壤中重金属污染物现行治理方法

1.工程治理方法

工程治理是指用物理或物理化学的原理来治理土壤重金属污染。主要有：客土是　在污染的土壤上加入未污染的新土；换土是将以污染的土壤移去，换上未污染的　新土；翻土是将污染的表土翻至下层；去表土是将污染的表土移去等。

2.此外淋洗法

用淋洗液来淋洗污染的土壤；热处理法是将污染土壤加热，使土壤中的挥发性污染物（Hg）挥发并收集起来进行回收或处理；电解法是使土壤中重金属在电解、电迁移、电渗和电泳等的作用下在阳极或阴极被移走。以上措施具有效果彻底、稳定等优点，但实施复杂、治理费用高和易引起土壤肥力降低等缺点。

3.生物治理方法

生物治理是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良重金属污染。主要有：动物治理是利用土壤中的某些低等动物蚯蚓、鼠类等吸收土壤中的重金属；微生物治理是利用土壤中的某些微生物等对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用，降低土壤中重金属的毒性，如原核生物（细菌、放线菌）比真核生物（真菌）对重金属更敏感。

4.植物治理

利用某些植物能忍耐和超量积累某种重金属的特性来清除土壤中的重金属；目前已发现400多种，超积累植物积累Cr、　Co、　Cu的含量一般在　0.1%　Ni、　Pb　以上，积累　Mn、Zn　含量一般在　1%以上。生物治理措施的优点是实施较简便、投资较少和对环境破坏小，缺点是治理效果不显著。

5.化学治理方法

化学治理就是向污染土壤投入改良剂、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、　和电导等理化性质，Eh　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。

三、总结

土壤重金属污染首先应从源头抓起，控制污染源，土壤重金属的污染已经达到相当严重的程度，要充分认识土壤重金属污染的长期性、隐匿性、不可逆性以及不能完全被分解或消逝的特点。土壤质量问题是经济可持续发展和社会全面进步的战略问题，它直接影响土壤质别、水质状况、作物生长、农业产量、农产品品质等，并通过食物链对人体健康造成危害。对土壤质量的保护便是对耕地生产能力的保护，更是提高土地利用效率的强有力措施之一。对于我国这样一个人口众多的农业大国，开展国土质量调查评价，对土壤重金属污染物进行试验研究，开发耕地污染的治理方法和技术，显得更为必要和迫切。

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

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关键词：草履虫；水体监测；重金属离子；农药

中图分类号： Q959.117 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20150940002

引言

20世纪中叶以来，世界工厂化的生产模式不断扩大，人口总量迅速增加，人们对于自然资源的索取超过了自然界的再生能力，同时过度排放污染物，造成了世界性的资源短缺和严重的环境问题。水污染就是其中之一。水污染可分为两类：一类是自然污染；另一类是人为污染。其中人为污染较为常见，每年排入江河湖海的污水约有4.2×1012m3，污染了数亿立方米的淡水，相当于世界江流总量的14%以上[1]。特别是近年来，随着农药的大量使用以及工厂排放废水的增加，水污染问题变得愈发严重。而水是生命的源泉，是人类赖以生存和发展的不可或缺的最重要的物质之一，所以有效的进行水体污染监测刻不容缓。

草履虫（Paramecium）是原生动物门纤毛纲的代表物种，除了具有灵敏的应激系统外，还具有分布广泛，结构典型，繁殖速度快，便于观察，容易采集培养等特点，因此被广泛应用于水体监测[2]。目前，国内研究人员从重金属离子、农药等污染物质对草履虫应激性及其生殖能力的影响等方面做了大量的研究，研究表明重金属离子、农药等因素对草履虫均会产生相应程度的影响[3]。

1 草履虫简介

1.1 草履虫种类

草履虫是原生动物门纤毛纲的单细胞动物，其形状类似于倒置草鞋底，主要生活在有机质充足、细菌丰富、光线充足的河流池塘或水沟中。目前，世界已知草履虫种类有22种[4]，常见的有大草履虫、双小核草履虫、多小核草履虫、绿草履虫。其中大草履虫最为常见，体长180～300μm；双小核草履虫，体长80～170μm，伸缩泡2个，有2个很小的小核；多小核草履虫，体长180～310μm，有时有3个伸缩泡，小核泡型，有3～12个；绿草履虫，体长80～150μm，细胞质内有绿藻共生，经见光处培养后通体呈绿色，小核2个。

1.2 草履虫的结构

草履虫一般呈长椭圆形，前端较圆，后端宽而略尖，因形状与草鞋相似而得名。其表膜由三层膜组成，具有缓冲和保护作用。膜下机体中生长有近万根纤毛，其排列成的网状结构，更有助于控制草履虫活动[5]。与表膜垂直排列分布在外质中的一排小杆状的囊泡结构，叫做刺丝泡，从而起到防卫和捕食作用。刺丝泡在表膜上开口，虫体在受到外界的刺激时会射出刺丝泡中的内容物，当内容物接触到水就会形成细丝[6]。

1.3 草履虫的生活环境

草履虫生活在水流缓慢、带有腐草的水沟、池塘和稻田中，在有机质丰富、光线充足的水面附近较常见，尤其是在细菌丰富的水中，草履虫种群密度最大[7]。草履虫在水温0～30℃情况下均能正常生活，24～27℃是草履虫生活的最佳水温，当水温低于10℃或高于35 ℃不利于草履虫的繁殖[8]。

1.4 草履虫的应激性

草履虫细胞质内部的水分约占细胞质的75%～85% [9]，采取自旋回波测量的方式对草履虫细胞进行研究，其研究结果表明，细胞内的水呈“结构化”，即草履虫细胞内的水是以液晶态形式存在。液晶态物质具有对热、磁、光、电、声、辐射、应力等变化反应较灵敏的特性。所有包括膜电位在内的应激信息，都会通过其在细胞质内传导，构成草履虫身体内的原始应激系统。由于草履虫应激系统灵敏的特性，使得草履虫无论是在监测农药使用的安全性方面还是重金属离子的监测方面都有着十分重要的意义。

2 草履虫在水体监测中的作用

随着经济的发展，工业化的迅速扩张，人们在面对这一时代到来的同时，还面对着重金属排放和农药过度使用所导致的水污染问题。而草履虫的应激性能够直观的反应水体污染程度，是水体监测中的一种重要的原生动物。

2.1 重金属对草履虫的影响

2.1.1 Cd2+对草履虫的影响

重金属镉对生物和人体均有毒害作用，同时它也是一种水体污染物。由于草履虫等原生动物对镉的毒性作用反应同后生动物相比更加敏感，因此草履虫在监测Cd2+毒性方面具有重要的意义。方卫飞等[10]利用CdSO4、CdCl2、Cd（NO3）2这三种镉化合物对草履虫的生物毒性进行了研究，结果表明对草履虫毒性作用最大的是CdSO4。胡好远等[11]通过对Cd2+24h半致死浓度（LC50）进行了实验，结果表明，在一定范围内，Cd2+的浓度增加，草履虫的种群数量也会随之增长，但Cd2+浓度过高也会降低草履虫的种群增长率。

2.1.2 Pb、Cu对草履虫的影响

近些年来，随着冶金工业的快速发展，部分水体中的沉积物中Pb2+、Cu2+的含量不断积累，Pb、Cu等元素会对生态环境造成破坏，尤其是随着雨水的冲淋，Pb、Cu等元素进入水体环境，造成严重的水体污染。周玉[12]通过在20℃培养条件下Pb、Cu等单一元素对草履虫种群毒性的影响的研究，结果表明，Cu2+、Pb2+24h对草履虫的LC50分别为0.0826mg/L、3.9907mg/L；Pb、Cu等单一元素对草履虫都具有毒害作用，且相同条件下Cu2+对草履虫的毒害作用大于Pb2+。

2.2 农药对草履虫的影响

2.2.1 除草剂对草履虫的影响

2，4-D丁酯是除草剂中的一种，2，4-D丁酯对草履虫的种群增长具有抑制作用，但对草履虫的细胞胁迫变化并不显著。谷艳芳等[13]发现，在水环境中，草履虫对2， 4-D丁酯有明显的驱避作用。捕食行为受到影响会造成生物机体获得资源减少，引起生产量下降或发育繁殖迟缓。所以受到2，4-D丁酯的胁迫会引起草履虫在自然界的自然增长率下降和分布格局的变化。但目前关于2， 4-D丁酯对草履虫影响的生态毒理学机制仍不完善，需要进一步提高。

2.2.2 杀虫剂对草履虫的影响

氯氰菊酯是一种广谱、生物活性较高的拟除虫菊酯类杀虫剂，拥有8个光学异构体，其中有4个生物活性较高的异构体组成的外消旋混合物称为高效氯氰菊酯，在十字花科蔬菜、棉花、果树、茶树等作物害虫的防治中应用广泛[14]。目前，关于拟除虫菊酯类农药对草履虫的毒性研究已有报道。对于氰戊菊酯对原生动物群落48h急性毒性的检测，王莉霞等[15]研究得出LC50为15.830mg/L。李霖等[16]通过三氟氯氰菊酯对草履虫的毒性进行研究，研究表明：三氟氯氰菊酯对草履虫1h的LC50为1.650mg/L。而高效氯氰菊酯对草履虫1h 的LC50为27.536mg/L，可见草履虫对高效氯氰菊酯的反应灵敏度远低于三氟氯氰菊酯。

2.2.3 杀菌剂对草履虫的影响

多菌灵是一种广谱性的苯并咪唑类杀菌剂，学名2-苯并咪唑基氨基甲酸甲酯（MBC），又称作棉萎灵、苯井咪唑44号。对由半知菌、多子囊菌引起的多种作物病害有防治效果[17]。在叶面喷雾、种子处理和土壤处理中有很多应用。李霖等[18]在进行杀菌剂多菌灵对草履虫的急慢性毒性作用研究，结果表明，草履虫的生长与多菌灵溶液的浓度有关，多菌灵浓度越高，毒性作用越大。

2.2.4 草履用于水体监测的优势

草履虫对毒性的应激反应与多细胞动物相比更为敏锐，并且对于反映环境化学毒性物质的毒理效应相比单纯的化学手段也更为生动、直观。因此，草履虫在毒性监测方面具有着重要的研究价值。同时草履虫更是一种良好的水体监测材料，是水体质量监测的重要指示生物之一。近些年来，国内外研究人员以草履虫为实验材料进行毒性实验，研究水体环境中的重金属污染和农药污染等问题，为农药的使用安全、重金属污染的监测以及生态环境保护等方面提供了更多有价值的参考。

3 问题与展望

目前关于草履虫的毒理研究很多，并且对于草履虫在环境方面的监测实验也取得了长足的进展。而在实验室和水体污染监测中采用的草履虫基本是从野外采集回来，进行简单纯化培养，完全达不到模式生物的要求标准。对于从不同水体中采集的草履虫，因为自身的生长环境影响对某些污染物具有一定的适应性，如果不能妥善解决，将会严重影响监测的准确性。而且处于不同生长阶段的草履虫对外界的刺激所产生的反应也是有所差异的，这些都将会影响实验的平行性和可信度。

目前，草履虫的培养方法简单，而且培养出的草履虫生长阶段、生长速度不一致。因此，为了能够在实际应用中胜任精确的监测工作，培养无背景处于同一生长阶段的模式生物草履虫是现在迫切需要解决的问题。对于无背景草履虫的培养，可以在最适温度和pH条件下使用单一营养物质进行培养，保证草履虫在生长过程中不受外界污染源的影响。而对于单一营养物质的选择，根据草履虫的食物摄取情况，可以选择某一种纯培养的细菌，也可以选用一种或多种氨基酸配制无菌培养液。

参考文献

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篇10

初中生物教材中有很多内容可以和环保知识联系起来。生物教材八年级上册《陆地生活的动物》一节讲到“蝗虫”时，我介绍了有关蝗灾的资料。

2011年8月，马达加斯加西南部面临蝗灾威胁，有30万公顷的土地受到侵害。2011年，乌鲁木齐蝗灾发生面积达170万亩，直接经济损失近20亿元。

让学生明白生态平衡失调是导致虫灾的根源，意识到保护环境的必要性。在讲到“人类活动对生物圈的影响”时，播放一些环境保护的警示片。如《环保低碳宣传片》、《地球环保宣传片》、《假如后天来临》等。

学生学习“动物在保持生态平衡中的作用”时，给学生讲述索南达杰的故事，播放电影《可可西里》片段，并举例说明由于人们不懂得善待这些野生动物且大量捕杀野生动物，连蛙类、鸟类也不放过，导致生态平衡被破坏，造成蝗灾、鼠灾、虫灾，人类被迫加大农药使用剂量，更加污染了自己的生存环境。

二、实验教学，亲身体验

初中生物课上实验很多，我选取有探究性的实验，让学生全体参加，亲自探究，分小组合作完成。如，在“探究废旧电池的危害和回收”一节中，我先确定实验步骤和探究问题，让学生去合作完成。

1. 探究问题：

（1）废旧电池的危害性。（2）我国目前废旧电池处理的现状。（3）废旧电池的利用与处理。

2. 实践探究。用拆除过的废电池倒入花盆中，观察状态完成下表：

分别完成小组汇总观察结果。

3. 分析论证。故事：1953年，在日本九州熊本县发生过震惊世界的“水俣病”事件，这里的村民一个个神秘地死去，却一时查不出病因，原来罪魁祸首竟是汞化合物。上游的工业污染造成汞在鱼体内积累，当人们食用这种受汞污染的鱼后导致中毒。这是我们最早知道的重金属污染的例子。

据统计：从2009年至今，我国已连续发生30多起重特大重金属污染事件。空气受到污染、水体受到污染、土壤受到污染，人的身体健康受到侵害……

废电池虽小，危害却很大。废电池的外壳在土壤中慢慢地腐蚀，重金属物质逐渐渗入水和土壤中，造成重度污染。重金属的污染在自然界不能降解，只能迁移。也就是说，一旦被污染，水和土壤都不能进行自身的净化，而是重金属容易在生物体内积累，随时间的推移，积累到一定量之后，会产生致畸或致病作用，最终导致生物体死亡。重金属对人体侵害的产生可以通过食物链传递。鱼、虾吃了含有重金属的浮游生物后，重金属在鱼、虾体内积累，人再吃了这样的鱼、虾后，重金属会在人体内积累，达到一定量之后，就会对人的身体产生严重影响。

4. 我们应该怎样做。（1）我们做到不乱扔废旧电池，告诉他人乱扔电池的害处，劝他把废旧电池放入电池回收箱。

（2）加强废旧电池回收的宣传力度，进一步提高人们对废旧电池危害的认识。把回收废旧电池的活动转变为人们的自觉行为。

通过本节课的探究，学生会加深了解废旧电池的危害，并在调查的过程中增强了同学间的合作探究能力，体会到团结合作对于每一个人的重要性，从中学到了做人的道理，只要为环保事业做出了自己的一分微薄之力，环保意识就会有所提高。

三、适时开展环保宣传活动