关键词：重金属污染 环境影响 治理
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。
常见的重金属土壤治理的方法包括化学法、生物法、物理法、热力学方法等，每种方法又包含不同的技术，每种技术又可以采用不同的施工方案实施。化学法主要通过将重金属污染土壤与化学稳定剂混合来实现重金属的稳定化，而石灰等稳定剂通常不能有长期的治理效果，分子键合是目前业界关注的一种以长期稳定性为特点的修复药剂。生物法一般有植物修复和微生物修复等。植物修复通过超积累植物吸收土壤中的重金属，比较安全但是修复周期长；微生物修复通过土壤中微生物降解重金属，但是影响修复效果的因素较多，目前应用较少。热力学方法可以通过高温来使重金属玻璃化，但是成本很高。
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）
关键词 重金属污染；农作物；影响；应对措施
中图分类号 X52 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）15-0247-01
重金属是指比重在4.0以上（大概60种）或比重在5.0以上（45种）的元素，而对于农田土壤中重金属污染，主要是指具有生物毒性且对农作物易造成污染的铅、镉、铜、锌、镍、铬等重金属[1-5]。一般情况下，重金属是以环境可适的浓度广泛分布于自然界中。但随着社会的发展以及人类活动的加剧，包括对采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等活动的日益增多，造成铅、汞、镉、钴等生物毒性显著的重金属元素及其化合物进入大气、水、土壤中，随着时间的推移，在生物体中存留、积累和迁移，从而引起更严重的污染问题，对环境造成不可逆的危害[6-9]。
1 农作物污染来源
1.1 农业生产活动中农药及化肥的使用
农药及化肥的使用保证了农作物的产量，但与此同时也带来了环境污染的负面效果。其中由于农田长期、广泛地使用农药，已异化了害虫、草的耐药性，进而促使农药的药量不断加大，造成恶性循环，对环境、农作物以及人类都造成了更深层次的伤害。与此同时，为了追求更高的农作物产量，大量并且更加频繁地使用化肥，造成了重金属在农作物体内的富集，使得重金属含量不断攀升。如汞主要来自含汞的废水和不恰当的灌溉，镉、铅污染主要来自农用塑料薄膜中的热稳定剂等，铜、锌污染主要来源于有机肥、化肥和农药的使用。马耀华等人通过对上海地区菜园土的研究发现：经过一个种植期的施肥后，农作物体内的镉含量从0.10 mg/kg攀升至0.32 mg/kg。
1.2 工业污染
工业污染对于农作物的危害形式则体现在2个方面：一是工业、矿业废水以及弃渣的排放。工业污水和工业弃渣是重金属的重要载体。尤其是对于一些金属冶炼厂等高污染企业，废渣、废水中的重金属含量极高，若未经处理就随意堆放或直接混入土壤则会对生态环境造成非常大的危害。二是工矿企业排放的烟尘上吸附着大量的重金属，导致重金属以气溶胶的形式进入大气，经过大气的降水等形式的干湿沉降进入到土壤中去，从而对农作物造成污染。因此，在农业土壤中，工矿企业周围的土壤中重金属含量一般会较其他地区高很多，因而污染也严重很多。
1.3 大气污染
李其林等人通过研究表明：铅、镉、汞、砷与大气污染有直接的关系。如铅可来源于汽车含铅汽油燃烧后排放的尾气、轮胎中添加的锌以及发动机及车体零部件中的铜经过磨损后进入环境中等。Viard et al发现造成公路两侧表层土壤和植物发生重金属污染的主要途径是机动车释放的重金属微粒在近路侧发生沉降。Garcia et al通过对公路两侧土壤和植物中铅、镉、锌、铜等含量的测定，认为道路两侧重金属污染的主要来源是机动车，并提出在公路长期运营前提下路侧土壤会发生显著的重金属累积等观点。Nabul et al通过研究认定高速公路两侧土壤和叶菜类蔬菜中存在重金属累积和污染。刘廷良等研究发现，路两旁的土壤中锌的重要来源即为汽车轮胎添加剂中的锌。目前，我国城市化进程迅速推进，机动车等交通工具数量激增，因此其排放至大气中的污染物质也日益增加，从而导致重金属在道路附近的农业土壤中累积。生物毒性显著的重金属元素如铅、镉等，随着公路运营过程而长期存在，对人体健康安全存在着潜在影响。
2 重金属对农作物的危害机理
土壤酶是土壤中一种生物化学反应的生物催化剂。在多数情况下，土壤酶是以复合体的形式吸附在土壤胶体颗粒表面，只有部分会溶解于土壤的溶液中。在土壤中的各种生物化学反应过程都有土壤酶参加，如动植物残体和微生物残体的分解过程，腐殖质的分解及其合成有机化合物的水解与转化过程，还有某些无机化合物的还原、氧化反应等等。土壤酶的活性能够反映出某一种土壤在特定状况下生物化学过程的相对强度。因此，测定相应酶的活性，可以间接了解某种物质在土壤中的转化情况。
依据相关研究可知，土壤酶活性的大小与重金属的污染程度存在一定的相关性。土壤中的许多酶大部分是由微生物分泌的，并且它们和微生物共同参与土壤中物质与能量的循环。Kandeler et al通过对土壤中13种酶的研究发现，与土壤中碳循环有关的酶受到重金属的抑制较小，而与土壤氮、磷、硫循环有关的酶受到重金属抑制作用比较明显。同时，Kuperman et al的研究成果指出：随着重金属浓度的增加，几乎所有的土壤酶活性明显降低了10～50倍。生物酶一般为蛋白质，而重金属可与蛋白质发生络合反应，使得蛋白质变性沉淀，因而酶也就失去活性。有研究者将在金属冶炼厂及化工厂等高污染企业附近的受到重金属污染的土壤与未被污染的土壤相比，土壤中脱氢酶、蛋白酶、碱性磷酸酶及硫酸酯酶的活性均受到了明显的抑制。
3 重金属对农作物危害的表现形式
对于重金属元素含量超标的地区则会引起植物生理功能的紊乱、营养不均衡，最终使植物枯萎甚至死亡。此外，汞、砷能够有效地减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动，影响氮元素的供应。重金属在农田土壤系统中的污染过程具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点，不容易被人所发现，这样会使危害更加严重，农田重金属污染不仅会使土壤中的肥力下降，导致农作物的产量和质量减少，而且会通过食物链最终危害人类的健康。重金属还会对生殖障碍造成影响，影响胚胎的正常发育，威胁儿童和成人的身体健康等。
4 应对措施
4.1 化学方法
治理重金属污染的化学方法可归纳为2种。一是土壤解毒剂的研发与应用。土壤解毒剂是一种以凝灰岩为主要材料的合成硅，它除含有钙和硅这2种元素之外，还含有少量的铁、锰、镁及钾等，可对土壤中残留的农药进行无害化处理，同时农药在分解后的产物又能促进细菌的繁殖，对被重金属污染的土壤起到一个轻度进化的作用。二是柠檬酸的研制。美国能源部下属的Brookhaven National Laboratory的科学家发明了一种柠檬酸。该种酸能够有效地从土壤和垃圾中分离出生物毒性显著的重金属污染物，并随之将其转变成为有具有可利用价值的物质。该种新方法几乎可以清除土壤和垃圾中所有的具有显著生物毒性的重金属镉、铅、锌、铜以及放射性物质比如铀、铂、钻、艳、锶等。经过该种柠檬酸的处理后，土壤中具显著生物毒性的重金属可大大减少。
4.2 生物技术
利用生物方法净化土壤这一农作物的生长载体中的复合污染，在现如今对于土壤污染防治与修复，生物修复技术得到广泛的推崇。日本往原公司研制出利用生物技术迅速净化土壤复合污染的技木，即在污染的土壤中混入肥料和微量的无害酸，从而使受到污染而失去活性的土壤恢复固有的呼吸作用。然后通过迅速消耗土壤中的氧而形成强烈的还原效应，达到治理污染修复农作物生长环境的目的。
5 参考文献
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[关键词] 重金属;学龄儿童;体格发育
[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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[关键词]农村耕地 重金属污染 来源 治理
[中图分类号] S341.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-1-161-1
0前言
科学技术的发展，带动了经济的发展，同时也促进了人们生活水平的提高。但是，粗放型的经济发展方式也造成了严重的污染，尤其是重金属对于农田土壤的污染，使得我国的耕地面积不断缩减，影响到了农作物的生长，同时还可能对人体造成相应的危害。因此，要充分重视起来，加强对于农田重金属污染的治理力度，切实保障农业生产的顺利进行。
1重金属污染概述
重金属污染，指由重金属或其化合物造成的环境污染，其产生的主要原因是人们的生产活动，如采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素造成的。重金属污染的危害程度并不是固定的，而是取决于其在环境、物体中存在的化学形态和浓度。通常情况下，重金属污染主要表现在水污染方面，气体污染和固体废弃物污染相对较少。
重金属具有富集性，很难在环境中降解，因此，容易造成严重的环境污染，加上其具有不易移动溶解的特性，进入生物体后不能被排出，会造成慢性中毒。例如，日本爆发的骨痛病，就是由于重金属元素镉与人体内部的蛋白质和各种类型的酶发生强烈的相互作用，从而导致其失去活性，造成重金属中毒，对骨骼产生了严重的影响，引发剧烈的疼痛。
2农村耕地中重金属污染的来源
目前已经发现的，自然界存在的重金属元素有45种，而对于农村耕地影响较为严重的重金属，则主要集中在汞、镉、铅、铬、砷物种元素，其并称为“五毒”。每年因重金属污染所造成的农业经济损失不计其数，不仅阻碍了经济的发展，更使得粮食产量大幅下降，影响社会的稳定。对于农村的耕地而言，重金属污染的主要来源包括：
2.1污水
重金属污染主要表现在水污染方面，因此污水是导致农田重金属污染最主要的原因。由于粗放型经济发展方式的影响，许多企业并没有对排放的污水进行处理，而是直接排入河流或者土地之中，一方面，使得河流污染严重，农民在引水灌溉的过程中，将污水中的重金属带入农田，从而引发重金属污染；另一方面，污水深入地下后，重金属元素却不会很快讲解，在不断的富集过程中，使得土壤中的重金属含量不断增加，对农作物的生长造成影响。
2.2大气
大气中的重金属主要来自于工业生产排放的废气、汽车尾气等，如果没有对其进行相应的处理，重金属就会以气溶胶的形态，进入大气之中，在自然沉降和降水的作用下，最终进入土壤，从而造成农田的重金属污染。一般来说，大气污染对于农田的影响程度取决与当地的经济增长方式和工业化程度，以及人口的密度和经济发展程度等。
2.3固体废弃物
主要指来自含有重金属的工业企业以及矿业企业废弃物，也包括城市的生活垃圾。这些固体废弃物含有的重金属元素会在存放和处理的过程中，进入土壤，造成污染。例如，重金属矿业企业在对矿渣进行处理时，通常都是采用统一处理或掩埋的方式。在堆放的过程中，会受到雨水冲刷等的影响，使得重金属元素流入水体或土壤；而在掩埋后，矿渣中含有的重金属元素也不会分解，而是逐渐向周围的土壤扩散，不断的富集，进而导致土体中重金属含量超标，造成污染。
2.4化学农药和肥料
一方面，部分化学农药的质量不达标，含有超标的重金属元素，在使用的过程中会随之进入土壤，从而引发重金属污染；另一方面，为了保证农作物的产量，往往会长期使用化学肥料，提供农作物生长需要的微量元素，但是肥料中的重金属元素却在不断富集的过程中，出现污染现象。例如，如果某块农田长期使用磷肥，则可能导致土壤中的镉含量超标，从而引发重金属污染。
3农村耕地中重金属污染的治理对策
3.1对污染源进行控制
对于农村耕地中重金属污染的治理，首先必须采取必要的措施，对污染进行控制，减少污染源，之后才能对其进行处理，以免污染的重复发生。对于重金属污染源的控制，需要做到以下几点：
①对废水、废气、固体废弃物的排放进行控制，确保处理后排放，将其产生的污染降到最低。针对含有重金属元素的污染物，更要加强管理力度。
②对农药肥料等的使用进行限制，对其成分进行改良和创新，尽可能减少农药中重金属元素的残留。
③对农田土壤进行质量监测，及时发现潜在的风险，做到防患于未然。
3.2物理换土法
由于重金属的治理成本大、耗时长，难度大，从经济角度出发，对于污染较为严重的农田土壤而言，可以采用换土的方式进行处理，其优点在于彻底、稳定，虽然施工量较大，但是相对而言速度较快，而且操作简单，不影响农作物的种植。
3.3化学调节法
主要是利用相应的化学药剂等，对农田土壤的有机质、水分、pH值等进行调节，改变重金属的水溶性和扩展性，从而降低污染的扩展速度以及其对于农作物的影响。
3.4生物修复法
指利用植物、动物、微生物等，对土壤中的重金属进吸收和转化等，从而消减重金属污染对于农田的影响。例如，向日葵可以吸收重金属，进而通过自身的作用将其排入空气中，降低土壤重金属的含量；部分藻类和蚯蚓等动物也可以对重金属进行吸收。
4结语
总之，重金属污染对于农村耕地的影响是十分巨大的，农业技术人员要加强对于重金属污染来源的分析，通过预防和治理相结合的方式，解决土壤重金属污染的问题。
参考文献
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【关键词】 高速公路；重金属污染；防治措施
随着我国经济和社会的快速发展，交通在国民生活中日趋显示出它的重要性，高速公路的建设也势在必行。大规模地修建高速公路，有效地促进了国家经济快速发展，方便了人民生活；然而，与此同时，在高速公路建设及营运过程中也给我们带来了严重的生态破坏与环境污染问题。土壤是大气、水体及固体废弃物中污染物在环境中迁移、滞留和沉积的目标，是长期环境污染的承受者。随着社会经济的飞速发展和人口的不断增加，土壤作为人类赖以生息的资源，越来越暴露出不堪重负的迹象。因此，研究高速公路建设所带来的土壤污染问题及其防治对策就显得尤为重要，对于保护环境、促进我国高速公路的建设与发展具有重要的指导意义，同时也可为我国高速公路建设环境治理和管理提供科学依据。
1. 高速公路建设对环境的影响
高速公路作为人类生存和发展所必需的开发建设活动，会对周围的环境产生直接或间接的影响，这些影响一般可分为两大类：一类是对自然环境的破坏，如水土流失、植被破坏等，严重时引起生态平衡失调、气候异常；另一类是环境污染，如噪声、废水、废气和尘埃等。总的说来，主要有以下几个方面的影响。
1.1对社会、经济的影响。高速公路建成后，会对沿线的社会结构、经济发展、文化环境等产生影响：首先，公路建成后会增大沿线地区的交通量，增加该地区的交通事故，在一定程度上干扰附近居民的出行，割裂了村庄间的原有联系；其次，公路建成后，使沿线各地区的土地功能发生变化，将单一的农业用地、开发用地或商业用地转变为多行业提供服务的特殊用地，同时也促进了沿线土地资源的开发。公路建设会造成一定数量居民的拆迁，使沿线居民人口结构及需求发生变化，改变了原有居民的联系及交往方式；对沿线两侧居民交往产生阻隔，影响区域经济布局和产业结构；高速公路的修建，会破坏一些原有的历史文化遗址、名胜风景及保护区，产生视觉污染。高速公路建设在对沿线区域环境产生上述影响的同时，也提供了良好的交通条件，加速农产品、矿产、林业产品的输送，信息交流及劳动人口流动，提高了区域的工业产值，推动城乡的商品交换、文化交流及农业的综合开发，使城乡逐渐一体化[1]。
1.2对环境的污染
1.2.1废气污染。
（1）以汽油、柴油为燃料的汽车在发动和行驶过程中会排放大量废气和固体微粒，废气中含有水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化合物、硫化物、甲烷、乙烯、醛和铅颗粒等污染物[2]，这些污染物排放到大气中，渗透到水、土壤中，并逐渐积累，会对沿线的人类和动植物产生不良影响，使其生活环境进一步恶化，甚至会造成全球气候异常，这种污染的程度随着公路运营时间的增长及交通量的增加而不断加重。
（2）随着运输市场的放开，汽车产量和拥有量的增加，汽车排放物对大气的污染已成为主要公害，汽车排放物危害人体健康、污染环境、破坏生态平衡，已引起世界各国的普遍重视。
1.2.2噪声污染。
（1）高速公路的噪声源主要包括两个方面：一是在施工过程中，由于挖掘机、推土机、平地机、搅拌机以及各种运输车辆的使用而产生的噪声污染，这些噪声较强，对当地居民和施工人员影响严重，造成区域声学环境质量短期内恶化；二是在运营过程中，汽车车体振动、发动机运转、轮胎与路面摩擦、鸣喇叭以及公路沿线提供各种服务的设施、设备均会产生噪声，在公路沿线形成一条噪声带，这些噪声会对附近的人群产生心理和生理上的影响，降低人们的工作效率，尤其对公路两侧人口密度较大的敏感区域（学校、住宅区、商业区、医院等）干扰较为突出，而野外区域的干扰则相对较小[3]。
（2）随着高速公路建设速度的加快，交通噪声污染问题日趋严重，人们对于道路两侧环境的改善也越来越迫切。
1.3对生态环境的影响。高速公路建设对生态环境的影响可分为两个阶段：一是施工期间对自然环境造成的非污染性破坏，因施工机械的使用及大量的开挖取土破坏了土体原有的自然结构和水的循环路径，相应地改变了生物的生存环境，影响其生长、活动的规律，阻碍生态系统漫延[4]；二是公路建成运营后，路体分割了生物的生存空间，使公路附近的动物容易被汽车撞伤、压死；而且，由于汽车废气、噪声、有害物质的产生，会使生物栖息的生态环境（空气、水、土壤）逐渐恶化，引起生物发育不良、繁殖机能减退、疾病增多、抗病能力下降，从而造成种群数量减少（特别是珍稀物种），有时可能会影响整个生物群落。
1.4对工程地质、水文地质条件的影响。
1.4.1对工程地质条件的影响。高速公路施工时，由于填方和挖方对地表扰动较大，并改变了原有的地形、地貌，尤其是隧道的进出口及仰面坡的开挖，对局部山体稳定不利，可能会引发塌方滑坡、软土层滑移等不良地质病害；又因土表、土质松软，增加了水土冲刷量，造成河流、沟渠淤积，积水淹漫农田。此外，临时施工用地在机械碾压、人员踩踏下土壤结构发生了变化，一定时期内土壤的肥沃程度难以恢复。
1.4.2对水环境的影响。高速公路对水环境的影响主要包括施工、生活服务区污水和洗车等对公路沿线自然水系的影响。高速公路定距离设置加油站、收费站及洗车等配套设施，生活服务区污水和洗车废水都会对高速公路沿线自然水系产生影响[5]。由于公路建设阻隔原有水系的循环，影响地表水和地下水的流通路径，汽车尾气的排放和生活服务区的废物进入河道也会对水源造成污染；化学危险品运输中的泄露或交通事故的发生，则可对环境水质造成灾难性的破坏。另外，由于桥梁的修建减小了河床的过水断面，造成桥前局部堵水，水流速度减慢，泥砂下沉淤积、阻塞河道，从而容易引发洪涝灾害。
2. 高速公路两侧的土壤重金属污染
土壤是人类生态环境的重要组成部分，是人类赖以生存的基础。由于重金属在土壤中易蓄积，残留时间长，因而已成为土壤的主要污染。
2.1土壤重金属污染的特点及来源。
2.1.1土壤重金属污染的特点。
2.1.1.1持久性：重金属污染物进入土壤后，通过土壤对悬浮污染物的物理机械吸收、阻留、胶体的物理化学吸附、化学沉淀、生物吸收等过程，不断在土壤中积累。当达到一定数量时，便引起土壤成分、结构、性质和功能的变化，造成土壤污染。土壤污染以后很难消除，其净化过程需要相当长的时间，而且重金属污染是不可逆的持久积累过程。
2.1.1.2间接伤害性：首先，重金属污染物通过食物链危害动物和人体健康；其次，土壤污染物还能危害自然环境，污染地下水、地表水和大气，成为水和大气的污染源。
2.1.1.3高速公路重金属污染以公路为中心在其两侧呈带状顺公路延伸，污染程度自公路向其两侧逐渐减弱[6]，且主要分布在公路两侧50m范围内。
2.1.2高速公路土壤重金属污染的来源及影响因素。
2.1.2.1土壤重金属污染的来源：目前公认的高速公路土壤重金属污染的主要来源是交通工具使用的油料燃烧所排放的尾气以及油料的挥发、泄漏等。事实上，油料中除了含有铅和锡外，尚含多种微量重金属元素，公路旁重金属污染以Pb、Cd污染为主。这些重金属污染物不但不易被自然净化，而且可通过食物链得以富集而对人体、家畜、农业生态及自然生态产生严重的潜在影响和危害。
2.1.2.2影响因素：影响土壤重金属污染的因素很多，也比较复杂。土壤受重金属污染的程度主要取决于交通量、土壤类型、植被、降雨、风力、风向以及公路两侧是否有影响重金属颗粒运动的障碍物，如树木、建筑物等。
2.2土壤重金属污染的危害。重金属污染物进入土壤后不能为土壤微生物所降解，易被作物吸收、在土壤中积累，甚至在土壤中可能转化为毒性更大的甲基化合物，影响农作物的产量和质量，也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。重金属污染物的长期积累、富集会使生物地球化学平衡遭到破坏，随食物链富集，也会对人体健康产生潜在危害。据报道，我国每年因土壤重金属污染而减产粮食1000多万t，另外被重金属污染的粮食每年也多达1200万t，合计经济损失至少200亿元人民币。
3. 重金属污染的预防及治理措施
由于重金属在土壤中不被微生物降解，且迁移性小，重金属污染具有长期性、潜伏性、累计性和不可逆转性[7]。一旦土壤中重金属含量超过环境容量，要清除污染则相当困难，故对重金属引起的土壤污染需要采取预防和治理相结合的措施。
3.1高速公路土壤重金属污染的预防措施。
3.1.1通过国家立法，健全有关环境保护的法律、标准和制度，制定相关的高速公路汽车尾气排放标准，加强汽车尾气排放管理，控制汽车尾气排放必须有法可依，有标准可据。
3.1.2管理部门要加强监管力度，减少交通事故的发生。加强对有害物资的运输管理，制定此类突发事件预案，防止有害物质泄漏事故的发生。加强防范措施，控制事态的发展，将损害减少到最小。
3.1.3完善汽车的自身结构，改进发动机，采用电子控制燃油喷射；研制和推广废气减毒装置，完善汽车保养和修理制度，推广节油装置。
3.1.4优先使用无铅汽油，推广应用气体燃料，使用符合规定的剂或燃油添加剂。
3.1.5公路设计部门在设计时应充分考虑汽车尾气排放对环境的影响，在普通路段加强绿化设计，隧道路段增加部分通风设备。
3.2重金属污染土壤的治理方法。污染土壤的治理是根据污染物和土壤的物理、化学性质及存在状态，进行有效分离或其它处理，使土壤特性得以恢复和利用，减轻或消除污染物对生态环境的不良影响。
3.2.1重金属以其在土壤中难降解、毒性强、具有积累效应等特征受到科学家们的广泛关注，已成为多学科研究的活跃领域。重金属污染的治理途径主要有两种：一是改变重金属形态，使其由活化态转变为稳定态；二是从土壤中去除重金属，使其存留浓度接近或达到背景值。现有的重金属污染土壤修复技术主要包括换土法、化学修复、生物修复、电修复和热修复等。常用的物理及物理化学方法有热解法、电化学法和提取法等[8]。
3.2.2化学治理就是向污染土壤中投入改良剂、抑制剂，增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量，改变土壤的物理化学性质，使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制等作用，以降低重金属的生物有效性。化学治理措施的优点是治理效果和费用适中，缺点是容易再度活化。
3.2.3生物措施是利用某些特定的动、植物和微生物，较快的吸收或降解土壤中的重金属污染物，从而达到净化土壤的目的。生物修复的途径主要有两条：（1）植物修复技术：利用金属超累积植物，通过植物自身具有的特定的吸收、挥发、根滤、稳定等作用，对重金属加以吸收、富集或与重金属结合成不具有生物活性的化合物，来清除或降低土壤中的重金属元素，从而达到净化土壤的目的。但其重金属生物载体可能产生二次污染，至今也未能找到有效的解决途径。（2）利用微生物沉积、氧化和还原等作用，降低或消除重金属对土壤的污染，该研究是目前环境科学研究中比较活跃的领域之一。
3.2.4在西方发达国家，为了降低污染土壤修复的成本并提高修复的效率，对原位微生物修复更为重视。目前，主要的技术包括：（1）生物啜食法，它主要采用本地微生物或实验室培养的具有特异功能的菌株降解污染物，采用把污染的地下水抽出加人营养物质和氧气（通常是过氧化氢或过氧化氢化合物）后再回灌到污染土壤中，或经垂直井的慢速渗漏，加人营养物质和氧气到污染土壤中，以优化降解生态条件，特别是加入表面活性物质等一些化学物质，以降低污染物的毒性来达到提高污染物的生物降解能力；（2）生物通气法，它结合了蒸汽浸取技术的优点，采用真空梯度井等方法把空气注人污染土壤中，以达到氧气的再补给，可溶性营养物质和水则经垂直井或表面渗入的方法予以补充。这两种方法结合了微生物修复和化学修复的内涵和优点，符合生态化学修复的原理和发展方向。更确切地说，这两种方法更趋于向生态化学修复领域迈进。
4. 结论与建议
长期以来，人类对土地资源的不合理开发、利用已造成比较严重的土壤污染，直接或间接地危及人类健康，因此，探讨合理的、有效的土壤重金属污染预防和治理措施显得尤为迫切。对于高速公路两侧土壤的重金属污染问题，要采取防与治相结合的处理措施：首先，应加强高速公路汽车尾气排放管理，严格控制尾气排放标准；其次，对于已经受到重金属污染的土壤，则应采取相应的治理措施进行治理。
开展高速公路旁土壤中重金属污染、富集程度的监测和评价，研究土壤重金属污染的预防和治理措施，对于保护生态环境、促进我国高速公路的建设和发展都具有重要的指导意义。
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【关键词】土壤重金属污染 特点 评价方法 危害与治理
重金属具有不易分解、易积聚的特点。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，以下就土壤重金属的污染及其评价方法进行分析。
一、土壤重金属污染的成因及特点
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。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、土壤重金属污染的成因。（1）自然原因。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。（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：首先废气、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。其次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。再次水体污染。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。最后其他活动。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。
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。
三、土壤重金属污染的评价方法
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。
2、污染负荷指数法。该指数是由评价区域所包含的主要重金属元素构成，它能够直观地反映各个重金属对污染的贡献程度，以及金属在时间，空间上的变化趋势.由Tomlinson等人提出污染负荷指数的同时提出了污染负荷指数的等级划分标准和指数与污染程度之间的关系，通过计算得打各重金属的污染负荷指数及可以得到各个功能区和该市的污染程度.
3、潜在生态危害指数分析。重金属元素是具有潜在危害的重要污染物，潜在生态危害指数法作为土壤重金属污染评价的方法之一，它不仅考虑土壤重金属含量，还将重金属的生态效应、环境效应与毒理学联系在一起，是土壤重金属评价领域广泛应用的科学方法
4、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。
三、重金属污染土壤的危害与治理
土壤是人类赖以生存的最基本的自然资源之一，但现阶段严重的土壤污染，通过多种途径直接或间接地威胁人类安全和健康，开展城市环境质量评价，日益成为人类关注的焦点。
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。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。
结束语
随着社会发展，各行各业对重金属资源的需求与日俱增，与此同时，由生产而产生的重金属废弃物也逐渐增多，这些未能及时处理的废弃物作用于土壤，一旦其重金属含量超标，就会对土壤造成严重污染，进而破坏生态平衡。
参考文献：
[1]范拴喜等.土壤重金属污染评价方法进展[J].中国农学通报，2010
【关键词】重金属；水污染；现状；监测进展
1前言
近年来，我国的经济得到了飞速的发展，但相应的，以环境为代价所带来的负面影响也日益突出，尤其是水体污染问题，严重威胁着人们的身体健康。众所周知，水是生命之源，是人类赖以生存的最宝贵的自然资源，但是在人口急剧增长以及现代工业的影响下，我国的水资源呈现了短缺的现象，加上日益严重的水资源污染问题，尤其是极为突出的重金属水污染，由此，加强对于水体的污染成为当前社会发展所面临的重要问题。一般来说，重金属是指原子质量在63.5D200.6，密度大于4或是5g/cm3的金属，其中硒和砷属于非金属结构，但是由于其毒性及其他性质与重金属很像，因此也被称为重金属。当前，重金属污染包括土壤污染、大气污染和水体污染，但是土地污染的区域比较明显，易于控制；虽然大气污染和水体污染都具有较强的扩散性，而大气污染的扩散范围有限，因此也方便控制；由此，水体污染作为重金属污染最严重和最难控制的区域，对环境和人体将会造成极其严重的影响。
2我国重金属水污染的现状
自上个世纪60年代起，国际上就出现了水体重金属污染的问题，并开展了相关的研究。就我国来说，水体重金属污染的研究开始于20世纪80年代，其中比较常见的重金属包括汞、镉、铅、铬以及类金属砷等具有显著毒性的重金属，也包括毒性一般的铜、锡、锌、镍等，由于重金属污染具有隐蔽性、持久性和污染严重等特点，严重破坏着生态的平衡。尤其是近几年，我国的重金属水体污染问题越来越严重，重金属水污染事故频发。就镉污染来说，在2005年，广东北江韶关段发生了严重的镉超标事件；2006年，湘江湖南株洲段的镉污染事故；以及湖南省浏阳市在2009年发生了镉污染事件。[2] 目前，重金属污染物主要是通过工业污水和生活废水未经过适当的处理就向河流中排放所导致的，并随着水体的径流、淤泥的适当以及大气的沉降得到扩散，从而在水体中累积，危害着水中植物和生物的生长。最主要的是，由于重金属不能够微生物所降解，加上巨大的毒性，严重威胁着水生态系统以及人们的饮水安全。据国家环保部门的相关数据显示，在流经我国的131条河流当中，严重污染的就有36条，还有21条被重度污染，38条处于中度污染。除此之外，在2010年，我国的突发环境事件次数为420起，其中因水体污染而引发的突发事件就高达135次，也就是说，平均每隔两三天便会发生一起水体污染事件。面对严峻的水资源短缺问题，水污染成为“世界头号杀手”，由此，加强重金属水污染的治理和监测，刻不容缓。
3当前重金属水污染的监测进展
当重金属污染物进入水生态系统之后，会影响着水中动植物的存在，而且一旦人体引用，便会发生病变，严重危害人类的身体健康。当前，重金属水污染受到了全世界政府的广泛关注，为此而出台了一些监测政策，并不断推进监测技术的发展。
3.1重金属水污染的监测政策
从环境监测的定义来说，其主要目的是为了及时、准确的获得环境监测的全面数据，通过分析环境质量的现状以及变化趋势，准确的预警各种环境问题，并跟踪污染源的变化，从而对污染事件及时做出反应。目前，为了遏制重金属水污染问题的发生，我国出台了《重金属污染综合防治“十二五”规划》（以下称为《规划》），其中表明指出了五大重金属污染重点防治行业，包括冶炼、采矿、铅蓄电池、化学原料及其制、皮革以及其制品，并决定在这5年内加大对于重金属污染防治的投资。与此同时，在《规划》中划出了14 个重金属污染综合防治的重点省区和138个重点防治区域，要求到2015年，重点区域内的重金属污染物排放量要比2007年减少15%，非重点区域内则不能够超过2007年的重金属污染物排放量。由此可见，国家对于重金属污染的防治势在必行。
3.2重金属水污染监测的技术进展
随着市场需求的不断变化，我国的重金属水污染监测技术发生了翻天覆地的变化，并且逐步朝着规范化和产业化发展，不断满足了污染治理的需求，具体表现如下：
3.2.1检测技术的不断进步
当前，面对日益复杂的水环境，在重金属的污染检测中出现了更多简便、科学的方法。比如说，激光诱导击穿光谱法具有较高的灵敏度，因此可以进行多元的检测；新型的电化学传感器通过运用阳极溶出伏安法来减少仪器的检测限，而且还具有便于携带的特点，因此广泛的应用于野外的现场监测中；此外，随着检测技术的不断发展，酶抑制法、生物传感器等诸多重金属检测方法也将在重金属水污染中得到不同的应用。
3.2.2自动化控制技术的成熟
由于重金属的监测比较复杂，而且对于样品和试剂的定量要求比较高，因而对于地表水的重金属分析十分困难。当前，为了更加精细、稳定的进行重金属污染分析，在重金属的检测中应用了自动化控制技术，通过全自动的分析以及精确的计量，不仅能够避免人类接触有毒药剂而带来的伤害，还能够提高计算的精确程度，从而使得分析结果更加的可靠。
3.2.3监测方案的针对性
一般来说，重金属的污染量是非常小的，尤其是在水体当中，容易受到其他微量元素的影响，从而导致监测的数据不准确。此外，即使是同一种重金属污染，也会因不同的水质特性而产生不同的结果，因而在监测过程中要采用有针对性的方案。比如说，为了排除钙、铁、锌、铜对铅、汞等重金属监测的影响，需要在检测过程中进行预处理或是加入相应的掩蔽剂，从而确保监测数据的真实、可靠性。[3]
4结束语
综上所述，我国的重金属水污染事故时常发生，严重影响着附近居民的身体健康，由此必须要加强对于重金属水污染的治理和监测。当前，随着科学技术的发展，我国的重金属水污染监测的技术有了很大的发展，其中检测技术有了很大程度上的进步，自动化控制技术日趋成熟，以及监测方案也更加有针对性，在不断满足重金属水污染治理需求的同时，对于改善重金属水污染方面发挥了不可替代的作用。
【参考文献】
[1]李振.浅谈重金属水污染现状及检测进展[J].可编程控制器与工厂自动化， 2012，9（7）：48-50.
[关键词] 土壤 重金属 污染 防范
[中图分类号] X833 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2016）06-0061-02
随着“镉大米”超标的报道，湖南省株洲、衡阳等地的稻米重金属镉超标陆续曝光，在国内外引起强烈反响，对整个粮食行业造成了很大冲击。广大市民在经历了牛奶的“三聚氰胺”，猪肉“瘦肉精”等事件之后，现在又出现了粮食“镉米”事件。因此，土壤重金属污染治理任务更加紧迫。
1 土壤重金属污染现状
民以食为天，食以安为先。粮食是最基本、最重要的食品，也是生产其他食品的基本原料，保障粮食质量安全至关重要。而“食品安全”的核心挑战就是农药残留和重金属污染。我国土壤污染的形势已相当严峻，据估算，全国每年受重金属污染的粮食达1200万吨，造成的直接经济损失超过200亿元。土壤污染造成有害物质在农产品中积累，并通过食物链进入人体，引发各种疾病，最终危害人体健康。
根据全国污染区的不同情形，稻米中超标的有害重金属不只是镉，还可能包括铅、砷、汞、铜等。除了稻米，其他农作物同样有可能受到重金属超标的影响。据中国土壤学会副理事长张维理分析，我国农药使用量达130万吨，是世界平均水平的2.5倍。而据测算，每年大量使用的农药仅0.1%左右可以作用于目标病虫，99.9%的农药则进入生态系统，造成大量的土壤中的农药残留、重金属及植物激素的污染。总之，我国土壤污染呈现一种十分复杂的特点，呈现新老污染并存，无机有机污染混合的局面。
2 土壤重金属污染种类
土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量金属元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。
污染土壤的重金属主要包括汞、镉、铅、铬和类金属砷等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌、铜、镍等元素。
3 土壤重金属污染的特点
3.1 重金属不能被微生物降解，是环境中长期、潜在的污染物；
3.2 因土壤胶体和颗粒物的吸附作用，长期存在于土壤中，浓度多成垂直递减分布；
3.3 与土壤中的配位体作用，生成络合物或螯合物，导致重金属在土壤中有更大的溶解度和迁移活性；
3.4 土壤重金属可以通过食物链被生物富集，产生生物放大作用；
3.5 重金属的形态不同，其活性与毒性不同，土壤pH、颗粒物以及有机质含量等条件深刻影响它在土壤中的迁移和转化。
4 土壤重金属污染的危害
4.1 重金属污染对环境的危害
重金属在土壤-作物系统中迁移直接影响到作物的生理生化和生长发育，从而影响作物的产量和品质。镉是危害植物生长的有毒元素，例如，如果土壤中镉含量高，会破坏叶绿素，植物叶片的结构，减少根系吸收水分和营养物质，抑制根系生长，引起植物生理失调，减少生产。铅在农作物中的组织中可能会导致氧化、光合作用和脂肪代谢强度减弱，减少对水的吸收，耗氧量增加，从而阻碍作物生长，甚至导致作物减产等。
4.2 重金属污染对人类的危害
金属可通过食物链最终危害人类健康。比如：镉的生物毒性显著，会给人体带来高血压、心脑血管疾病、肾功能失调等一系列问题。汞食入人体后直接沉入肝脏，对大脑视力神经破坏极大。砷会使皮肤色素沉着，导致异常角质化。铬会造成四肢麻木，精神异常。铅是重金属污染中毒性较大的一种，一旦进入人体很难排除，并直接伤害脑细胞，造成智力低下等。
5 土壤重金属污染的来源
5.1 工业“三废”对土壤中重金属的影响
随着经济的发展，人们对工业的应用越来越重视，在一些经济欠发达地区，人们环保意识薄弱，加之我国目前科技水平低和经济实力差，未经处理的废水、废气、废渣直接在环境中的工业发展。这些重金属也通过自然沉淀、雨水淋入土壤等方式进入土壤，进入正常循环的生态系统。例如，一些金属冶炼厂，硫酸厂，化工厂和采矿场附近的这些重金属也通过自然沉淀，如雨水渗入土壤的方式，然后进入生态系统的正常循环。例如，一些金属冶炼厂，硫酸厂，化工厂和采矿场附近重金属通过自然作用，如风力，雨水再次由重力进入土壤层，严重影响居民的生活质量。工业发达，由于城市人口密度大，土壤重金属污染严重，从郊区到农村逐渐缓解。
5.2 农业灌溉、化肥农药的应用
克服了自然能力的提高，天气已成为历史。在追求高产、稳产、科技发展的同时，为农业提供了广泛的农药、肥料等磷肥，含有镉、汞、铅、有机汞等农药和未经处理的污染农田灌溉农田，是埋下了诅咒，对土壤重金属污染的土壤硬化和盐碱化，农作物产量和品质造成很大影响。
5.3 汽车尾气的排放
汽车尾气排放的主要污染物如一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、铅。这些物质随风一起落，变成土壤形成污染。实验证明，国道、公路在土壤重金属污染较严重，而作为距离从近到远，从公共道路，土壤的污染逐渐轻。
6 防范重金属污染的途径与措施
6.1 清理和减少化工污染源，如电镀企业、油漆生产加工企业、化工原料生产企业、矿山开采企业、废旧电子回收及拆解企业等。
6.2 做好雨污分流工作，充分发挥污水处理厂的作用，减少企业废水、生活污水中重金属对环境的危害。
6.3 减少农田化肥和农药用量，加强畜禽粪便的处理，减少农业投入品及养殖业的污染。
6.4 做好废旧电池（干电池、蓄电池）、废旧电子产品、日光灯管、荧光灯、节能灯等的集中回收。据统计，一支普通的节能灯管破碎瞬间可以使周围每立方米空气中的汞浓度达到10～20毫克，而按规定汞在每立方米空气中的最高允许浓度仅为0.01毫克。
6.5 提倡健康出行，以步代车，减少汽车尾气（铅、PM10）对环境的影响。
6.6 重金属污染应注重于防。一旦发生污染，则很难治理。为了子孙后代的安全，我们要增强主动防范意识。
土壤重金属污染给人类社会和自然生态环境带来了严重的危害，这些危害与人类息息相关，因此，我们只有从自身做起，从控制污染的源头采取措施，综合性地防治土壤重金属的污染。
参考文献
[1]宋伟，陈百明，许悦.中国耕地土壤重金属污染概况[J].水土保持研究，2013，20（2）：293-298.
