重金属中毒范文1
重金属会使人中毒的原因如下：
重金属中毒是指相对原子质量大于65的重金属元素或其化合物引起的中毒，如汞中毒、铅中毒等。因为重金属能够使蛋白质的结构发生不可逆的改变，从而影响组织细胞功能，进而影响人体的健康，例如体内的酶就不能够催化化学反应；细胞膜表面的载体就不能运入营养物质、排出代谢废物；肌球蛋白和肌动蛋白就无法完成肌肉收缩等，所以体内的细胞就无法获得营养，排除废物，无法产生能量，细胞结构会崩溃并且功能丧失。
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重金属中毒范文2
[关键词]微生物；重金属；生理毒害
中图分类号：S15431 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）22-0314-01
在重金属污染的生态环境中，微生物种群结构、生理代谢会产生各种变化以响应重金属的胁迫，这些信息可用于重金属生物有效性的评价，可为环境中重金属的风险评估提供依据。本文主要从重金属对生理毒害影响、微生物解毒机制及外界环境因素对重金属危害微生物毒性的影响研究进展进行阐述。
1.微生物对重金属毒害的解毒机制
重金属对微生物的毒害主要表现在对微生物活性、微生物的种类和群类结构和对微生物细胞形貌结构的影响。与此相应，微生物对重金属也有不同的解毒机制。主要是通过细胞膜通透性改变、基因调控合成特异性表达蛋白质、合成小分子有机酸及形成难溶性无机物，并在不同部位形成能与重金属结合的产物来实现的。
1.1 细胞膜通透性改变
重金属对微生物的细胞膜的破坏不仅是简单的机械损伤，而且对细胞酶系的改变与物质合成位点也有抑制作用，从而导致微生物原生质膜的组分与通透性改变。重金属对微生物的毒性与微生物细胞膜脂肪酸组成显著性相关，不饱和脂肪酸的增加与通透性的改变并不是对金属运输的适应，而是菌体对重金属造成的不饱和脂肪酸过氧化的适应与抗性。
1.2 合成特异性表达蛋白质
在重金属胁迫下，微生物可通过基因调控，合成特异性表达的蛋白质，参与促进重金属离子外排或络合，降低重金属的毒害。
廖国建等采用蛋白质双向电泳和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）技术，研究铬（Ⅵ）对粟酒裂殖酵母在蛋白质水平上的毒害作用。结果发现铬（Ⅵ）处理会导致细胞差异表达，其形成的蛋白质斑点有600多个，对其中改变明显的4个斑点进行肽指纹分析发现，电压依赖型阴离子通道和锌结合醌氧化还原酶表达量降低，而S-腺苷甲硫氨酸合成酶和肌动蛋白表达量上升，说明铬（Ⅵ）可能通过合成的功能性蛋白质发挥生物解毒作用。
对于胞外的重金属，微生物可以通过细胞膜和质膜上的生物大分子以胞外吸附、络合、沉淀等作用方式防止重金属离子进入胞内。对于进入细胞内部的重金属，微生物可以通过胞内蛋白或螯合肽络合隔绝，或通过离子通道外排，降低重金属的毒害作用。
微生物体内蛋白质具有多种生理功能，如作为细胞质渗透调节物质、稳定生物大分子结构等，在环境胁迫条件下，微生物可通过调整蛋白质的合成与降解来适应环境。
1.3 合成小分子有机酸
除了微生物形成的生物大分子可以与重金属相互作用，生物体也可以通过合成一些小分子有机酸降低重金属的毒害作用。
Magyarosy等研究发现经过Ni2+处理的黑曲霉（Aspergillus niger）合成分泌草酸，在细胞壁和细胞内部形成无水草酸镍晶体。Liao等用气相色谱法对含有不同重金属浓度处理的菌根真菌培养物进行分析，发现草酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸等有机酸随着重金属浓度的增加而增加，认为可能是真菌利用这些有机酸降低pH值，与重金属络合形成不易被菌体吸收的有机形态。Hantke在离体培养实验中也发现，微生物在重金属胁迫条件下所分泌的有机酸，可以抑制生物体对重金属的吸收。在重金属胁迫下，微生物分泌的有机酸可能是生物的一种解毒机制。
1.4 形成难溶性无机物
有些微生物也可以通过合成分泌形成无机物与重金属离子结合，形成难溶性物质。Tam通过X-射线分析发现耐重金属菌株豆包菌分泌物含大量与磷酸盐结合的铜和锌，认为磷酸盐的分泌可提高菌株的抗性。硫酸盐还原菌通过还原硫酸盐形成H2S，与重金属离子形成硫化物沉淀，降低重金属有效态的含量。
2.外界环境因素对重金属毒害微生物的影响
重金属的生物毒性由环境因素决定的，外界因素的变化导致重金属生物有效性的改变，影响其毒性作用。外界因素可以分为两大类：（1）生物因素，如生物体的大小、种类、生长期、耐受性等；（2）非生物因素，如土壤活性颗粒、pH、无机物、有机物等，两大因素共同作用决定重金属毒性的大小。以下主要从非生物因素对重金属毒性的影响进行概述。
2.1 土壤活性颗粒的影响
在土壤环境中，大部分微生物与土壤中固相部分结合在一起的，附着在土壤活性颗粒表面。土壤颗粒主要通过与重金属发生界面反应（表面沉淀、离子交换等）。在微生物表面形成包被防止重金属与菌体接触、让微生物附着颗粒表面形成生物膜等方式降低重金属的毒害。土壤中粘土矿物通过界面反应降低环境中重金属游离态的浓度或将毒性高的金属形态通过氧化还原作用转化为低毒性的形态。
2.2 土壤pH的影响
pH对重金属的形态和毒性的影响较为复杂，主要通过三种途径改变重金属离子在溶液中的存在形态，从而也能影响重金属的毒性。首先pH可改变金属的水解平衡，从而改变游离金属离子的浓度；其次溶液中的H+和重金属离子竞争与有机或无机成分的络合作用，改变络合平衡，此外， pH还可以改变吸附体系的有效阳离子交换量（eCEC），从而影响重金属离子吸附过程（生物表面吸附、颗粒表面吸附等）。研究发现随着pH的降低，也可导致重金属毒性的降低，可能是由于pH降低，导致溶液中H+增多，竞争吸附重金属离子的吸附位点。但一些研究也发现，pH升高可提高Ni、Zn、Co和Cd对细菌、真菌、放线菌的毒性，可能是由于pH升高将游离态的重金属转变成毒性更强的形态。
2.3 土壤有机质的影响
环境中的有机质也可与重金属相互作用，可通过化学反应与重金属结合或者吸附在有机颗粒表面，不同的有机物组成对重金属有不同的结和力，降低游离重金属离子的浓度，减小重金属毒害作用。有机质降低重金属毒害作用可能存在两种机制：（1）有机质与重金属离子发生化学反应，形成络合物。（2）重金属离子吸附在有机胶体颗粒表面，从而降低游离态重金属离子的含量，降低其毒性。但是少量重金属离子与有机物结合形成有机态重金属将会导致毒性增强。部分微生物可将二价汞离子变成毒性更强的中间体甲基汞，最后通过酶还原作用将甲基汞转变成挥发性的金属汞，降低汞的毒性。
2.4 土壤金属阳离子浓度的影响
一定范围内增加金属阳离子的浓度可降低重金属的毒害性。William研究发现Cu2+和Mn2+对细胞结合位点的竞争控制着细胞中Mn2+的含量和藻体的生长速度。Jayaraj研究了Ca2+、Mg2+、Fe3+三种元素对Cu2+、Ni2+、Cd2+的解毒作用，发现在浓度达到100mg/L之前，Ca2+和Mg2+浓度的增加可以降低重金属的毒性，但当浓度继续增大，反而会增加重金属的毒性。对于无机盐阳离子可降低重金属的毒害作用的机制，目前主要认为是金属阳离子竞争吸附了重金属的结合位点，降低了重金属与微生物结合的风险。
3.问题与展望
当前对微生物群落结构的研究主要集中在微生物多样性和生态功能方面，而对于群落中微生物功能菌对重金属毒害的生理生态功能的研究还比较缺乏；并且在自然环境中微生物之间的相互作用可显著性降低重金属的毒害，对微生物之间的自我调控、相互协作的研究将会成为下一个研究热点。
重金属中毒范文3
关键词：食品 重金属 检测方法
1、引言
所谓重金属就是相对原子的密度在 以上的金属，如Cu、Pt、Zn、Ni、Co、Cd、Cr、Hg、Bi、等。一般情况下，重金属在自然界中物品的浓度不会达到危害人类以及其他生物的程度，但是伴随着工业化在人类社会的不断的发展，在工业化的生产中，会有大量的有毒有害的重金属元素随着废弃物的排放进入大气、水和土壤中，如土壤及水中铅、汞、镉、铬等不断增加，这些重金属元素如果控制在一定范围内不会影响生态环境，但是一旦其含量超标就会引起对环境的污染。当我们所食用的粮食、蔬菜在这样的环境中成长时，这些粮食作物中也会含有了重金属元素，一旦人们食用了这些食物，这些重金属就会在人们身体中积累，当人体中累积的重金属元素到一定的程度，机会危及人身健康，使人造成重金属中毒。“粮食是人生存之本”关注食品安全对人类健康至关重要。因此，对于食品中的重金属进行认真、准确的检测是一项利国利民的大事[1]。
2、几种主要重金属的危害
2.1.重金属Hg（汞）的危害
重金属Hg又被称为水银，在自然界中的存在形式主要有金属单质汞、有机汞和无机汞三种。汞及其化合物在我们的化工业中应用十分的广泛，有机汞中毒是汞中毒最主要的形式，手指、口唇和舌头麻木是该重金属中毒患者最主要的表现，除了这些之外中毒患者还会说话不清、视野缩小、及神经系统遭受严重的损害，汞中毒深的患者还极有可能发生瘫痪使患者肢体变形以及吞咽困难等症状，更甚至还会造成死亡。
2.2.重金属Cd（镉）的危害
Cd是一种银白色有光泽的金属，原子序数为48，元素周期表中属ⅡB族金属元素。镉元素在自然界中分布广泛，其初级的产区主要在亚洲。镉元素不是人身体的必需元素，人体内的镉元素主要来自于人引用的水食用的食品，镉元素不易被肠道吸收，但可经呼吸被体内吸收，食用这些物品会使得镉元素在人体内积累。人体内的镉主要积累在肾脏和肝脏中，镉中毒主要表现在对骨骼、肾功能和消化系统的损伤。大量的研究显示人体内的镉及其化合物含量超标会导致突变，并且还具有一定的致畸和致癌作用。另外，镉会对刺激呼吸系统，长期的处在这样的环境中会使得嗅觉功能丧失、牙龈出现黄斑，还可能导致骨质的疏松以及软化。日本就曾经因为镉中毒出现“痛痛病”，后果十分严重。
2.3.重金属Pb（铅）的危害
铅是银白色的金属，十分柔软，用指甲轻轻在其表面划刻就能划出痕迹。因为用铅可以在白纸上划出痕迹，在古代常用其做笔，这就是“铅笔”的由来。在现代工业中铅的重要的用途是制造蓄电池，并且铅的化合物的种类很多，颜色各异，因此铅还用于制造颜料、釉料等。铅中毒是一种蓄积性中毒，近几年来，随着工业的迅猛发展，铅污染日趋严重，已经对人们的健康造成了极大的影响。铅元素在人体内的含量如果超标，就会损伤神、经造血及肾脏系统。智力低下、反应迟钝、贫血等一直是铅中毒患者的最常表现症状。铅元素对于以及幼儿的发育造成的危害尤为严重，幼儿期的铅中毒会造成幼儿发育的迟缓，多动症等。
2.4.重金属As（砷）的危害
砷是一种化学性质类似于金属类金属元素，无机砷和有机砷是砷化合物主要形式，砷的硫化物矿自古以来被用作颜料和杀虫剂、灭鼠药。砷可以抑制人体内很多酶的功能，从而干扰细胞的呼吸以及繁殖，对人体体内的新岑代谢造成了极大的影响。砷中毒有急性中毒和慢性中毒。急性砷中毒主要是对胃肠的影响，使胃肠产生炎症，砷中毒可使得中毒的患者中枢神经系统麻痹，严重情况下患者常有七窍流血的现象更甚者可导致死亡。慢性砷中毒会造成皮肤的色素沉着，皮肤末梢神经炎的症状，还可能导致神经衰弱，现在砷金属及砷化合物已被确认可能会引起癌症[2]。
3、我国重金属污染现状
目前我国重金属的污染的现状令人堪忧，被污染的耕地面积达到2千万公顷，我国耕地总面积是18亿亩，污染的耕地达到了了我国耕地总面积的20%，土地的污染不仅破坏了生态环境，还造成了对植物的污染，这也间接导致了食物品中含有了重金属元素，使得食物的品质不断的下降。我国每年减产1千多万吨的粮食，这些都是由于重金属污染而引起的，合计损失的人民币最少是200亿。并且，由土地污染引起的农产品质量安全问题令人堪忧，由此导致的也是逐年的增加，这不仅危害了人民群众的身体健康，还对社会的稳定造成了严重的影响。
4、重金属检测方法
对于食品中的重金属元素检测方法主要有下面几种：
第一种方法是原子吸收光谱法，这一方法的检测原理是食品中的自由原子由于共振会对特征辐射光进行吸收，并通过对于对测量原子吸收辐射光的量，来测量食品中的重金属元素的含量。
第二种方法是紫外可见分光光度法，该方法的检测原理来自某些分子或者是原子会与待测重金属发生络合反应，产生络合物，络合物一般是有色金属化合物，通过对所显现出来的颜色深度进行辨析，我们就可以得出对应元素含量.
第三种常见的方法是原子荧光光谱法，该方法利用的是特定频率的辐射波，这种辐射能激发食品中重金属元素的原子蒸汽另其产生荧光，通过对荧光的强度进行测量就能够得到食品中相应重金属元素的含量。
第四种方法就是X 射线荧光光谱法，这一种方法通过测量食品中重金属元素对X射线的吸收吸收情况来获得重金属元素的含量。
第五种方法是电感耦合等离子体质谱法，这一种方法是对重金属的同位素进行分析得出重金属的含量，这一方法优点是线性范围广、分析速度快、灵敏度高，并且还能够分析对同位素进行示踪研究[3]。
5、总结
保证食品安全是利国利民的大事，关乎千家万户健康，因此需要引起广大人民群众的关注。当然，要解决食品中的重金属问题首先要做的就是对重金属污染的排放进行严格的控制，其次要完善环境保护法，加强重金属污染的监督机制，确保食品的安全。
参考文献
[1]戴花秀.浅谈食品中常见的重金属污染途径及检测方法[J].科技论坛，2011（9）：18-19.
重金属中毒范文4
密度在5以上的金属统称为重金属，如金、银、铜、铅、锌、镍、钴、镉、铬和汞等45种。从环境污染方面所说的重金属，实际上主要指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属，也指具有一定毒性的一般重金属，如锌、铜、钴、镍、锡等。目前，最引起人们关注的是汞、镉、铅等。
汞俗称水银，易挥发。汞入侵人的神经中枢系统后，会破坏脑血管，表现为四肢麻木、语言失常、视野缩小、听觉失灵等，严重者会出现神经紊乱、运动失调，进而痉挛致死。其主要来源为水产品和含汞农药污染的谷类、蔬菜、水果。
镉是剧毒性物质，且有协同作用，可使进入体内的其他毒物的毒性增大。镉进入人体后，可以在人的肝、肾、胰腺和甲状腺内累积，可引起骨、消化道、血管病变，表现为神经痛、肾炎、骨质松软、骨折、高血压、贫血、内分泌失调等症状。镉还有致癌、致畸、致突变作用。其主要来源为水体受到污染的水生食物和含镉的餐具等。
铅中毒会导致心脏衰竭、腹部疼痛、肾脏损害、高血压、关节疼痛、生殖障碍、贫血等症状。孕妇铅中毒后会出现流产、新生儿体重过轻、死婴、婴儿发育不良等严重后果。儿童则会出现食欲缺乏、胃疼、失眠、恶心、腹泻、智商低下、贫血等症状。其来源为含铅类用具、马口铁罐头、陶瓷釉上彩、香烟、皮蛋、水管、汽油、废弃电池等。
避免重金属入侵注意事项
1.少闻汽车尾气。
2.一些特殊行业，如从事锡铅电镀，工人很容易受到铅污染；经常拿报纸、彩色印刷物虽然不容易导致铅含量高，但一定得注意随时洗手。
3.尽量选择环保的油漆涂料。一些油漆、颜料也含有铅，小儿不慎吞食有可能发生急性铅中毒。
4.尽量避免使用锡铅制成的工艺品容器盛装食物。一些锡制工艺品可能是使用锡铅合金制造的，用它盛放食物、饮料可能会食入铅。
5.使用液体血压计、温度计时要小心。操作不慎易造成汞泄漏。可以使用电子血压计、温度计代替。
6.服用中药的时候一定要注意成分及使用方法。一些中药往往毒性很强，为了达到以毒攻毒的效果，这类中药可能含铅、汞、砷等剧毒成分。
7.少吃海鲜和动物内脏。体积大的海鲜处在食物链较高阶段，体内富集的污染物较多。应尽量食用体积小的海鲜，且要少食。每周最多吃一到两次动物内脏即可，每次食用量不宜超过50克。食用时最好多搭配一些粗粮和蔬菜，以补充膳食纤维。
8.食用皮蛋时要注意，市场上的皮蛋有铅皮蛋和无铅皮蛋之分，要认清标签，选择无铅皮蛋；另外，一定要注意，醋伴食皮蛋不仅不能减少人体对铅的吸收，反而是醋遇铅之后会形成醋酸铅，更加容易被人体吸收。
9.少喝易拉罐装饮料。据科研人员对22种饮料的调查发现，易拉罐饮料中铝含量较高，比瓶装饮料高3～6倍。
巧用食物进行排毒
人们可通过平衡膳食或食用一些食物对抗或减少重金属的危害。
1.硒可解抗镉、铅、砷、汞的毒性作用。龙虾、金枪鱼、猪肾等都是含硒高的食物，一些高硒大米的硒含量也比较丰富，但不同地区的食物硒含量会有不同。
2.铁和膳食纤维能减少铅的吸收。由于铅在体内的吸收途径与钙、铁、锌可发生竞争，因此，膳食中含钙、铁、锌丰富，就可减少铅的吸收。
3.牛奶中所含的蛋白质可与铅、汞结合形成不溶物，所含的钙可阻止重金属的吸收。牛奶对于急性铅、汞中毒有一定急救作用。
4.茶叶中的鞣酸可与铅形成可溶性复合物随尿排出。
5.海带中的碘质和海藻酸能促进铅的排出。
重金属中毒范文5
毒奶粉、地沟油、塑化剂、含铅化妆品……这些年来，问题产品不断被曝光，各色各样的“毒物”仿佛充斥着我们生活的每个角落。与之相对的，满大街都是五花八门的“排毒”。一时间，许多产品都纷纷冠以“排毒”的名号，“排毒养颜”“无毒一身轻”等说法泛滥成灾。但是，此排毒非彼排毒。我们今天要介绍的排毒疗法，是一种用来防治肿瘤和各种慢性疾病的手段。
排毒疗法，究竟是个什么样的治疗方法？带着疑问，我们采访了祈福医院排毒养生中心的区俊文主任，让她带我们走进这种新疗法。
排毒，给身体做个减法
排毒疗法，是指通过口服或静脉输液等方式，采用天然的中西药物，帮助病人清除体内的毒素。它除了可以用于肿瘤病人的综合治疗，还被应用于动脉粥样硬化、亚健康状态的治疗；不仅是一种治病手段，还是一种防病的方法。
体内“毒素”有哪些，从哪里来？简单来说，可以分为两大类――
第一类是外源性毒素，简称“外毒”，主要指存在于自然界，从外部侵袭人体的一些有毒害物质。如各种有毒重金属（如铅、锰、镉、汞、砷等）、化学污染等。
由于环境污染日益严重，人体摄入过量重金属的情况变得越来越普遍。常见的对人体健康有较大危害的重金属有铅、锰、汞、砷、镉等，蓄积在人体还可能诱发肿瘤。近年来，恶性肿瘤发病率不断增高，重金属污染就是罪魁祸首之一。
就近的例子有广东北江，工业化带来的镉、铊等重金属对河水的污染，催生了沿岸一批远近闻名的“癌症村”。
一些医学工作者发现，在肿瘤病人中，重金属超标的发生率要比健康人群高。
另一类则是内源性毒素，简称“内毒”，即人体自身代谢过程中产生的有害物质。正常情况下，人体对于内源性毒素具有自我清除的功能；但是，当机体处于疲劳、紧张或疾病等情况，就会导致代谢功能失调、内分泌紊乱，体内的一些“垃圾”不能及时排出，蓄积过多而转化为毒素。这些体内产生的“垃圾”有自由基、尿酸、乳酸等。
对于“外毒”，针对重金属超标的肿瘤病人，医生会选用相应的重金属解毒药物，与病人体内超标的重金属结合，而后使其随尿液等排出体外，以减少其对机体的持续危害。而针对自由基等“内毒”，则通过应用一些具有抗氧化作用的药物（如维生素C、谷胱甘肽等），清除自由基，从而达到延缓肿瘤进展、预防肿瘤复发的作用。
“度身定制”排毒方案
据区俊文主任介绍，该中心开展此疗法数万例，目前没有一例不良反应发生。而安全性保障的关键，就在于制订一个全面周详的整体排毒方案，尤其要做好排毒前的整体体质评估。由于每个肿瘤病人的身体状况不同，排毒疗法也必须因人而异。应针对每个人的情况，“度身定制”相应的排毒方案。
排毒治疗是怎么进行的？
首先，病人在治疗前，需要进行体内“毒素”水平的检测。检查项目包括重金属含量、酸碱平衡指标以及体内一些重要的酶指标等。
之后，医生再根据病人的检查结果以及体质辨识等，决定排毒治疗方案。排毒治疗所用的药物成分并不是单一的。医生会根据每个病人的具体情况，选择不同的药物组合。
排毒疗法常用的药物
金属螯合剂：如依地酸二钠、二巯丁二酸等。金属螯合剂进入体内后，可以和重金属结合，生成能溶解在水中的稳定的化合物，然后随尿液等排泄到体外。
维生素：常用的有维生素C和B族维生素。维生素C有抗氧化作用，可以抵御自由基对细胞的伤害，还能提高免疫力。
谷胱甘肽（GSH）：具有清除自由基、抗氧化、螯合解毒、防护辐射及抗衰老的作用。通过减少自由基对细胞膜的氧化损伤，使体内多种酶发挥正常功能，并增强机体的免疫功能。
一个疗程通常包括10次的排毒治疗，持续时间为一个月。一个疗程过后，病人需要复查相应的抽血指标，以了解体内毒素的排出情况和身体一般情况。
由于每个病人所选用的排毒药物、治疗方案不尽相同，治疗费用也各异。一个疗程排毒治疗的花费在2000~8000元之间。
适用条件有讲究
排毒治疗通过各种天然药物排毒方法，祛除体内的诱癌、促癌因素，其特点为，治疗过程安全，病人没有不适和痛苦，也没有明显不良反应的发生。
排毒疗法适合哪些肿瘤病人呢？
就肿瘤的类型来说，这种疗法目前常用于乳腺癌、大肠癌等各种实体肿瘤以及淋巴瘤的综合治疗。
哪些病人不适合进行排毒治疗？
严重的心、肾衰竭病人，须慎用排毒疗法；此外，有些排毒药物禁用于G-6-PD缺乏（蚕豆病）病人。
排毒疗法可以代替手术、放化疗吗？
排毒疗法，在肿瘤治疗中所起到的是辅助、支持的作用，它并不能代替传统的手术、放疗和化疗。从治疗的整体方案来看，排毒疗法并不是单独的治疗手段，而是作为肿瘤综合治疗的一个组成部分来发挥作用的。也就是说，肿瘤病人在接受正规手术或放化疗的同时，可以采用排毒治疗，作为常规治疗手段以外的一种补充和支持，这样可以使肿瘤得到更好的控制，尤其可以减少放化疗的不良反应。
因为排毒疗法的作用，并不是直接杀灭肿瘤，而是主要通过去除一些诱发肿瘤发生的病因和加速肿瘤恶化的因素，从而延缓肿瘤进展，降低复发的可能性。此外，它还能促进肝脏解毒排毒功能，改善人体内环境的酸碱平衡等，减轻放疗、化疗后的并发症和不良反应，提高病人的生活质量。
重金属中毒范文6
关键词：土壤重金属；城市绿地；污染评价；包头市
中图分类号：X53；X825 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）16-4124-05
DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.16.013
城市化发展和城市人口的高度集中给土壤环境带来了严重的破坏，土壤重金属污染日益严重。在工业发达地区，土壤重金属含量要比自然本底值超出几倍甚至更高。城市重金属污染以Cu、Zn、Pb、Cd和Cr最为常见，如广东韶关、湖南株洲和广西龙江均发生过严重的Cd污染事件，湖南郴州、陕西凤翔和安徽怀宁均发生过严重的Pb中毒事件，可见重金属污染问题在中国局部地区形势非常严峻。
重金属具有难降解、移动性差和易富集等特点，是土壤长期、潜在的污染物，且其可通过大气、水体或生物链直接或间接地进入人体，危害到人类的健康[1，2]。因此，土壤重金属污染逐渐备受人们的关注，有关重金属污染和治理的研究日趋深入，研究范围也越来越广。目前土壤重金属的研究方向已由传统的农林业转向城市，对象涵盖城市工业区、郊区、农田、矿区以及逐渐受到重视的城市绿地等。
包头市作为典型的重工业城市，土壤重金属污染现象较为严重。目前有关包头土壤重金属的研究主要集中在农田、郊区、工厂企业周边和矿区等，对城市绿地的研究则较少[3-8]。鉴于此，本研究以包头市典型城市绿地为研究对象，通过采集分析土壤中的Cu、Zn、Pb、Cr、Cd 5种元素的含量，并使用污染指数法、地累积指数法、潜在生态危害评价法和生物毒性单位法对包头市典型城市绿地重金属污染进行评价，以期为包头市城市土壤环境的保护及土地资源的合理利用提供一定的依据。
1 材料与方法
1.1 样品采集
2014年10月，根据在包头市区内的实地调查，选取受人类活动影响较大的包钢公园、赛罕塔拉城中草原、南海湿地公园和八一公园作为研究对象。用竹铲采集地表0～20 cm的土壤样品不少于1 kg，保存于聚乙烯塑料袋中，注明采样日期、地点等。为避免土壤分布不均造成的影响，根据相应区域的地形特点，用梅花布点法或蛇形布点法随机采集4～5个样品进行混合。
1.2 样品的处理及分析
土壤样品在室内自然风干后，用木棍细细碾压，剔除植物残体、碎石等杂质，混匀后，过20目和100目尼龙筛，装入聚乙烯塑料袋中保存待测[9]。
利用HCl-HNO3-HF-HClO3（优级纯）对样品进行消解，定容后采用火焰原子吸收分光光度法和石墨炉原子吸收分光光度法分别对Cu、Zn、Cr（GB/T 17138-1997，HJ 491-2009）和Pb、Cd（GB/T 17141-1997）进行测定。试验所用Cu、Zn、Pb、Cr、Cd的标准液均购于国家物质研究中心，所用玻璃器皿和塑料器皿均用10%硝酸溶液浸泡24 h，然后用超纯水洗涤；消解过程中设置空白样品，分析过程均加入国家标准土壤参比物质（GSS-1）进行质量控制。
2 结果与分析
2.1 土壤中重金属含量
将“1.2”中测得土壤重金属含量列于表2。与内蒙古土壤背景值相比，Cu、Pb、Cd在4个研究区域均偏高，Zn在包钢公园和赛罕塔拉城中草原偏高，Cr在4个区域均低于背景值；与全国土壤背景值比较，Cd在4个区域均偏高，Pb、Zn仅在赛罕塔拉城中草原偏高，Cu和Cr未达到背景值。综上分析，4个区域Cd污染现象普遍，其次是Pb和Cu，部分区域出现Zn污染，Cr处于清洁状态。
2.2 内梅罗综合污染指数法评价结果
根据式1、式2并结合单因子和内梅罗综合指数法评价标准（表3）可知，除Cr外，包钢公园其余重金属均为轻污染；赛罕塔拉城中草原Pb和Cd为重污染，Cu和Zn为轻污染，而Cr处于清洁状态；南海湿地公园Cd处于重污染状态，Pb处于中污染状态，Cu处于轻污染状态，Zn和Cr处于清洁状态；八一公园Cd处于重污染状态，Cu和Pb处于轻污染状态，Zn和Cr处于清洁状态。在4个研究区域污染程度依次为Cd：南海湿地公园>赛罕塔拉城中草原>八一公园>包钢公园；Cu、Pb：赛罕塔拉城中草原>南海湿地公园>包钢公园>八一公园；Zn：赛罕塔拉城中草原>包钢公园>南海湿地公园>八一公园。内梅罗综合指数评价结果为：南海湿地公园>赛罕塔拉城中草原>八一公园>包钢公园，说明人为活动的影响是巨大的。
2.3 地累积指数法评价结果
由“2.1”和“2.2”结论可知，包头市并未出现Cr污染，故地累积指数法仅对Cu、Zn、Pb、Cd 4种重金属进行评价。根据式3和地累积指数法评价标准（表4）可知，5种重金属元素的地累积指数范围为：Igeo（Cd）0.26～2.05，Igeo（Pb）0.53～1.45，Igeo（Zn）1.11～0.04，Igeo（Cu）0.40～0.02。4个区域的土壤样品均受到不同程度的Cd污染，其中南海湿地公园为中-强污染，赛罕塔拉城中草原和八一公园为中污染，包钢公园为轻污染；Pb除在赛罕塔拉城中草原为中污染外，其他3个区域表现为轻污染或者无污染；其他两种重金属在4个区域表现为轻污染或者无污染。
2.4 潜在生态危害指数评价结果
对包头市典型城市绿地土壤潜在生态危害指数及风险程度进行评价（表5）可知，Cd在赛罕塔拉城中草原和南海湿地公园处于很强的潜在生态危害，在八一公园表现为强潜在生态危害，在包钢公园处于中等潜在生态危害；而研究区域Cu、Zn、Pb、Cr均处于轻微潜在生态危害状态，其中Pb和Cu在以上评价中因含量超过背景值较多而表现出较重的污染，但因其毒性系数较小，仅为Cd的1/6，表现出较低的潜在生态危害。通过比较RI可知，除包钢公园处于轻微潜在生态危害以外，其他3个研究区域均处于中等潜在生态危害，表明包头市城市绿地已经受到很大程度的人为污染。
2.5 土壤重金属生态毒性评价结果
土壤重金属含量超过最低效应（LEL，当重金属含量低于LEL时，不利于生物生长的毒性效应很少发生[14]）或严重效应（SEL，重金属元素含量高于SEL时，不利于生物生长的毒性效应将频繁发生[14]）阈值时，会对生态系统产生不同程度的环境风险和毒性效应[12，13]。通过与土壤重金属产生的生态阈值（表2）对比发现，评价的5种重金属元素在所有研究区域内均未超过SEL，但Cu在4个研究区域、Pb在赛罕塔拉城中草原均超过了LEL，Zn、Cd则在4个研究区域均未超过LEL。
根据土壤重金属含量与SEL的比值累积得到土壤重金属毒性单位（∑TU），见图1。由∑TU可知，4个区域的土壤毒性排序：赛罕塔拉城中草原>南海湿地公园>包钢公园>八一公园，其中4个研究对象土壤∑TU
3 讨论
研究结果发现，污染严重的主要为南海湿地公园和赛罕塔拉城中草原区域，这可能是由于这两个区域作为旅游区人动密集，且南海湿地公园位于包头二里半机场附近造成其浓度较高。
不同的评价方法在计算手段和侧重点上的不同导致所得结果有所不同。尤其是毒性单位法与其他3种方法评价结果有很大不同，结果显示包头市城市绿地重金属污染较轻，无急性生物毒性。前3种评价放大都表明Cd是4个研究区域污染最严重的元素，但Cd对土壤毒性的贡献却不大，主要是由于Cd的SEL（10 mg/kg）相对较大，导致其毒性值较小。宋玉芳等[17]研究也表明蔬菜对Cu的毒性效应最敏感，而对Cd的毒性效应不敏感，在大量吸收Cd的情况下仍能良好地生长。
4 结论
在4个研究区域，Cd均超过土壤背景值；Pb、Cu偏高于内蒙古土壤背景值，在赛罕塔拉城中草原Pb、Zn超过全国土壤背景值；Zn在包钢公园和赛罕塔拉城中草原高于内蒙古土壤背景值；Cr均未超过土壤背景值。
单因子和地累积指数法评价结果为在4个研究区域Cd污染最为严重，其次是Pb，其他3种重金属表现为无污染或者轻污染；内梅罗污染指数显示除在包钢公园为轻污染外，其他3个区域均表现为重污染。
Cd在4个区域均为中等以上的潜在生态危害，其他4种重金属处于轻微潜在生态危害；除包钢公园整体处于轻微潜在危害外，其他3个研究区域均处于中等潜在生态危害。
土壤毒性大小为赛罕塔拉城中草原>南海湿地公园>包钢公园>八一公园，但其均表现为无毒性。
参考文献：
[1] 陈满怀.土壤环境学[M].北京：科学出版社，2005.
[2] 管东升，陈玉娟，阮国标.广州城市及近郊土壤重金属含量特征及人类活动的影响[J].中山大学学报（自然科学版），2001，40（4）：93-96，101.
[3] 张庆辉，王 贵.包头市农田表层土壤重金属含量综合评价[J].安徽农业科学，2008，36（31）：13527-13528，13546.
[4] 张庆辉，王 贵，朱 晋.包头南郊污灌区农田表层土壤重金属潜在生态风险综合评价[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2012，40（7）：181-186.
[5] 唐 力.包头市常见绿化树种体内与生境土壤中重金属元素含量的相关分析研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2011.
[6] 郭 伟，赵仁鑫，张 君，等.内蒙古包头铁矿区土壤重金属污染特征及其评价[J].环境科学，2011，32（10）：3100-3105.
[7] 王 贵，王 芳.重工业城市土壤重金属含量分布特征及污染评价――以包头市为例[J].干旱区资源与环境，2008，22（8）：171-173.
[8] 徐 清，张立新，刘素红，等.表层土壤重金属污染及潜在生态风险评价――包头市不同功能区案例研究[J].自然灾害学报，2008，17（6）：7-12.
[9] HJ/T 166-2004，土壤环境监测技术规范[S].
[10] 郭笑笑，刘从强，朱兆洲，等.土壤重金属污染评价方法[J].生态学杂志，2011，30（5）：889-896.
[11] HAKANSON L. An ecological risk index for aquatic pollution control：A sedimentological approach[J].Water Research，1980， 14（8）：975-1001.
[12] 高 磊，陈建耀，柯志庭，等.东莞石马河流域重金属污染及生态毒性的时空差异[J].环境科学，2013，34（8）：3079-3087.
[13] 朱爱萍，陈建耀，江 涛，等.北江流域横石河――翁江沿岸土壤重金属污染特征分析[J].中国环境科学，2015，35（2）：506-515.
[14] BAI J H，XIAO R，CUI B S， et al. Assessment of heavy metal pollution in wetland soils from the young and old reclaimed regions in the Pearl River Estuary，South China[J]. Environment Pollution，2011，159（3）：817-824.
[15] 李 涛，谭 雪，买亚宗，等.海浪河流域重金属污染评价[J].干旱区资源与环境，2015，29（1）：112-118.
