重金属对环境的影响范文第1篇

[关键词]土壤；蔬菜；重金属污染

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2016.51.181

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

1 养猪场固废农用的环境影响研究进展

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

2 养猪场固废农用对土壤环境影响研究进展

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

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

3 蔬菜中的重金属污染研究进展

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

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

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

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

4 该领域的研究方向

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

⒖嘉南祝

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重金属对环境的影响范文第2篇

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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重金属对环境的影响范文第3篇

关键词：污泥；重金属；环境风险；削减措施

中图分类号：X703文献标识码：A

作者简介：杨志海（1977-），男，河北唐山人，讲师，固体废弃物综合利用技术；孙玉焕（1976-），女，山东德州人，副教授，研究方向：污泥土地处置的风险评价及其资源化。

基金项目：青岛科技大学科研启动基金（0022177）资助

1引言

污泥又名污水污泥，是指污水处理厂在净化污水过程中的副产物，是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。由于经济和城市化水平的不断提高及人口的增长，我国污水处理厂迅速增加，相应的污泥产生量也急剧增加。

随着垃圾（包括污泥）填埋场地的越来越少以及对资源循环利用的需求，污泥的土地利用已成为污泥处置的发展方向。污泥含有多种重金属、有机污染物和病原物，这些环境危险物质随污泥进入土壤，对生态环境安全和人类健康带来风险，甚至构成威胁。其中，污水污泥中重金属的含量一直都是人们所关心的环境问题，担心城市污泥中会含有大量重金属，因此把重金属问题看作是限制其农用的主要障碍。

本文就污泥土地利用过程中污泥中重金属含量及其对土壤质量、植物等的潜在影响，以及削减这种环境风险的措施作一综述，为污泥的安全处置及土地利用过程中的生态环境保护提供科学信息和管理经验。

2污泥中重金属的含量

污泥是污水处理的副产物，污水中的污染物在污水处理过程中部分会转移到污泥中。重金属是污泥中最主要的污染物之一。重金属由于具有难迁移、易富集、危害大等特点一直是限制污泥农业利用的最主要因素。陈同斌等[1]对国内（1994～20__）报道的城市污泥重金属的资料进行统计分析表明，我国城市污泥的Ni、Pb、Cr、Cu、Zn含量变化幅度很大，极差最高达几千mgkg-1。从统计结果和根据污泥农用标准进行分析来看，其中Cu和Zn是我国污泥中含量最高的元素，也是限制其土地利用的主要因素之一。李季和吴为中[2]对我国44个城市污水污泥重金属含量进行了统计分析，Cu和Zn的含量低于陈同斌等[1]的对我国部分污水处理厂污泥统计结果，而对于毒性较大的Hg和As，含量则较高。从总量的角度研究重金属是比较传统的研究方法，但只凭一个总量无法说明重金属的活性和生物有效性。因此，在对污泥中重金属进行研究时，不仅要考虑全量，还要对其分布形态进行研究。

3污泥土地利用的重金属风险

3.1增加土壤中重金属含量

施用含有重金属的污泥后，土壤和土壤溶液中各形态的重金属含量均有所增加，但以表层增加最多。由于重金属具有难迁移难转化的特点，因此污泥施用后可以长时间保留在土壤中。长期施用污泥的土壤停止施用污泥后，重金属在各形态中的分布没有明显变化，表明重金属对植物、动物和微生物的毒害作用仍然存在。既然污泥施用后，重金属会残留在土壤中，随着污泥施用时间的不断延长，重金属就会在土壤中不断累积。土壤中重金属含量的增加对人类、动物、植物和土壤生态系统都存在着潜在的危害，污泥土地利用时，应综合考虑施用量、施用地点和施用时间等方面的选择。

3.2对植物的毒害作用

一般而言，随着污泥施用量的增加，作物体内重金属的含量增加。国外专家研究发现，与化肥相比，长期施用污泥土壤的小麦籽粒Cu、Zn含量明显增加。污泥浸提液中的重金属对植物幼苗也有一定的毒害作用，在各种污泥浸提液中，中国大白菜种子发芽率保持较高的水平，随着污泥浸提液浓度的降低，种子发芽率升高。

植物对重金属的吸收受到土壤条件、重金属形态、植物类型等多种因素的影响，不能只从土壤重金属的总量角度来研究。重金属植物有效性是一个涉及物理、化学、生物学等许多因素的交叉研究课题。污泥中重金属的活性既不同于土壤中原有的重金属，又不同于以无机盐形式加入的重金属，其在土壤中的形态转化和植物有效性更带有本身的复杂性，需要更深入细致的研究。

3.3对人和动物的毒害

重金属对人类健康的危害主要通过以下几种途径：（1）人直接暴露在重金属污染的环境中。施入污泥后，土壤中重金属含量提高，人类暴露于污染环境的机会增加。尤其是当污泥用于园林绿地时，这种直接危害更大。（2）重金属通过食物链进入人体。生长在重金属污染土壤上的作物，体内重金属含量也较高，如果摄入了这种受污染的食物，就会危害人类健康。同样，通过食用受污染的动物，也增加了重金属对人类的毒害作用。（3）饮用含重金属较高的水，也可能引起重金属在体内的积累。（4）如果大气中悬浮颗粒物或气溶胶中含有重金属，也可能通过呼吸道进入人和动物体内，产生毒害作用。

动物通过食用受污染的牧草或在放牧过程中直接将受污染土壤摄入体内，增加了重金属对动物产生毒害的可能性。专家对Cd在羊可食部分的积累进行研究时发现，放牧结束时，施污泥草地上的羊肌肉内Cd含量与放牧前相比没有明显变化，但羊肾内Cd含量明显增加，此外，污泥表施处理中羊肝脏内Cd含量显著提高。动物体内重金属浓度的增加，一方面会危害动物的健康，影响其健康生长；另一方面，增加了通过食物链方式对人类健康危害的可能性。

3.4对土壤微生物的影响

土壤微生物是土壤肥力的一个重要指标，它与植物所需养分的生物化学循环和有机碳的转换密切相关。当地球化学指标不能对污染物影响土壤生态系统做出有效评价时，微生物学指标可以预示潜在性有毒物质对土壤肥力的影响。

施用污泥，一方面增加了土壤有机质、全氮等养分的含量，提高了土壤肥力，有利于土壤微生物活性的增加。另一方面，由于污泥中含有重金属等污染物质，随污泥带入土壤的污染物质也会对土壤微生物产生毒害作用。施用重金属污染的污泥后，土壤的微生物生物量、呼吸速率会发生显著变化。施用污泥会使土壤微生物种群结构发生改变。虽然关于污泥施用对土壤中微生物种类和微生物活性的影响进行了广泛的研究，但是在污泥农用对土壤微生物生态系统风险评价中还缺乏有效的生物学指标。

3.5对土壤酶的影响

土壤酶对环境管理因素引起的变化较为敏感，且具有良好的时效性特点

。土壤酶活性在一定程度上还可以反映出环境状况，某些污染物的存在能抑制土壤酶活性，如脲酶和脱氢酶活性对某些重金属的反应很敏感。刘云国等[3]研究发现，土壤脲酶活性随土壤Cd浓度的增加而降低，脲酶活性与土壤Cd浓度显著负相关。谭启玲等[4]的研究结果表明，污泥的施用能增加潮土中脲酶的活性，多酚氧化酶及中性磷酸酶的活性与污泥的施用量有一定相关性，并与土壤中交换态Zn、Cu含量呈一定负相关。微生物活性与污泥性质、施用量有关。当施用低量外加重金属和不加重金属的污泥时（100m3ha-1），二者脱氢酶活性均升高，而当污泥施用量较高时（300m3ha-1），外加重金属污泥的脱氢酶活性降低。虽然土壤酶对土壤污染程度非常敏感，但仅仅以土壤酶来进行评价还远远不够，研究表明，酶活性与微生物量的比率是评价环境胁迫的敏感指标。虽然有关重金属对土壤酶的研究较多，但在重金属的环境风险评价中还没有被广泛应用。

3.6对土壤动物的影响

有关重金属对土壤动物的研究以重金属对蚯蚓的效应居多。研究结果表明，与对照处理相比，施用污泥后，蚯蚓体内Cu和Zn的含量增加。蚯蚓体内重金属含量的增加会明显降低其繁殖能力，生命周期延长。对生活在重金属污染的河流冲积平原土壤中蚯蚓的研究结果表明，蚯蚓体内重金属含量高于未污染的对照区域。由于土壤中的重金属很难被蚯蚓吸收利用，在评价重金属对蚯蚓的毒害作用时，不应只考虑土壤中重金属的全量，还应当考虑土壤溶液中和植物体内重金属的含量。目前，虽然对污泥施用的重金属效应进行了较为广泛的研究，但对土壤动物的研究还相当缺乏，应加强这方面的科学研究。

4削减污泥中重金属危害的途径

4.1堆肥

堆肥是一种把有机废物分解转化成类腐殖质的过程，该过程是在不同微生物的参与下完成的，是一种经济、有效的污泥处理方法。污泥经过堆肥处理，其重金属形态有较大的变化。一般是水浸提态重金属的量减小，交换态和有机结合态重金属的量有所增加，而残渣态的量不同的重金属变化不尽相同，但其比不同浸提剂所提取的总量大的多[5,6]。在堆肥过程中加入钝化剂，如泥炭、粉煤灰和磷矿粉可以有效降低堆肥中有效性重金属含量，是一种简单可行的污泥稳定处理技术[7]。虽然堆肥可以改变污泥中重金属的形态，降低其活性，但是污泥堆肥厂一次性投资和占地面积大、堆肥周期较长，研制低投入、高效率的污泥堆肥工艺是堆肥技术研究及推广应用的关键。

4.2碱性稳定

碱性稳定是指将碱性材料加到处理的污泥中，通过提高污泥的pH值，达到无害化，实现污泥资源化的目的。在碱性稳定过程中，由于添加了大量碱性物料，污泥pH值升高，重金属形态发生改变，从而降低了其生物有效性。此外，在酸性土壤中施用碱性稳定污泥和N-ViroSoil（一种碱性污泥产品）可以降低土壤中可溶态和可交换态的铝的含量，从而降低了铝对植物产生毒害的可能性。因此有关施用碱性污泥的重金属环境风险，有待于进一步深入研究，特别是当碱性污泥施用到酸性土壤后重金属的形态和活性应引起关注。

4.3生物浸沥

生物浸沥是一种较新的能够经济有效去除污泥中重金属的方法。生物浸沥过程中起作用的是硫杆菌属（Thiobacillus）类细菌。周立祥等[8]采用自制的活性较高的硫杆菌菌液对供试厌氧消化污泥中重金属进行生物淋滤，结果表明，通过8天时间，污泥中Cu和Zn的去除率分别达93和85。硫化菌对污泥中重金属的淋滤效果受到温度、氧气和二氧化碳浓度、起始pH、污泥种类与浓度、抑制因子、二价铁浓度等因素的影响[9,10]。

随着污泥农用处置方式日益受到重视，生物浸沥作为一种经济有效的去除污泥中重金属的手段具有广阔的应用前景，应该加强有关这方面的研究并应用在实际的工程中，让污泥成为符合环境标准要求的可利用的资源。在实际的应用中应该结合污水处理工艺，以减少工程和运行成本，提高生物淋滤的利用价值。

4.4完善污泥农用的标准和法律法规

为了防止过量施用污泥对环境和作物造成危害，许多发达国家对污泥的处置利用都制定了严格的法律法规。如美国EPA对污泥的标准、施用地点的选择、病原物的控制、重金属的允许施入量、水源的保护等都作了相应的规定。我国1984年颁布了《农用污泥中污染物控制标准》（GB4284－84），按酸性、中性及碱性土壤分别规定了污泥农用的有害物质标准。但是，我国关于污泥农用的标准和法律法规还不健全，如还缺乏有机污染物和病原物的农用标准，并且对施用地点、施用后禁止进入的时间等都缺乏相应的管理规定，这都有待于在科学研究的基础上进一步完善。虽然新的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-20__）中对锌和铜的临界含量做了一定调整，按照新的标准会有更多的污泥符合农用的要求。但这同时也意味着可以进入土壤的重金属增加，至于其环境风险是否也因此提高是值得关注的问题。控制污泥中污染物含量最根本的措施是：污水厂应该从源头抓起，控制入厂污水的质量，防止含特定污染物较高的污水的混入，以降低污泥中污染物的含量。另外，要向社会各界大力宣传环保知识，让广大污泥用户了解科学施用污泥的利益和盲目施用污泥的危害，自觉遵守污泥土地利用的环境法律法规。

5结语

综上所述，污泥中重金属种类繁多，并且在土壤中存在一定的积累现象，如果在污泥处置过程中没有采取相应的安全措施，必将对生态环境、人类和其他生物健康产生风险。随着社会的发展和人们环境意识的增强，关于污泥中重金属的研究已从传统的对作物的毒害作用转移到对生态环境安全和人类健康的影响上，如污泥中的重金属对人和动物、土壤微生物、土壤动物和土壤酶的影响等。降低污泥土地利用过程中重金属的环境风险除了依靠堆肥，碱性稳定，生物淋滤等技术措施外，很大程度上取决于国家环境法律法规的完善和人们保护环境自觉程度，这需这一方面需要环境科学和土壤科学等相关学科及其专家们的通力合作，同时也需要政府、管理部门和企业及其与科技界的共同努力，以推动和促进污泥及其土地资源化利用的研究与管理工作。

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重金属对环境的影响范文第4篇

关键词：非金属矿物加工；环境保护；问题；措施

社会发展中很多方面都需要对非金属矿物进行应用，当前比较常见的就有超细粉碎、精选提纯、表面改性、非金属矿物材料、非金属矿物化工等，尤其是随着当前社会发展速度的不断加快，相应的加工和开发要求也正在不断提升，与此同时，非金属矿物加工过程中所产生的废水、废气、废渣等也会对于周围环境造成较大污染和影响，其中废渣是最为常见的一个方面。在非金属矿物加工生产中高度关注环境保护工作，采取恰当的措施优化环境保护水平也就显得极为必要，具备较强的研究价值。

1非金属矿物加工和环境保护的关系

基于现代产业化的发展来看，其对于非金属矿物的开发加工需求正在不断提升，这种非金属矿物的开采加工需求也取得了较大的进步，无论是从数量还是从加工技术水平上来看，相对于传统非金属矿物加工都有了较大的改善。但从现阶段非金属矿物的加工流程中来看，虽然其生产效率和生产规模都有了较大提升，但同时也存在一些问题，环境污染问题就是其中需密切关注的一个方面，且随着非金属矿物加工业的发展，该问题表现得越来越突出，形势越来越严峻。就当前社会发展需求来看，节能环保是比较核心的战略目标所在，这也就要求在非金属矿物加工中密切关注环境保护工作，切实提升环保效果。图1为非金属矿物加工中产生的一些废渣，对其的处理也是当前环境保护工作中比较核心的一点。非金属矿物加工和环境保护并非完全对立，虽然说非金属矿物加工生产的发展必然会带来一定的环境污染，给环境保护造成一定的不良影响，其中水污染问题如图2所示，但这一点却可以从生产流程优化及技术水平提升方面进行控制，重点针对非金属矿物加工过程中存在的一些污染问题和关键环节进行探究，分析其产生原因，进而也就能以此为目标进行优化控制，降低环境污染破坏能力。此外，非金属矿物加工生产还可以对于环保工程提供较为有效的材料支撑，恰当运用各类非金属矿物加工材料进行环保工程的设置，能发挥出较强的积极效果，值得进行深入研究。因此，探究非金属矿物加工和环境保护之间的关系，促进两者的协同全面发展也就显得极为必要[1-2]。

2非金属矿物加工及环境保护存在问题分析

2.1加工生产中环保意识不强

当前非金属矿物加工中表现出来的最为严重的环境保护问题根源就是相应的环境保护意识不强，特别是有些加工单位为了谋求更高的生产效率和降低生产成本，而忽视了对环境保护工作的重视，进而导致很多环境污染问题得不到有效控制，并且最终影响到了环境保护结构。这也是制约相关环境保护工作水平提升的重要因素，需在今后相关工作中引起充分关注。

2.2未充分发挥非金属矿物材料的功效

非金属矿物加工生产的最终目的是促使相应的非金属矿物材料能在后续应用中表现出较强的实效性，这也就需要针对具体加工生产环节进行密切关注。但就现阶段非金属矿物材料的加工过程来说，很多都仅仅是进行了简单初步加工，为降低对于周围环境的污染和影响，一些深加工处理操作都没有得到较好的运用，而这种简单的初加工就必然会影响到非金属矿物材料的应用功效，导致其加工价值降低，不利于社会相关领域的发展。这种非金属矿物材料的功效发挥还存在着较为明显的单一化特点，这种单一化的非金属矿物加工表现同样也是制约其应用功效的一个重要方面，造成了很多资源的浪费和消耗[3]。

2.3非金属矿物加工材料应用范围狭窄

从当前非金属矿物加工材料的应用角度来看，其应用范围较为狭窄也是比较突出的一个问题表现，这和加工不深入、加工开发水平不高存在密切联系。虽然在一定程度上降低了生产加工过程中对于周围环境的污染和影响，但同时也不利于非金属加工材料在环保工程领域积极作用的呈现。环保工程领域中非金属矿物加工材料的恰当运用能发挥出较强的积极效果和价值，而因为当前非金属矿物加工生产的能力有限，相应产品较为单一，进而也就必然会影响到其在环保工程中的应用效果，不利于环境保护的发展[4]。

3改善非金属矿物加工及环境保护的措施

3.1加工生产中提升对于环境保护的重视程度

基于非金属矿物加工生产过程来说，重点提升对于环境保护工作的重视程度是比较重要的一个方面，这种环境保护意识的提升主要就是要求相应的非金属矿物加工生产设计人员及具体的管理人员不断加强对于加工生产流程中存在各种污染问题和因素的重视，如此也就能有效提升其最终生产的环保效果。由此可见，这种环境保护意识的提升需落实到具体的加工生产流程中，也就是针对现阶段的非金属矿物加工生产流程进行重点分析，了解其中存在的各个环境污染问题和取现，进而才能较大程度上改善其环境污染状况，做好相关生产流程的优化和改善处理。当然，这也就需要针对非金属矿物加工生产过程中出现的一些环境污染问题进行综合整治，降低其威胁性，同样也是提升其环境保护效果的一个弥补性措施。

3.2恰当布置非金属矿物加工实验室

对于非金属矿物加工生产操作来说，为了降低其对于周围环境的污染和影响，切实做好实验室位置的选择和具体布置工作是极为重要的一个方面，这种非金属矿物加工实验室的布置主要就是为了减少加工过程中有害气体排放及粉尘等物质生成对于周围环境的影响。基于环境保护需求，相应的非金属矿物加工实验室应尽可能单独设置，促使其能形成独立的实验空间，对于加工实验过程中可能会产生的和外界的交互的问题也应进行重点控制，在有害物质排放前最好能进行优化处理[5]。

3.3做好相关材料保存管理工作

非金属矿物加工生产中很多环境污染问题的出现和具体的材料存在着密切的联系，因此，相应的材料保存和管理也就需引起足够的关注，这种非金属矿物材料的保存管理必须要针对其各自的属性特点进行分析，了解其可能存在的污染和影响问题，并基于这些问题进行有效隔离控制，降低其和外界接触的几率，如此也就能较好提升其环境保护效果，降低污染程度[6]。

4结语

非金属矿物加工和环境保护存在着极为密切的联系，两者之间并非是完全对立的关系，在今后的非金属矿物加工生产中，不仅需进行技术升级和优化来降低其环境污染程度，还需充分借助于非金属矿物加工生产材料来服务于环保工程，促使其能在环境保护中发挥出更强的积极作用和价值效果。

作者:张建磊 单位:山西中远设计工程有限公司

参考文献：

［1］周卫峰.浅析非金属矿物加工及环境保护［J］.低碳世界，2016(5)：104-105.

［2］李思悦.非金属矿物材料在环境保护中的应用［J］.粉煤灰综合利用，2004(6)：46-48.

［3］张俊红.非金属矿物在环境保护工程中的应用研究现状与问题［J］.内蒙古电大学刊，2006(3)：53-54.

［4］杨越，汪力，柴天星.非金属矿物在环境保护中的应用研究进展［J］.中国非金属矿工业导刊，2002(2)：31-33.

重金属对环境的影响范文第5篇

[关键词]重金属污染 生物毒性 危害

中图分类号：F840.61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0268-02

[Abstract]Heavy metal， a serious threat to the environment， is becoming a global issue. The problem of heavy metal pollution in water environment has been very popular.This paper analyses the sources and caracreristics of the heavy metal pollution and its harm to living things， especially the harm to human health caused by the heavy metal mercury， cadmium， lead， chromium and metalloid arsenic（Hg、Cd、Pb、Cr and As）， which have significant biotoxicity.

[Key words]heavy metal pollution； biotoxicity； harm

1、引言

密度在5 g/cm3（克/立方厘米）以上的金属统称为重金属，如金、银、铜、铅、锌、镍、钴、镉、铬和汞等，环境污染方面所说的重金属，主要是指生物毒性显著的重金属如汞、镉、铅、铬以及类金属砷等，也指具有一定毒性的一般重金属如锌、铜、钴、镍、锡等。由重金属造成的环境污染称为重金属污染。

目前重金属对环境的严重威胁正逐渐成为全球性问题，水环境重金属污染问题已十分普遍，水体又是人类赖以生存的最重要的自然资源之一，是人类生态环境的重要组成部分。文章介绍了地表水中重金属污染及其危害，并重点阐述了生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷（Hg、Cd、Pb、Cr和As ）对人体健康的危害，对人们进行环境管理、污染防治及健康知识普及具有很好的参考意义。

2、重金属污染物来源

重金属污染物主要来源于采矿、冶炼、化工、电镀、电子、制革、石油、金属加工、机械制造、电解、农药、医药、油漆、染料等行业排放的废水，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，大量化肥、农药的施用，使得各种重金属污染物进入水体〔1-2〕。

3、重金属污染的特点

重金属污染物在水体中具有相当高的稳定性和难降解性，随废水排出时，即使浓度很小，也可能造成危害。

重金属污染物进入水生生态系统后，分布于水生生态系统的各个组分中，并发生一系列的物理化学反应，如氧化、还原、沉淀与溶解、吸附与解吸、络合作用及生物甲基化等〔1〕，对生态系统各组分产生影响。重金属污染物被生物体吸收后，在组织中不断蓄积和浓集，通过食物链逐级传递，使污染物浓度逐级提高，生物体内的污染物浓度较水中原有浓度提高几倍至几十万倍〔3〕。当生物体内重金属积累到一定数量后，就会出现受害症状，生理受阻，发育停滞，甚至死亡，并使整个水生生态系统结构和功能受损、崩溃。通过食物链的富集，使重金属污染物从低等的原生物、植物逐步到高等动物。人类处于食物链的顶端，通过直接饮水、食用被污染的水生动植物、污水灌溉过的蔬菜和粮食等途径直接或间接受到重金属污染，对人们的身体健康产生严重危害〔4〕。常见水生生物对重金属的富集系数〔1〕见表3-1。

4、影响重金属毒性的因素

重金属污染物的毒性，主要取决于金属的性质和水体环境的性质。汞在环境中非常稳定，在微生物作用下，甲基化后毒性加大；金属镉毒性很小，但镉的化合物毒性较大，尤其是镉的氧化物；元素砷不溶于水和强酸，几乎没有毒性，但其化合物毒性较大，特别是三氧化二砷，是剧毒物质。水环境的温度、pH值、作用时间、溶解氧的饱和度、硬度、水中的其他有毒物质等等都对重金属的毒性有较大影响，如在低温下比在高温下毒性小；pH值降低毒性增大；在硬水中比在软水中毒性小，这是由于重金属离子与其他盐类金属离子之间的拮抗作用所至；把强酸加到硬度高的水中，水中的碳酸盐和酸式碳酸盐便生成大量的游离的CO2，不溶性重金属转变为可溶性盐，使重金属毒性增大；两种以上金属离子同时存在时，由于它们之间的增效作用而使毒性增大〔4〕等等。

5、重金属污染对生物的危害

5.1、对水生植物的危害

藻类是水体的初级生产者，在水生生态系统的食物链中起着十分重要的作用。藻类对重金属污染物很敏感，当藻类中毒后，首先是叶绿体受到破坏，由绿变黄，最后死亡〔4〕。重金属通过各种途径进入水体后，一旦被藻类吸收，将引起藻类生长代谢与生理功能紊乱，抑制光合作用，减少细胞色素导致细胞畸变、组织坏死，甚至使藻类中毒死亡，改变天然环境中藻类的种类组成。人们利用藻类及水生生物的敏感性来监控水体的重金属污染。

5.2、对水生动物的危害

重金属进入水体后，会对水生动物的生长发育、生理代谢等过程产生一系列的影响。重金属离子对鱼类的毒性，主要是外部作用，尤其是使鳃表面的粘液沉淀或凝固，从而影响到呼吸机能，造成鱼类死亡〔4〕。重金属Cd对碱性磷酸酶的活性有明显抑制作用，对鱼大脑乙酰胆碱酯酶活性有影响。Cu、Zn、Pb、Cd 复合污染会影响鱼类胚胎发育并可能导致胚胎畸变。海水重金属离子含量超过一定浓度会引起文昌鱼中毒，使其身体渐成弯曲状而死亡。罗非鱼暴露于重金属离子中，鳃和肝脏中金属硫蛋白mRNA 的表达受到显着影响。

5.3 对人体健康的危害

重金属进入人体后，不易排泄，逐渐蓄积，对人体健康的危害是多方面、多层次的。重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性，造成急性中毒，也可能在人体的某些器官中累积，造成慢性中毒。其毒理作用主要表现在影响胎儿正常发育、造成生殖障碍、降低人体素质等。重金属通过水体直接或间接进入食物链后，能严重地耗尽体内贮存的Fe、维生素C 和其他必需的营养物质，导致免疫系统防御能力的下降，子宫内的胚胎生长停滞和其他一些残疾。重金属能抑制人体化学反应酶的活动，使细胞质中毒，从而伤害神经组织，还可导致直接的组织中毒，损害人体解毒功能的关键器官肝、肾等组织。

6、生物毒性显著的重金属对人体的常见危害

重金属汞Hg：环境中汞污染对人体健康的危害最根本的是甲基汞对人的危害，主要危害神经系统，使脑部受损，造成四肢末端或口周围麻木、动作障碍、运动失调、感觉障碍、视野变窄、听力困难、小脑性语言障碍等；中毒较重者可以出现口腔病变、恶心、沤吐、腹痛、腹泻等症状，可对皮肤粘膜及泌尿、生殖等系统造成损害。各种症状逐步加重，最后可导致全身瘫痪、吞咽困难、心力衰竭而死亡〔3〕。长期食用含有微量汞的饮用水，会引起蓄积性中毒。

重金属镉Cd：镉进入人体后可分布到全身各个器官，主要与富含半胱氨酸的胞浆蛋白相结合形成金属硫蛋白而存在，对镉在人体内的分布、代谢起着重要作用〔3〕。

镉在人体中积累可引起慢性中毒，导致痛痛病，依其病程可分为五期：①潜伏期：过劳后可出现腰背痛，休息后可恢复，最短可为2-8年；②警戒期：疼痛较前加重，牙根处出现黄色镉环，尿中有时出现蛋白；③疼痛期：全身各部位出现明显疼痛，尤其是耻骨部，全身出来骨委缩，脱钙，X线表现骨质疏松，尿蛋白阳性，并可出来糖尿；④骨胳变形期：全身剧烈疼痛，不能自由行走，由于脊椎压迫而身长缩短，骨弯曲，骨盆变形，尿蛋白及尿糖阳性；⑤骨折期：骨呈高度委缩、脱钙，很容易引起全身各部的自然骨折〔3〕。

重金属铅Pb： 在人体内吸收-蓄积-排出之间维持着动态平衡，进入和排出平衡时不产生危害；进入大于排出时，可在体内积蓄，主要蓄积在肝、肾、脾、肺、脑中，达到一定程度后导致生理功能的改变而危害。对神经系统主要是使大脑皮质的兴奋和抑制过程发生紊乱，表现为神经衰弱症候群、中毒性多发性神经炎及中毒性脑病。对肾脏的危害主要表现为间质性肾炎及肾委缩〔3〕。

铅中毒主要症状是食欲不振、口有金属味、失眠、头痛、头昏、肌肉关节酸痛、腹痛、便秘、嗳气等等。

重金属铬Cr：铬化合物可通过消化道、呼吸道、皮肤和粘膜进入人体，主要积聚在内分泌腺、心、胰、肺中，三价铬对生物体具有有益的作用，当铬进入人体过多时，可对健康带来危害，特别是六价铬，可引起铬中毒或其他慢性毒害。六价铬在人体内能与核酸和蛋白质结合，主要是影响物质的氧化、还原和水解过程〔3〕。由于侵入途径不同，中毒表现不同，经消化道进入，可引起恶心、呕吐、腹痛、腹泻、血便，同时有头痛、头晕、烦躁不安、呼吸急促、四肢发凉等；经呼吸道吸入可引起鼻炎、咽炎、支气管炎、支气管哮喘等；有报道六价铬及三价铬均有致癌作用，六价铬可诱发支气管肺癌。经皮肤接触，可引起接触性皮炎和湿疹，并反复发作，不易痊愈。

类金属砷As：在人体内蓄积性很强，除表皮组织外，还能在肝、肾、肺、子宫、胎盘、骨骼等处蓄积，还能透过胎盘影响到胎儿。急性中毒主要损害胃肠道系统、呼吸系统、皮肤和神经系统。主要表现为剧列腹痛、腹泻、恶心、呕吐，还伴有头晕、头痛、血压降低等症状，甚至引起昏迷，严重者表现为神经异常、呼吸困难、心脏衰竭而死亡。亚急性中毒除的消化道或呼呼道的局部炎症外，末梢神经炎明显，四肢疼痛，肝、肾可出现中毒症状，皮肤可有色素沉着和白斑等；慢性中毒主要表现在末梢神经炎症状，早期有蚁走感，四肢疼痛，行走困难，皮肤色素高度沉着，行动困难，肌肉萎缩，头发脆而易脱落、手掌脚趾皮肤高度角质化等〔3〕。

7、结束语

本文介绍了地表水中重金属污染物来源、污染特点、影响重金属毒性的因素及其对生物的危害，并重点阐述了生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷（Hg、Cd、Pb、Cr和As ）对人体健康的危害。

参考文献：

[1] 国家环境保护总局.水和废水监测分析方法编委会.《水和废水监测分析方法》（第五版）.北京：中国环境科学出版社，2011.

[2] 马少健、李长平、莫伟.《重金属废水处理技术进展》.昆明：云南环境科学，2004，3（23）：54

[3] 上海第一医学院主编.《环境卫生学》，北京：人民卫生出版社，1981.

[4] 李汉卿、谢文焕、傅纯彦、李德芝. 《环境污染与生物》.哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1985