第2講土壤污染與環(huán)境健康重金屬課件

第二講

土壤污染與環(huán)境健康-重金屬浙江大學環(huán)資學院資源科學系第二講

土壤污染與環(huán)境健康-重金屬1第2講土壤污染與環(huán)境健康重金屬ppt課件2從“土壤”說起從“土壤”說起3話說土壤話說土壤4土壤定義土壤是指覆蓋于地球陸地表面，具有肥力特征的，能夠生長綠色植物的疏松物質層。土壤定義土壤是指覆蓋于地球陸地表面，具有肥力特征的，能夠生5土壤的重要性是農業(yè)最基本的生產資料在人類賴以生存的物質生活中，人類消耗的約80%以上的熱量，75%以上的蛋白質和大部分的纖維都直接來源自土壤。土壤植物性生產動物性生產民以食為天，食以土為本!土壤的重要性是農業(yè)最基本的生產資料6土壤的重要性是最珍貴的自然資源土壤資源的再生性與質量的可變性治之得宜，地力常新土壤資源數量的有限性

土壤資源的破壞=吃祖宗的飯，斷子孫的路土壤資源空間分布上的固定性土壤具有地帶性分布規(guī)律土壤的重要性是最珍貴的自然資源7主講內容土壤污染的概念、現狀、特點和危害土壤污染物的來源、類型土壤典型重金屬污染污染土壤的植物修復主講內容土壤污染的概念、現狀、特點和危害8第一節(jié)土壤污染的概念、現狀、特點及危害第一節(jié)土壤污染的概念、現狀、特點及危害9土壤是由固體、液體和氣體三相共同組成的多相體系。土壤的組成土壤是由固體、液體和氣體三相共同組成的多相體系。土壤的組成10土壤環(huán)境大氣環(huán)境水體環(huán)境地質環(huán)境生物環(huán)境土壤環(huán)境1－物質循環(huán)與能量交換；2－最活躍最富生命力的圈層；3－對環(huán)境的交互作用(凈化-污染)；4－記憶塊與基因庫；5－時空變化。土壤環(huán)境大氣環(huán)境水體環(huán)境地質環(huán)境生物環(huán)境土壤環(huán)境1－物質循環(huán)11第2講土壤污染與環(huán)境健康重金屬ppt課件12一、土壤退化(SoilDegradation)一、土壤退化(SoilDegradation)13土壤污染土壤退化土壤污染土壤退化14土壤退化(Soildegradation)

是指在各種自然，特別是人為因素影響下所發(fā)生的導致土壤的農業(yè)生產能力或土地利用和環(huán)境調控潛力，即土壤質量及其可持續(xù)性下降(包括暫時性的和永久性的)甚至完全喪失其物理的、化學的和生物學特征的過程，包括過去的、現在的和將來的退化過程，是土地退化的核心部分。土壤質量(Soilquality)

是指土壤的生產力狀態(tài)或健康(Health)狀況，特別是維持生態(tài)系統(tǒng)的生產力和持續(xù)土地利用及環(huán)境管理、促進動植物健康的能力(肥力質量，健康質量和環(huán)境質量)。基本概念土壤退化(Soildegradation)基本概念15土壤退化主要類型1234567土壤退化主要類型123456716土壤荒漠化土壤荒漠化17紅壤水土流失紅壤水土流失18第2講土壤污染與環(huán)境健康重金屬ppt課件19四川盆地山地侵蝕四川盆地山地侵蝕20十年九荒的鹽堿窩十年九荒的鹽堿窩21土壤次生鹽漬化Soilsecondarysalinization土壤次生鹽漬化Soilsecondarysaliniz22我國土壤退化面積廣，強度大，類型多全國總水土流失面積：1.5億公頃，幾乎1/6國土；荒漠化面積：262萬平方公里，占國土27.3%草地退化面積：8700萬公頃，占全部草地30%；全國受污染農田

2000萬公頃。西部荒漠化東部肥力退化西南石質化華北、東北鹽堿化黃土高原水土流失長江—第二黃河我國土壤退化面積廣，強度大，類型多全國總水土流失面積：1.23十八億畝耕地“紅線”十八億畝耕地“紅線”24土地人口糧食土地人口糧食25

世界糧農組織認為，一個國家人均糧食年占有量達400kg為安全，低于400kg可能會危及糧食安全。根據估計，我國人均擁有糧食400kg為安全，人均擁有糧食370kg為基本安全。

1995年以來，連續(xù)4年糧食產量在5億t左右，人均占有量達400kg。按照現有人口估計，我國糧食的消費量為4.8-4.9億t。從1999年以來，我國連續(xù)4年糧食減產，平均糧食產量為4550億kg，每年糧食缺口在200-350億kg之間。粗略按我國年糧食消費量為5億t估計，如果糧食缺口10%，就是5000萬t。而全世界可以提供的商品糧僅2億t。顯然，這些糧食并不可能都賣給我們。那么，誰來養(yǎng)活13億人口的中國？中國糧食安全的現狀世界糧農組織認為，一個國家人均糧食年占有量達26世界糧食短缺分布世界糧食短缺分布27二、土壤污染二、土壤污染28土壤污染(Soilpollutionorsoilcontamination)人為活動產生的污染物進入土壤并積累到一定程度，引起土壤質量惡化，并進而造成農作物中某些指標超過國家標準的現象，稱為土壤污染。土壤污染(Soilpollutionorsoilco29土壤污染(Soilpollutionorsoilcontamination)當進入土壤的污染物質量和速度超過土壤能承受的容量和凈化速度時，就破壞了土壤環(huán)境的自然動態(tài)平衡，使污染物的積累逐漸占據優(yōu)勢，引起土壤的組成、結構、性狀改變，功能失調，質量下降，導致土壤環(huán)境污染。土壤污染(Soilpollutionorsoilco30土壤污染的特點隱蔽性和滯后性：從開始受污染到導致后果，是長時間間接、逐步、積累的隱蔽過程；它往往要通過對土壤樣品進行分析化驗和農作物的殘留檢測，甚至通過研究對人畜健康狀況的影響才能確定。土壤污染從產生污染到出現問題通常會滯后較長的時間。不可逆性和長期性：重金屬對土壤的污染基本上是一個不可逆轉的過程，許多有機化學物質的污染也需要較長的時間才能降解。因此，治理污染土壤通常成本較高，治理周期較長。累積性和地域性：染物質在土壤中并不象在大氣和水體中那樣容易擴散和稀釋，因此容易在土壤中不斷積累而超標，同時也使土壤污染具有很強的地域性。土壤污染的特點隱蔽性和滯后性：從開始受污染到導致后果，是長31重金屬污染的耕地面積近2000萬公頃，約占耕地總面積的1/5。受礦區(qū)污染土地達200萬公頃石油污染土地約500萬公頃固體廢棄物堆放污染約5萬公頃“工業(yè)三廢”污染耕地近1000萬公頃污水灌溉的農田面積達330多萬公頃。我國土壤污染現狀-問題日趨嚴重重金屬污染的耕地面積近2000萬公頃，約占耕地總面積的1/532第2講土壤污染與環(huán)境健康重金屬ppt課件33第2講土壤污染與環(huán)境健康重金屬ppt課件34我國農藥、化肥和重金屬污染農產品的問題是限制我國農產品出口的主要瓶頸(貿易壁壘)。減少與消除高毒農藥的危害，已成為我國農業(yè)環(huán)境亟待解決的重要問題。污灌、污泥等造成的土壤污染，還將長時期影響農作物的生長和農產品的品質。

國家需求土壤污染與修復研究是中國進入WTO、保證農產品安全、推動農村生態(tài)環(huán)境保護和全面建設小康社會的國家戰(zhàn)略需求。我國農藥、化肥和重金屬污染農產品的問題國家需35土壤污染的危害嚴重的經濟損失：農產品重金屬污染，2000年達320億元；水污染占GDP的0.5-1.3%農產品污染超標、品質不斷下降：鎘米大氣環(huán)境的次生污染：汞水體富營養(yǎng)化并成為水體污染的禍患：我國年產化肥超過300萬噸，使用量是世界平均水平的2.5倍成為農業(yè)生態(tài)安全的克星：農藥施用量大，利用率低土壤污染的危害嚴重的經濟損失：農產品重金屬污染，2000年達36污染物生物凈化區(qū)域人類農藥重金屬

硝酸鹽土壤-作物系統(tǒng)的功能農用化學物質污染物生物凈化區(qū)域人類農藥重金屬硝酸鹽土壤-作物系統(tǒng)37土壤污染對人體健康的影響1、有機物

對人體影響較大的主要有化學農藥以及酚、苯并芘與油類等，通過食物鏈進人人體，危害人體健康，且具有“三致”作用和不可逆性。2000年全國發(fā)生150余起重大食物中毒事件，中毒6237人，死亡135人，在中毒死亡者中有很大一部分是由于使用了國家明令禁止生產和使用的甲胺磷、雙氟磷、氟乙酰胺、毒鼠強、鹽酸克倫特羅等農藥和獸藥引起。土壤污染對人體健康的影響1、有機物38土壤污染對人體健康的影響2、硝酸鹽和亞硝酸鹽

硝酸鹽含量過高會在人體內還原成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽與人體次級胺結合形成亞硝胺具有致癌作用。硝酸鹽是食品中一種潛在的毒物，為了控制這種污染，FAO/WHO/UN的食品添加劑專家委員會設置的ADI值為3.7mg/d/kgW，亞硝酸鹽的ADI值為0.06mg/d/kgW3、重金屬重金屬能引起急或慢性中毒，抑制酶的活性，破壞正常的生物化學反應，如Cu和V具有抗生殖作用，Pb和Hg能影響胚胎正常發(fā)育，Pb對兒童有很強的神經毒性等土壤污染對人體健康的影響2、硝酸鹽和亞硝酸鹽394、生物污染

被病原體污染的土壤能傳播傷寒、副傷寒、痢疾、SARS、病毒性肝炎、Ebola病毒等傳染病，而這些傳染病的病原體隨病人和帶菌者的糞便及其衣物、器皿的洗滌水污染土壤，再通過雨水的沖刷和滲透，病原體又被帶進地面水或地下水中，進而引起這些疾病的暴發(fā)流行。5、放射性核素核素進入土壤后，能在土壤中累積，進而對人體形成潛在威脅。由核裂變產生的放射性核素如Sr（鍶）和Cs（銫）尤為重要土壤對Cs的吸附性較強，也能在植物體內積累，導致高濃度的放射性Cs進入人體，對人體造成損傷。土壤污染對人體健康的影響4、生物污染土壤污染對人體健康的影響40

農貿市場農產品污染超標事例

年份地區(qū)農產品監(jiān)測項目超標(%)200014省會蔬菜/水果農藥31.2(春節(jié)) 重金屬23.5

亞硝酸鹽12.2200011省會 蔬菜/水果17種農藥25.82000四大城市蔬菜/水果農藥44.8199924省市糧食等鉛/鎘/汞/砷/銅等18.51998西安/南京蔬菜重金屬（鉛/汞）48.1/75.41998沈陽蔬菜重金屬（鎘等）82.21995安徽蔬菜重金屬(鎘等)17.9

農藥26.8~46.5

41污染危害事例

年份 事例 地區(qū)

2000 污灌區(qū)人群胃癌死亡率高6倍沈陽胃病發(fā)病率高10倍、肝腫大高5倍

1992-1996農藥急性中毒24.7萬例，死亡2.46萬人全國

1999 重金屬等污染農產品總量649萬噸24個省市損失128億/年

1995-1996農藥危害2000余起,損失近5億16省

1995-1996農藥藥害損失近5億其它地區(qū)

1995綠磺隆污染水稻267hm2絕收沈陽污染危害事例42第二節(jié)土壤污染物類型及來源第二節(jié)土壤污染物類型及來源43按污染物的特性分化學污染物：重金屬、硫化物、氟化物、農藥等生物類污染物：病原微生物、寄生蟲放射性污染物：主要是90鍶、137銫等按污染物的特性分化學污染物：重金屬、硫化物、氟化物、農藥等44按污染物的性質分無機污染物：重金屬(汞、鎬、鉛、鉻、銅、鋅、鎳，以及類金屬砷、硒等)、放射性元素(90鍶、137銫等)、氟、酸、堿、鹽等。其中尤以重金屬和放射性物質的污染危害最為嚴重，因為這些污染物都是具有潛在威脅的，而且一旦污染了土壤，就難以徹底消除，并較易被植物吸收，通過食物鏈而進人人體，危及人類的健康。有機污染物：人工合成的有機農藥、酚類物質、氰化物、石油、多環(huán)芳烴、洗滌劑，以及有害微生物、高濃度耗氧有機物等。其中尤以有機氯農藥、有機汞制劑、多環(huán)芳烴等性質穩(wěn)定不易分解的有機物，在土壤環(huán)境中易累積，造成污染危害。按污染物的性質分無機污染物：重金屬(汞、鎬、鉛、鉻、銅、鋅、45土壤環(huán)境中的主要污染物土壤環(huán)境中的主要污染物46土壤環(huán)境中的主要污染物土壤環(huán)境中的主要污染物47土壤污染物的來源天然污染源：礦物風化后自然擴散，火山爆發(fā)后降落的火山灰等人為污染源：不合理地使用農藥、化肥，污水灌溉，使用不符合標準的污泥，城市垃圾及工業(yè)廢渣等，固體廢物隨意堆放或填埋，以及大氣沉降物等。分類：農業(yè)生產活動、廢棄物的處理場所、二次污染（如大氣沉降等）；工業(yè)、農業(yè)和生物土壤污染物的來源天然污染源：礦物風化后自然擴散，火山爆發(fā)后降482、土壤污染源（人為）

（1）污水灌溉對土壤的污染

生活污水和工業(yè)廢水中，含有氮、磷、鉀等許多植物所需要的養(yǎng)分，所以合理地使用污水灌溉農田，一般有增產效果。但污水中還含有重金屬、酚、氰化物等許多有毒有害的物質，如果污水沒有經過必要的處理而直接用于農田灌溉，會將污水中有毒有害的物質帶至農田，污染土壤。例如冶煉、電鍍、燃料、汞化物等工業(yè)廢水能引起鎘、汞、鉻、銅等重金屬污染；石油化工、肥料、農藥等工業(yè)廢水會引起酚、三氯乙醛、農藥等有機物的污染。

2、土壤污染源（人為）（1）污水灌溉對土壤的污染

例如冶煉492、土壤污染源（2）大氣污染對土壤的污染

大氣中的有害氣體主要是工業(yè)中排出的有毒廢氣，它的污染面大，會對土壤造成嚴重污染。工業(yè)廢氣的污染大致分為兩類：氣體污染，如二氧化硫、氟化物、臭氧、氮氧化物、碳氫化合物等；氣溶膠污染，如粉塵、煙塵等固體粒子及煙霧，霧氣等液體粒子，它們通過沉降或降水進入土壤，造成污染。例如，有色金屬冶煉廠排出的廢氣中含有鉻、鉛、銅、鎘等重金屬，對附近的土壤造成污染；生產磷肥、氟化物的工廠會對附近的土壤造成粉塵污染和氟污染。

2、土壤污染源（2）大氣污染對土壤的污染

大50（3）化肥對土壤的污染

施用化肥是農業(yè)增產的重要措施，但不合理的使用，也會引起土壤污染。長期大量使用氮肥，會破壞土壤結構，造成土壤板結，生物學性質惡化，影響農作物的產量和質量。過量地使用硝態(tài)氮肥，會使飼料作物含有過多的硝酸鹽，妨礙牲畜體內氧的輸送，使其患病，嚴重的導致死亡。

2、土壤污染源（3）化肥對土壤的污染

施用化肥是農業(yè)增產的重51（4）農藥對土壤的影響

農藥能防治病、蟲、草害，如果使用得當，可保證作物的增產，但它是一類危害性很大的土壤污染物，施用不當，會引起土壤污染。

噴施于作物體上的農藥（粉劑、水劑、乳液等），除部分被植物吸收或逸入大氣外，約有一半左右散落于農田，這一部分農藥與直接施用于田間的農藥（如拌種消毒劑、地下害蟲熏蒸劑和殺蟲劑等）構成農田土壤中農藥的基本來源。農作物從土壤中吸收農藥，在根、莖、葉、果實和種子中積累，通過食物、飼料危害人體和牲畜的健康。此外，農藥在殺蟲、防病的同時，也使有益于農業(yè)的微生物、昆蟲、鳥類遭到傷害，破壞了生態(tài)系統(tǒng)，使農作物遭受間接損失。2、土壤污染源（4）農藥對土壤的影響

農藥能防治病、蟲、草害52（5）固體廢物對土壤的污染

工業(yè)廢物和城市垃圾是土壤的固體污染物。例如，各種農用塑料薄膜作為大棚、地膜覆蓋物被廣泛使用，如果管理、回收不善，大量殘膜碎片散落田間，會造成農田“白色污染”。這樣的固體污染物既不易蒸發(fā)、揮發(fā)，也不易被土壤微生物分解，是一種長期滯留土壤的污染物。

2、土壤污染源（5）固體廢物對土壤的污染

工業(yè)廢物和城53第三節(jié)土壤典型重金屬污染物與人體健康第三節(jié)土壤典型重金屬污染物與人體健康54一、我國土壤重金屬污染現狀一、我國土壤重金屬污染現狀55隨著工業(yè)化、城市化、集約化農業(yè)的快速發(fā)展，土壤重金屬污染日益嚴重。

2000萬公頃污水灌溉大氣污染顆粒沉降三廢”排放城市污泥和垃圾、有機肥料隨著工業(yè)化、城市化、集約化農業(yè)的快速發(fā)展，土壤重金屬污染日益56我國土壤重金屬污染現狀●

重金屬污染面積超過2000萬公頃●農產品污染加劇，安全問題突顯●重金屬污染事件頻發(fā)我國土壤重金屬污染現狀●重金屬污染面積超過2000萬公頃57沈撫污灌區(qū)浙江富陽mg/kgCu>2000Zn>3000Pb>1000Cd>20Ni>100AS>100沈撫污灌區(qū)浙江富陽mg/kg582006年甘肅徽縣鉛中毒事件污染土壤修復刻不容緩！大批土壤基本喪失生產力農產品污染普遍，危害人體健康農產品出口退貨、索賠事件多發(fā)，影響出口創(chuàng)匯突發(fā)性公共事件頻繁，影響社會穩(wěn)定2009年湖南瀏陽鎘污染事件大批土地荒廢農產品污染嚴重2006年甘肅徽縣鉛中毒事件污染土壤修復刻不容緩！大批土壤基59重金屬污染事件頻發(fā)重金屬污染事件頻發(fā)60土壤重金屬污染特點：隱蔽性復雜性長期性不可逆性土壤重金屬污染特點：61浙江省的土壤污染狀況

浙江省作為國內民營企業(yè)高度發(fā)達的經濟強省，經濟發(fā)展過程中伴隨著大量的重金屬污染。如:

富陽等縣市，因為Zn、Cd、Cu等重金屬污染使作物絕收;

杭州、寧波蔬菜地土壤重金屬污染面積:>2/3；全省礦產735處。其中，鋅礦59處。礦區(qū)周圍土壤污染嚴重,省內唯一大型鉛鋅礦黃巖五部鉛鋅礦因環(huán)境污染已經停產;

臺州正逐漸成為中國最大的洋電子垃圾場。重金屬污染使作物絕收洋電子垃圾隨處可見浙江省的土壤污染狀況浙江省作為國內民營企業(yè)高62耕地土壤重金屬污染面積擴大，工業(yè)企業(yè)場地和礦區(qū)及周邊土壤重金屬污染日益加??；土壤中新型重金屬污染漸現；土壤重金屬污染流域性態(tài)勢凸顯；高背景區(qū)土壤重金屬疊加、復合污染突出。我國土壤重金屬污染新趨勢：耕地土壤重金屬污染面積擴大，工業(yè)企業(yè)場地和礦區(qū)及周邊土壤重金63趙其國院士：我國土壤污染已表現出多源、復合、量大、面廣、持久、毒害的現代環(huán)境污染特征，正從常量污染物轉向微量持久性毒害污染物，在經濟快速發(fā)展地區(qū)尤其如此。我國土壤污染退化的總體現狀已從局部蔓延到區(qū)域，從城市郊區(qū)延伸到鄉(xiāng)村，從單一污染擴展到復合污染，從有毒有害污染發(fā)展至有毒有害污染與氮、磷營養(yǎng)污染的交叉，形成點源與面源污染共存，生活污染、農業(yè)污染和工業(yè)污染疊加、各種新舊污染與二次污染相互復合或混合的態(tài)勢。

趙其國院士：64二、土壤典型重金屬污染物與人體健康二、土壤典型重金屬污染物與人體健康65土壤汞污染汞（水銀），常溫狀態(tài)下以液態(tài)存在，銀白色，常溫下即能蒸發(fā)；汞是有毒金屬，易揮發(fā)到空氣中，溫度愈高，揮發(fā)愈快；空氣汞飽和濃度為15mg/m3(20℃)；自然界中汞存在形式：金屬汞、無機汞和有機汞；汞化合物（無機汞和有機汞）是環(huán)境中汞存在的主要形態(tài)；金屬汞：不溶于水，能溶于類脂質，易溶于硝酸及硫酸，不與堿液反應；汞的化學特性土壤汞污染汞（水銀），常溫狀態(tài)下以液態(tài)存在，銀白色，常溫下即66常見無機汞化合物：硝酸汞(Hg(NO3)2)、升汞(HgCl2)、甘汞(HgCl)、溴化汞(HgBr2)、砷酸汞(HgAsO4)、硫化汞(HgS)、硫酸汞(HgSO4)、氧化汞(HgO)、氰化汞(Hg(CN)2)等，常用于汞化合物的合成，或作為催化劑、顏料、涂料等；有的還作為藥物，口服、過量吸入其粉塵及皮膚涂布時均可引起中毒。在以上無機汞化合物中，升汞為主要存在形式；汞可與烷基、烯基、炔烴基、芳基、有機酸殘基結合，生成有機汞化合物；有機汞化合物均為脂溶性，也有不同程度的水溶性和揮發(fā)性；甲基汞是有機汞最為主要的存在形式；此外，還有二甲基汞和苯基汞等。常見無機汞化合物：硝酸汞(Hg(NO3)2)、升汞(HgCl67土壤中的汞地面上活動的汞，主要來源于火成巖，汞平均含量0.1mg/kg；不同地區(qū)和不同類型的土壤，汞含量有一定差異；美國土壤，汞平均值0.071mg/kg；我國土壤，汞自然含量0.005-2.240mg/kg（以浙江省紅壤汞含量最高）；大多數土壤，汞含量<0.1mg/kg；其中，北方土壤汞含量低，變化幅度小；南方土壤汞含量高，變化幅度大；土壤中汞分布：工業(yè)區(qū)(0.3mg/kg)＞居民區(qū)(0.19mg/kg)＞風景游覽區(qū)(0.07mg/kg)＞農村土壤(0.06mg/kg)；全世界每年生產汞量10000t，供工業(yè)生產和農業(yè)使用；最終結果是，排入環(huán)境中造成環(huán)境污染，從而污染食品。土壤中的汞地面上活動的汞，主要來源于火成巖，汞平均含量0.168土壤汞污染汞通過污灌、污泥施肥、農藥不合理利用等途徑進入土壤，被生長在土壤中的植物吸收；我國個別城市曾因用污水灌溉而使糙米中汞含量高達0.355mg/kg，超過國家標準18倍；美國曾用污水處理場的含汞污泥作肥料，結果使大米汞含量達0.5-1.4mg/kg；我國含汞化肥對農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產生危害，有的化肥中汞含量高達5mg/kg，使蔬菜和一些農產品受到汞污染；據2003年第二松花江沿岸一個城鎮(zhèn)的調查，居民頭發(fā)中汞超過10mg/kg的占2%以上；土壤汞污染汞通過污灌、污泥施肥、農藥不合理利用等途徑進入土壤69生物體汞攝入的途徑汞通過兩種方式進入人或動物體內：（1）動物或人接觸被生產過程污染的土壤、水質和大氣，因而被動攝入汞；被稱為世界著名八大公害事件之一的日本沿海地區(qū)爆發(fā)的“水俁病”即屬此類；（2）由于某種原因人們主動攝入汞；例如，汞在一些食品中含量很大，同時它也是某些礦物藥，如朱砂、輕粉、紅粉、銀珠和水銀的主要成分；吸收部位：呼吸道、消化道、皮膚生物體汞攝入的途徑汞通過兩種方式進入人或動物體內：70汞的毒性作用指標汞中毒的癥狀有3種：神經衰弱、震顫、口腔潰瘍。汞中毒的指標：血液中汞含量>200μg/L；發(fā)汞>50μg/g；尿汞>2μg/L；汞在體內的分布組織中汞分布：腎>肝>血液>腦>末梢神經中樞神經系統(tǒng)內汞分布：腦干>小腦>大腦皮質>海馬回；汞的毒性作用指標汞中毒的癥狀有3種：神經衰弱、震顫、口腔潰瘍71無機汞中毒癥狀無機汞化合物：汞的硫化物、氯化物、氧化物及其他汞鹽急性中毒：造成腐蝕性氣管炎、支氣管炎、毛細支氣管炎和間質性肺炎；表現：劇烈咳嗽，呼吸急促，發(fā)熱，伴有神經系統(tǒng)癥狀，如頭痛、頭暈、多夢、失眠，還有口腔病變；慢性中毒：主要是職業(yè)性汞接觸者汞中毒；表現：口腔炎為早期癥狀之一，口中有金屬味，牙齦腫脹出血，牙齒脫落，伴有酸痛、腹瀉、神經衰弱、肌肉震顫等癥狀。無機汞中毒癥狀無機汞化合物：汞的硫化物、氯化物、氧化物及其他72汞蒸氣中毒癥狀⑴全身癥狀有頭痛、頭昏、乏力、發(fā)熱；⑵口腔及消化道癥狀口腔炎突出，表現齒齦紅腫酸痛、糜爛出血、牙齒松動、齦槽溢膿，口腔有臭味，并有惡心、嘔吐、食欲不振、腹痛、腹瀉；⑶皮膚改變部分患者皮膚可出現紅色斑丘疹，以四肢及頭面部分布較多；少數患者可有腎損害，個別嚴重者可有咳嗽、胸痛、呼吸困難、紫紺等急性間質性肺炎的表現。汞蒸氣中毒癥狀⑴全身癥狀有頭痛、頭昏、乏力、發(fā)熱；73有機汞中毒有機汞的主要形式：甲基汞(CH3Hg+)，通常是由厭氧細菌在缺氧情況下合成的，是汞的所有存在形式—元素汞、無機汞或有機汞之中最具毒性的；大部分蓄積在肝和腎，分布于腦組織的甲基汞約占15%；但腦組織受損害先于其它各組織，主要損害部位為大腦皮層、小腦和末梢神經；甲基汞中毒主要為神經系統(tǒng)癥狀；甲基汞對人類健康的危害（1）生殖毒性（2）致畸作用（3）對神經生長因子的影響（4）對神經遞質的影晌有機汞中毒有機汞的主要形式：甲基汞(CH3Hg+)，通常是74水俁?。↖）日本水俁灣地區(qū)日本氮肥公司水俁?。↖）日本水俁灣地區(qū)日本氮肥公司75水俁?。↖I）水俁病是以腦損害為主要特征的疾病，因首先發(fā)現于日本水俁灣地區(qū)而得名；水俁是日本南部沿海水俁灣東部的一個市；1925年，日本氮肥公司在這里建廠，后又開設了合成醋酸廠；1949年后，這個公司開始生產氯乙烯，年產量不斷提高，1956年超過6000噸；與此同時，工廠把沒有經過任何處理的廢水排放到水俁灣中；1953年開始，水俁灣附近發(fā)現了一種奇怪的?。贿@種病癥最初出現在貓身上，被稱為“貓舞蹈癥”；病貓步態(tài)不穩(wěn)，抽搐、麻痹，甚至跳海死去，被稱為“自殺貓”；水俁?。↖I）水俁病是以腦損害為主要特征的疾病，因首先發(fā)現于76隨后不久，發(fā)現了患這種病癥的人；患者由于中樞神經和末梢神經被侵害，輕者口齒不清、步履蹣跚、面部癡呆、手足麻痹、感覺障礙、視覺喪失、震顫、手足變形；重者神經失常，或酣睡，或興奮，身體彎弓高叫，直至死亡；當時這種病由于病因不明而被叫做“怪病”；1959年2月，熊本大學正式開展流行病學調查；他們從工廠排出的汞漁、水俁灣的魚和貝類中，分離并提取出氯化甲基汞結晶；用這種結晶和水俁灣的魚貝類喂貓，結果貓都出現“自殺”癥狀；同時，對水俁病人尸體進行病理學檢查，在顯微鏡下發(fā)現大腦和小腦細胞的病理變化，與氯化甲基汞中毒的貓病理變化相同，這才徹底揭開了水俁病的秘密；隨后不久，發(fā)現了患這種病癥的人；77水中的重金屬污染物通過食物鏈被富集，濃度逐級加大人群水中的重金屬污染物通過食物鏈被富集，濃度逐級加大人群78日本的水俁病患者（I）日本的水俁病患者（I）79日本的水俁病患者（II）日本的水俁病患者（II）80水俁病成因水俁病是由于環(huán)境汞污染，通過食物鏈，在污染地區(qū)的人群中發(fā)生的甲基汞中毒癥；氯乙烯和醋酸乙烯在制造過程中，要使用含汞催化劑，致使排放的廢水中含有大量的汞；廢水排放到海灣后，汞在細菌作用下轉化為甲基汞，經食物鏈富集到魚貝類體內，人或動物因食魚而引起甲基汞中毒；當時由于氮的持續(xù)生產，已使水俁灣甲基汞含量達到了足以毒死日本全國人口2次都有余的程度；水俁灣里的魚貝類被甲基汞污染了；通過食物鏈，甲基汞進入人體，被腸胃吸收，侵害腦部和身體其他部分；進入腦部的甲基汞使腦萎縮，侵害神經細胞，破壞掌握身體平衡的小腦和知覺系統(tǒng)；發(fā)生以中樞神經損傷為主的慢性中毒死亡；水俁病成因水俁病是由于環(huán)境汞污染，通過食物鏈，在污染地區(qū)的人81從20世紀50年代發(fā)現水俁病以來，到1982年1月，在10萬人口的水俁市患者已達1809人，表明環(huán)境甲基汞污染影響的深遠和危害的嚴重；水俁病的主要病理變化：大腦皮質細胞萎縮，嚴重者尚可侵犯小腦及脊髓；甲基汞，易透過胎盤從母體轉移給胎兒，致先天性水俁?。灰蛱ケP轉移，使胎兒產生嚴重胎兒性甲基汞中毒的事例，在日本已有多起報道，生下來的嬰兒多為白癡；嬰兒會由于母親受感染而只能活5-6年，而活下來的患者慘狀難以描述，至今尚未找到有效的治療方法。水俁病典型癥狀的病例從20世紀50年代發(fā)現水俁病以來，到1982年1月，在10萬82控制污染源，防止汞污染物的擴散操作人員應嚴格遵守生產操作規(guī)程，定期體檢；

在生產中，應盡量少與汞接觸；如，用其他無毒或低毒物代替汞（用乙醇、石油、甲苯等取代儀表中的汞、用熱電阻溫度計取代汞溫度計工廠的三廢排放應符合國家有關規(guī)定，嚴格遵守含汞農藥的使用規(guī)定；按照食品衛(wèi)生標準的有關規(guī)定，監(jiān)督檢查魚類、蔬菜類、肉類等的汞含量；

魚類是人類從食物中攝取汞的主要來源；飲食要保持均衡，避免因偏食而攝取過多污染物。汞中毒預防控制污染源，防止汞污染物的擴散汞中毒預防83品

種指標（以Hg計),mg/kg糧食（成品糧）≤0.02薯類（土豆、白薯）、蔬菜、水果

≤0.01牛乳

≤0.01乳制品

按牛乳折算肉、蛋（去殼）≤0.05蛋制品

按蛋折算魚

≤0.3,其中甲基汞≤0.2其他水產食品

參照魚的標準我國食品中汞允許限量標準及魚中甲基汞允許限量標準

本標準規(guī)定了食品中汞允許限量標準及魚中甲基汞允許限量標準，適用于糧食、薯類、蔬菜、水果、肉類、魚類、蛋及蛋制品、乳及乳制品及其他水產品。其中引用標準為GB5009.17食品中汞的測定方法。品

種指標（以Hg計),mg/kg糧食（成品糧）≤0.084土壤鎘污染在巖石圈中平均值為0.2mg/kg。在巖石中鎘的濃度變化范圍是0.1到11mg/kg；在農業(yè)土壤中，鎘在土壤溶液中的濃度很少超過10mg/L；正常土壤Cd含量：0.05-0.2mg/kg；因土壤類型及區(qū)域不同而異，受母質、風化強度、人類活動等因素影響；據我國41個土類調查，Cd含量：0.017-0.332mg/kg；

其中，石灰土，Cd含量最高：0.332；其次，綠洲土、水稻土和高山漠土：＞0.1；栗鈣土、灰色森林土、磚紅壤、赤紅壤和紅壤較低：＜0.06；土壤中的鎘土壤鎘污染在巖石圈中平均值為0.2mg/kg。在巖石中鎘的85Bowen估計地殼中平均幅濃度為1.1×10-3，地質層中鎘含量范圍為5×10-8-2.19×10-4。Bowen估計地殼中平均幅濃度為1.1×10-3，地質層中鎘86鎘的吸收分布吸收部位：呼吸道和消化道（主）、皮膚（量甚微）；吸收率：人體消化道鎘吸收率1-6%，呼吸道吸收率25-40%；人體對空氣源的鎘污染比飲食源的鎘污染更為敏感；生產環(huán)境中的鎘塵及鎘煙，經呼吸道進入人體，肺吸收率25-40%；分布：鎘在人體主要貯存于肝和腎中，約占全身鎘總量的1/2～2/3。腎皮質的濃度最高，比人體中鎘的平均濃度高100倍左右。肺、胰、甲狀腺、膀胱、睪丸、肌肉和脂肪等臟器和組織中的鎘濃度中等，骨組織次之，腦組織中最低。

鎘的吸收分布吸收部位：呼吸道和消化道（主）、皮膚（量甚微）；87鎘對人體的危害（1）急性中毒經口攝入鎘引起的急性中毒與食物中毒極相似，進食后數十分鐘至數小時可以發(fā)病，出現流涎、惡心、嘔吐等消化道癥狀，通常約經7小時開始恢復，24小時完全恢復。但嚴重者可致死亡。鎘中毒最低劑量為13mg／kg(體重)，最高劑量為530

mg／kg(體重)。（2）慢性鎘中毒慢性鎘中毒的典型特征是血液中存在和經尿排出的兩種或多種與鎘結合的含有高硫氨基酸半胱氨酸的蛋白質，由于這些蛋白質的分子量低(10000--300000)，它們被稱為小蛋白質，蓄積于腎臟，這些蛋白質在其他腎病時是檢查不出來的，因此可用這種蛋白的含量來診斷鎘對健康的影響。國內外亦有不少研究表明，鎘及含鎘化合物對動物和人體有一定的致畸、致癌和致突變作用。鎘對人體的危害（1）急性中毒經口攝入鎘引起的急性中毒88上世紀40到60年代，日本富山縣神通川流域發(fā)生的“骨痛病”(主要是全身骨骼疼痛，人們總是叫“痛、痛、痛”，因此又稱之為“痛痛病”)。調查后來發(fā)現，這是因為當地的土壤水源受到了鎘的污染，污染土壤所產稻米含鎘量超過1mg/kg，遠遠超過對人健康產生影響的0.4mg/kg。當地居民長期食用這樣的“鎘米”(每天僅從大米中就可攝入鎘300-480mg)，并直接飲用被鎘污染的神通川的水，才造成了所謂“痛痛病”的流行。鎘與痛痛病上世紀40到60年代，日本富山縣神通川流域發(fā)生的“骨痛病”(89我國土壤鎘污染現狀據統(tǒng)計，我國鎘污染耕地面積為1.33萬公頃，涉及11個省的25個地區(qū)，并有11處污灌區(qū)土壤鎘含量達到了生產“鎘米”的程度，這些地區(qū)每年生產“鎘米”5萬噸。僅沈陽市張士灌區(qū)在用污水灌溉20多年后，被污染的耕地已多達2533公頃，其中嚴重污染面積占13%，這些耕地上生產的農產品鎘含量嚴重超標，稻米中鎘的濃度高達0.4至1.0mg/kg(已超過誘發(fā)“痛痛病”的平均鎘濃度)，稻田土壤含鎘達到5-7mg/kg。江西省大余縣，農田土壤鎘污染面積達5500公頃，嚴重污染面積占12%；廣西某礦區(qū)生產的稻米中鎘濃度嚴重超標，當地居民長期食用這種“鎘米”后已經開始出現“痛痛病”的癥狀，經過骨骼透視后確定，很多人已經達到“痛痛病”的第三個階段。另外土壤中的作物受鎘污染導致“鎘米”的地區(qū)還有上海川沙、廣東廣州和韶關、廣西陽朔、湖南衡陽、湖南郴州等地。我國土壤鎘污染現狀據統(tǒng)計，我國鎘污染耕地面積為1.33萬公頃90食品中鎘最大允許量食品中鎘最大允許量91土壤鉛污染鉛(Pb)是自然界中常見元素之一，鉛可失去4個或2個電子成為Pb4+或Pb2+，在自然界以Pb2+為主；PbO2只有在極強氧化環(huán)境中存在；常溫下，鉛及其化合物不易氧化，耐腐蝕；高溫(400-500℃)可逸出大量鉛蒸汽；除乙酸鉛[Pb(C2H3O2)2]、氯酸鉛[Pb(ClO3)2]、亞硝酸鉛[Pb(NO2)2]和氯化鉛(PbCl2)外，一般都難溶或不溶于水；烷基鉛——四乙基鉛和四甲基鉛：危害較大的鉛化合物；四乙基鉛(Et4Pb)：不溶于水，易溶于有機溶劑；四甲基鉛(Me4Pb)：不溶于水，易溶于有機溶劑與脂肪；鉛的化學特性土壤鉛污染鉛(Pb)是自然界中常見元素之一，鉛可失去4個或292土壤鉛污染礦石自然風化含鉛汽油的燃燒及排放礦產開采及金屬冶煉工農業(yè)活動土壤鉛污染土壤鉛污染礦石自然風化含鉛汽油的燃燒及排放礦產開采及金屬冶煉93湖南某污灌區(qū)土壤鉛含量湖南某污灌區(qū)土壤鉛含量94人體中鉛的來源就土壤生態(tài)環(huán)境來說，當土壤中含有高濃度鉛時，對人體造成危害的途徑可能有：（1）直接吞咽污染土壤或呼吸含鉛塵埃，這對小孩在庭院或娛樂場所時的危害頗大；（2）糧食、蔬菜等對污染物的吸收，再通過食物鏈進入人體，這在大部分情況下，該通路是人體鉛的主要來源；（3）水污染，任何土壤污染均有可能造成水污染，飲水污染亦是人體鉛的來源之一。人體中鉛的來源就土壤生態(tài)環(huán)境來說，當土壤中含有高濃度鉛時，對95鉛的吸收分布吸收部位：消化道(主)、呼吸道和皮膚(次)；進入消化道的鉛約5％～l0％被吸收，其吸收部位主要是十二指腸。吸收人血的鉛大部分(90％以上)與紅細胞結合，隨后逐漸以磷酸鹽形式沉積于骨中。在肝、腎、腦等組織亦有一定的分布并產生毒性作用。人體中的鉛主要是通過攝食、呼吸空氣和飲水而來，其中食物占90％～98％。鉛在體內主要經尿和糞排出，但其生物半衰期較長，故可長期在體內蓄積。尿鉛、血鉛和發(fā)鉛是反映體內鉛負荷的常用指標。血鉛的正常值上限我國定為2.4umol／L，尿的正常值上限定為0．39umol／L(0.08mg／L)。鉛的吸收分布吸收部位：消化道(主)、呼吸道和皮膚(次)；96鉛對人體的危害

（1）急性毒性：引起人急性鉛中毒最低劑量為5mg／kg(體重)。主要癥狀為：口有金屬味、流涎、嘔吐、便秘或腹瀉、陣發(fā)性腹絞痛，血壓升高，嚴重時出現痙攣、抽搐、癱瘓、昏迷和循環(huán)衰竭。血鉛超過450ug/L可能出現上述癥狀。（2）慢性毒性：長期鉛接觸慢性中毒，可以影響機體多種功能，比較重要的是損害造血系統(tǒng)，神經系統(tǒng)及腎臟。造血系統(tǒng)損害這是慢性鉛中毒最早出現的征象之一，其表現是紅細胞、血紅蛋白過少性貧血及輕度溶血性貧血。神經系統(tǒng)損害當人們吸入過量的鉛時可使中樞神經系統(tǒng)與周圍神經系統(tǒng)受損，引起腦病與周圍神經病。腎臟損害長期鉛接觸時，可引起慢性鉛中毒腎病，出現腎組織進行性變性，伴隨腎功能不全，問質纖維化，腎小球過濾減少，最后導致腎衰竭。（3）致畸、致癌、致突變性：無機鉛或有機鉛均有致畸作用，胚胎發(fā)育差，并出現肢體畸形，高濃度鉛對動物可顯示致癌活性。有報告指出，無機鉛可引起果蠅的基因突變。鉛對人體的危害（1）急性毒性：引起人急性鉛中毒最低劑量為97鉛對人體健康的影響（1）鉛與貧血、溶血鉛引起的貧血是由于血紅蛋白合成減少，紅細胞壽命縮短。（2）鉛與腦病、周圍神經病成人血鉛濃度在80mg／l00ml以上，兒童血鉛濃度在60mg／l00ml以上時就可誘發(fā)急、慢性腦病，其鉛性腦病主要特征是大腦水腫、驚厥、麻痹、昏迷，甚至心、肺衰竭而死亡。（3）鉛與腎病、高血壓世界衛(wèi)生組織報告認為，血鉛水平達70ug／l00ml以上的長期鉛接觸，可引起慢性鉛性腎病。（4）鉛中毒的確認①鉛接觸史；②鉛吸收和鉛的生物學效應指標；③臨床癥狀。鉛對人體健康的影響（1）鉛與貧血、溶血①鉛接觸史；②鉛吸收和98兒童鉛中毒的血鉛濃度分級標準根據1991年，美國CDC的兒童指南，兒童的血鉛水平可以分為5級。I級：＜0.483umol/L，是相對安全的血鉛水平；II-A級和II-B級：輕度鉛中毒，不需要治療，應定期進行血鉛檢查；同時給予健康教育和飲食指導，多食用含鐵、鈣、鋅和維生素B、C豐富的食物；III級：中度鉛中毒，一周內復查血鉛；IV-V級：鉛中毒程度加重。兒童鉛中毒的血鉛濃度分級標準根據1991年，美國CDC的兒童99土壤砷污染自然界中砷存在形式：元素砷、有機砷或無機砷(+3和+5)；元素砷，易被氧化成As2O3(劇毒)；As2O3和As2O5是兩種主要無機砷，也是水體中砷的主要形式；有機砷：主要為+5砷，甲基胂酸[(CH3AsO(OH)2]、二甲基次胂酸[(CH3)2AsO(OH)]、三甲基氧化胂[(CH3)3AsO]、二甲基胂[(CH3)2AsH]等；+3砷毒性大于+5砷；氣態(tài)砷主要形式：AsH3(胂)、及其甲基化衍生物；海水生物中砷主要存在形式：偶砷基甘氨酸三甲內鹽(AB)、偶砷基膽堿(AC)及偶砷基糖。砷的化學性質土壤砷污染自然界中砷存在形式：元素砷、有機砷或無機砷(+3和100土壤砷污染土壤砷污染101人體一般通過口服、呼吸、皮膚吸收和非腸道服用而攝入砷。毒性強的砷化合物與毒性弱的相比，貯留在組織中的量更多且排泄緩慢。一般可溶性無機砷化物在胃腸道中吸收迅速，有機砷化物的吸收主要靠腸壁的擴散實現。進入人體的砷大部分（95-97%）與血紅蛋白中的珠蛋白結合，然后隨血液進入靶器官，肝和腎是砷貯量最高的靶器官臟器組織包括肌肉的軟組織，濃度最低為0.008mg/kg，最高為0.1mg/kg；骨中為0.03-0.3mg/kg；毛發(fā)和指甲中濃度最高，毛發(fā)中為0.08-0.25mg/kg，指甲中為0.34-0.25mg/kg。毛發(fā)作為體內砷的貯留及排泄器官，有助于診斷砷中毒。大約70％的日攝人砷量通過甲基化作用由尿液排出體外，人體每天由尿液排出的砷為5-40mg。因此，人體尿液中砷的存在形態(tài)是反映人體快速新陳代謝過程的一個脫毒過程砷的吸收分布砷的吸收分布102目前砷毒性作用的詳細機制尚未完全闡明?，F已證明，砷的生化作用及其毒性，主要由于砷與酶蛋白質中的巰基（-SH）、蛋白質物質（胱）的胱胺酸、半胱胺酸含硫的氨基（-NH）有很強的親和力，其中，As3+的親和力最大，而As5+較小，所以As3+的毒性也最大，有些資料指出，其毒性比As5+大60倍。不同形態(tài)砷化物對人體的毒性也不同，各類砷的毒性大小依次遞減的順序是：砷化氫＞無機亞砷酸鹽〔As(Ⅲ)〕＞無機砷酸鹽〔As(Ⅴ)〕＞有機3價砷化合物＞有機5價砷化合物＞砷化合物＞砷元素。砷的對人體的危害目前砷毒性作用的詳細機制尚未完全闡明?，F已證明，砷的生化作用103砷中毒分為急性和慢性中毒急性砷中毒多為大量意外地砷接觸所致。主要損害胃腸道系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、皮膚和神經系統(tǒng)：表現癥狀為疲乏無力、嘔吐、皮膚發(fā)黃．腹痛、頭痛及神經痛，甚至引起昏迷，嚴重者表現為神經異常、呼吸困難、心臟衰竭而死亡。慢性砷中毒主要反映在皮膚、頭發(fā)、指(趾)甲和神經系統(tǒng)方面，顯示于皮膚干燥、粗糙、頭發(fā)脆而易脫落，掌及趾部分皮膚增厚、角質化。在神經系統(tǒng)方面表現為多發(fā)性神經炎，如感覺遲鈍，四肢端麻木，行動困難，運動失調等.砷中毒分為急性和慢性中毒104地方性砷中毒發(fā)病地方性砷中毒發(fā)病主要原因是自然環(huán)境高砷，致飲水中高砷所致的飲水型砷中毒，以及燃燒產于某種特定環(huán)境中高砷煤引起的燃煤污染型砷中毒，除中國貴州省病區(qū)為燃煤污染型砷中毒外，其他病區(qū)及國外病區(qū)均為飲水型砷中毒病區(qū)，在中國新疆奎屯車排子地區(qū)還發(fā)現同時存在砷氟聯合中毒(飲水砷0.85mg/L，含氟9.9mg/L)。較早的由飲天然高砷水引起的砷中毒準確報告為發(fā)生于1927年加拿大安大略省一農戶，因飲用高砷井水，引起兩代人發(fā)病，導致4人死亡的砷中毒，該井水含砷量高達10mg/L。地方性砷中毒發(fā)病地方性砷中毒發(fā)病主要原因是自然環(huán)境高砷，致飲105危害人體健康職業(yè)中毒：由于工人長期處在含硫和各種重金屬的粉塵、煙塵（鉛、鋅、砷煙氣和汞蒸氣等）的惡劣環(huán)境中工作，對身體健康造成了極大的危害，各種職業(yè)病多有發(fā)生居民長期食用含As等重金屬元素的糧食及蔬菜時，將會發(fā)生貧血癥；重金屬元素還會阻礙人體骨骼中鈣的補給，產生“骨痛病”，嚴重者可產生周身自然性骨折危害人體健康職業(yè)中毒：由于工人長期處在含硫和各種重金屬的粉塵106(1)中毒初期患者表現為無力、食欲不振、惡心、嘔吐、腹瀉等癥狀，隨后發(fā)生結膜炎、上呼吸道炎等癥狀。(2)在眼瞼、腋窩等受摩擦和皺褶處呈現皮膚色素沉著癥狀。(3)引起肝、腎的損害，血清丙酮酸和巰基含量降低等生理生化改變。(4)心血管系統(tǒng)受累，心電圖上心肌傳導異常，QT間期延長，同時外周血管系統(tǒng)也受到損害。如臺灣省西南沿海地區(qū)慢性砷中毒引起的黑腳病。(5)患者出現末梢多發(fā)性神經炎，四肢感覺異常，麻木、疼痛、行走困難、至肌肉萎縮。(6)皮膚角質增生，干燥、皺裂；指甲失去光澤，脆而薄，頭發(fā)易脫落。角化一般先發(fā)生在手足。慢性砷中毒癥狀（I）(1)中毒初期患者表現為無力、食欲不振、惡心、嘔吐、腹瀉等癥107

砷暴露造成的健康危害

砷暴露造成的健康危害

108土壤鉻污染鉻在地殼中的豐度為200mg/kg；鉻在土壤中的含量，因成土母巖不同變化范圍很大，一般為100-500mg/kg，平均含量為200mg/kg；正常土壤pH下，鉻以四種離子態(tài)存在：Cr3+、CrO2-、Cr2O72-、CrO42-；土壤中離子態(tài)鉻的遷移轉化，與土壤pH、有機質含量、無機膠體組成、土壤質地及其他化合物的存在有關；土壤中的鉻土壤鉻污染鉻在地殼中的豐度為200mg/kg；土壤中的鉻109

鉻污染鉻污染環(huán)境的重要來源：工業(yè)生產的含鉻廢水；燃煤排放的廢氣，也造成鉻污染；電鍍鉻污染采礦燃煤大氣污染物沉降

鉻污染鉻污染環(huán)境的重要來源：工業(yè)生產的含鉻廢水；電鍍鉻污染110未經處理的電鍍廢液、制革廢液等：鉻含量達600mg/L，超過我國工業(yè)廢水排放標準的1000倍；煤中：鉻含量約10mg/kg，在冶金、火力發(fā)電等企業(yè)燃煤排放出的廢氣中含有鉻。我國工業(yè)“三廢”排放試行標準規(guī)定：六價鉻車間或車間處理設備排出口Cr(Ⅵ)含量<0.5mg/L；生活飲用水衛(wèi)生標準規(guī)定：Cr(Ⅵ)含量<0.05mg/L未經處理的電鍍廢液、制革廢液等：鉻含量達600mg/L，超過111鉻的吸收分布鉻是人體必需的微量元素，是胰島素的協(xié)同因子，在人體中的正常含量是5-7mg，主要經腸道吸收。無機鉻的吸收率較低，大約為0.4%-3%；CrCl3在人體內的吸收率為0.5%-0.69%；鉻主要分布在肝、脾、軟組織和骨中鉻的吸收分布鉻是人體必需的微量元素，是胰島素的協(xié)同因子，在人112鉻中毒對人體的危害(1)急性毒性服鉻化合物可引起人急性中毒，引起腎臟、肝臟、神經系統(tǒng)和血液的廣泛病變，嚴重時可致死亡。急性中毒的臨床癥狀為惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、脫水、血便并伴有頭痛、頭暈、煩躁不安、呼吸急促、肌肉痙攣、腎功能衰減、昏迷、休克。(2)慢性毒性

動物喂飼中毒量的鉻酸鹽，出現生成障礙，給予大劑量鉻酸以后，尿中往往有蛋白和脫落細胞，腎充血、脂肪變壞，壞死。Cr6+只有強氧化性，易穿人生物膜，其毒理作用在于干擾人體內正常氧化還原和水解過程。(3)致突變性與致癌性實驗研究已證實Cr6+有致突變性。鉻酸鈣誘發(fā)g12細胞株gpt位點突變，并呈明顯的劑量一反應關系。鉻中毒對人體的危害(1)急性毒性服鉻化合物可引起人急性中毒113人群調查和動物實驗表明，長期暴露鉻，特別是生產鉻酸鹽的工人，腫瘤發(fā)病率增加。20世紀30年代德國首先報道，鉻化合物制造工人肺癌高發(fā)1985年，我國全國調查鉻酸鹽生產工人，肺癌發(fā)生率為52.63/10萬，是一般人群的3.58倍，肺癌死亡率為43.85/10萬，是一般人群的3.28倍，平均潛伏期是15.6年。日本的石川雄報道，鉻作業(yè)者肺癌發(fā)生率比一般人群高16.6倍，多在從事鉻作業(yè)19.5年后發(fā)現肺癌，以鱗狀細胞癌多見。此外還發(fā)現有肝癌、食管癌、胃癌、上頜竇癌、膽總管癌等。Cr6+具有誘變作用，其前提是鉻必須被細胞攝取，而Cr3+不能被細胞攝取，便沒有誘變作用。Cr6+可被碳酸鹽、硫酸鹽和磷酸鹽載體系統(tǒng)轉運入細胞。人群調查和動物實驗表明，長期暴露鉻，特別是生產鉻酸鹽的工人，114鉻對人體健康的影響1.鉻與糖尿病調查表明缺鉻現象嚴重地區(qū)，糖尿病的發(fā)病率高，而通過補鉻對改善糖尿病異常是有效的。鉻在糖尿病中的主要作用是預防成年型糖尿病的發(fā)生而不是治療或治愈糖尿病。因為鉻通過增加胰島素活性，減少胰島素的量去控制血糖和有關的過程，保持正常水平的胰島素，預防糖尿病繼發(fā)癥發(fā)生。2.鉻與動脈粥樣硬化流行病學調查表明，動脈粥樣硬化多發(fā)地區(qū)人群的機體和主動脈含鉻量顯著降低，血清含鉻量也明顯反映了這種關系。人們發(fā)現，給動物或人體補充鉻有許多有益的作用，并且其作用效應與缺鉻現象是相互一致的。有機鉻療效較無機鉻好，且劑量一效應呈直線關系。3.鉻與接觸性皮炎如果人體接觸數周至6個月鉻及鉻化合物后可對鉻發(fā)生過敏，通過職業(yè)性接觸的工人如對鉻已經過敏，再接觸空氣中存在的微量鉻酸鹽，即可使身體裸露部分皮膚發(fā)生皮炎。鉻對人體健康的影響1.鉻與糖尿病115第四節(jié)土壤重金屬污染與生態(tài)健康第四節(jié)土壤重金屬污染與生態(tài)健康116對土壤生物和酶活性的影響（1）土壤微生物生物量及多樣性降低土壤微生物的數量和活性，改變土壤微生物群落特性，影響土壤呼吸速率。重金屬污染對土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響對土壤生物和酶活性的影響重金屬污染對土壤生態(tài)系統(tǒng)的影響117Cu-Zn復合污染對土壤微生物生物量的影響10-110-2稀釋度CKCu100+Zn200Cu100+Zn400Cu200+Zn200Cu200+Zn400Cu-Zn復合污染對土壤微生物生物量的影響10-110-2稀118銅污染對土壤微生物群落結構的影響三種土壤不同銅污染下細菌隨培養(yǎng)時間變化情況YRS：紅黃壤；PCS：青紫泥；SLS：小粉土銅污染對土壤微生物群落結構的影響三種土壤不同銅污染下細菌隨培119（2）土壤酶活性

抑制土壤酶的活性，干擾土壤中正常的生物化學反應過程，如土壤有機質的分解礦化過程。

（2）土壤酶活性120討論：

在某粉末冶金企業(yè)污染地區(qū)，調查測得方園3.5km范圍內農田耕作層土壤中Cd含量與該企業(yè)130m高架煙囪的距離的關系、土壤Cd含量與土壤有機質含量的關系分別如圖1和圖2所示，請對該調查結果進行科學解釋：圖1土壤Cd含量與高架煙囪距離的關系圖2土壤有機質與土壤Cd含量的關系討論：圖1土壤Cd含量與高架煙囪距離的關系圖2土壤有機質121干擾植物體內離子間的平衡，造成正常離子在吸收、運輸、滲透和調節(jié)等方面的障礙，使代謝過程紊亂與核酸、蛋白質和酶等大分子物質結合，取代某些酶和蛋白質在行使其功能時所必需的一些特定元素，使其變性或活性降低土壤重金屬污染對植物的影響毒害反應：

分子水平→亞細胞和細胞水平→組織器官水平→植株水平干擾植物體內離子間的平衡，造成正常離子在吸收、運輸、滲透和調122第2講土壤污染與環(huán)境健康重金屬ppt課件123對照Cd60mg/kg黑土Cd污染對玉米生長的影響鎘對植物生長的影響對照Cd60mg/kg黑土Cd污染對玉米生長的影響鎘對124正常土壤桑根鎘污染土壤桑根正常土壤桑根鎘污染土壤桑根125第2講土壤污染與環(huán)境健康重金屬ppt課件126重金屬污染對植物生長和品質的影響鉛污染對蔬菜生長的影響重金屬污染對植物生長和品質的影響鉛污染對蔬菜生長的影響127第四節(jié)污染土壤的修復技術第四節(jié)污染土壤的修復技術128重金屬污染土壤的修復工程措施生物措施農藝措施微生物修復生態(tài)修復植物修復動物修復物化措施重金屬污染土壤的修復工程措施生物措施農藝措施微生物修復生態(tài)修129（一）工程措施主要包括客土、換土和深耕翻土等措施。深耕翻土用于輕度污染的土壤，而客土和換土則是用于重污染區(qū)的常見方法。工程措施是比較經典的土壤重金屬污染治理措施，它具有徹底、穩(wěn)定的優(yōu)點，但實施工程量大、投資費用高，破壞土體結構，引起土壤肥力下降，并且還要對換出的污土進行堆放或處理。（一）工程措施主要包括客土、換土和深耕翻土等措施。130（二）物化措施

工程措施是利用物理、化學原理治理重金屬污染土壤且工程量比較大的一類方法。工程措施治理效果最為顯著、穩(wěn)定，是一種治本措施，而且適應性廣，但投資大，存在二次污染及肥力降低問題，適于小面積的重度污染土壤。固化與穩(wěn)定技術電化法淋洗法熱解吸法玻璃化法（二）物化措施工程措施是利用物理、化學原理治理重金131固化與穩(wěn)定技術

固化與穩(wěn)定是兩個不同的物理化學過程，其中固化是指把污染物固結成具有較高結構強度的實心固體的技術。固化不一定需要固結劑與廢棄物之間有化學反應，但需要把污染物固結到固體結構中。固化是通過大幅度降低污染物的接觸比表面積或把污染物密封隔離來阻止其有害成分流失。穩(wěn)定是指:通過降低污染物的溶解度、移動性或毒性來減少污染物危害的技術。穩(wěn)定不一定要改變污染物的物理特性和機械可操作性。通常固化與穩(wěn)定是結合使用的。固化與穩(wěn)定技術固化與穩(wěn)定是兩個不同的物理132

也可稱為電動修復(Electroremediation)。其原理是在污染土壤中插入電極對，并通以低直流電，形成直流電場。由于土壤顆粒表面具有雙電層，孔隙水中離子或顆粒帶電荷，引起孔隙水及水中的離子和顆粒物質在電場作用下向電極室運輸，從而可通過工程化的收集系統(tǒng)收集起來，然后進行集中處理。

電化法也可稱為電動修復(Electroremedi133淋洗法

土壤是一種異源的、復雜的混合物，重金屬以多種方式與土壤組份發(fā)生各種反應，包括離子交換、吸附、沉淀和螯合作用。土壤淋洗技術就是通過逆轉這些反應，把土壤固相中的重金屬轉移到土壤液相。常用重金屬提取劑淋洗法土壤是一種異源的、復雜的混合134Fig.2.Biosolidscompostamendmentprocess:(a)initialrototilling;(b)surfacepreparation;(c)biosolidscompostapplication;(d)forminga6–8cmlayerofbiosolidscompost;(e)rototillingtoadepthof20cm;(f)emerginggrasscover.Fig.2.Biosolidscompostamen135三、農藝措施農業(yè)措施是因地制宜地改變一些耕作管理制度以及在污染土壤上種植不進入食物鏈的植物等，從而改變土壤中重金屬活性，降低其生物有效性，減少重金屬從土壤向作物的轉移，達到減輕其危害的目的。

改變耕作制度

控制土壤水分

調整作物品種

合理施用有機肥

提高土壤pH值

施加土壤改良劑三、農藝措施農業(yè)措施是因地制宜地改變一些耕作管理136四、生物修復重金屬污染土壤的生物修復是指通過植物、動物和微生物等對土壤重金屬的吸收、降解、吸附、轉化等過程，將土壤重金屬清除，或者改變重金屬的活性或在土壤中的結合狀態(tài)，將重金屬穩(wěn)定化，以減少其向周邊環(huán)境的擴散。

微生物修復：固定、溶解、還原、吸收

動物修復：固定、吸收..

植物修復：提取、固定、揮發(fā)、過濾….生態(tài)修復：聯合修復四、生物修復重金屬污染土壤的生物修復是指通過植物、137微生物修復土壤微生物是土壤中的活性膠體，它們比表面大，帶電荷，代謝活動旺盛。受到重金屬污染的土壤，往往富集多種耐重金屬的真菌和細菌，微生物可通過多種方式影響土壤重金屬的活性。微生物修復是利用土壤中的某些微生物對重金屬具有吸收、吸附、沉淀、氧化和還原等作用，從而改變重金屬的形態(tài)，降低土壤中重金屬的毒性。微生物修復土壤微生物是土壤中的活性膠體，它們比138微生物修復高效降解菌株的篩選擬降解對象的生物可降解性研究基因工程菌構建土壤微生物功能基因開發(fā)微生物修復高效降解菌株的篩選139微生物修復研究熱點

土壤微生物功能基因開發(fā)土壤中蘊含著極其豐富的微生物資源，但目前人們對此知之甚少。在還無有效的手段完全分離的情況下，開發(fā)土壤微生物的各種功能基因，從而將其克隆出來，這已經成為一種土壤微生物修復資源開發(fā)十分重要的的基礎研究策略。原位PCR技術功能基因探針檢測技術反轉錄PCR技術（RT-PCR）熒光原位雜交技術（FISH）熒光定量PCR技術（realtimePCR）環(huán)境功能微生物基因芯片微生物修復研究熱點

土壤微生物功能基因開發(fā)土壤中140動物修復

土壤動物在土壤有機質分解、養(yǎng)分循環(huán)、改善土壤結構、影響健康和植物演替中具有重要的作用。重金屬污染土壤的動物修復是通過習居的土壤動物或投放高富集動物對土壤重金屬吸收、降解、轉移,以去除重金屬或抑制其毒性,是一種經濟有效的土壤生態(tài)恢復措施。動物通常通過以下方式實現生物修復：A通過收獲野生種群來提取污染物B補充或維持野生動物種群來固定或降解污染污染物。動物修復土壤動物在土壤有機質分解、養(yǎng)分循141動物修復方法Gifford通過類比植物修復(Phytoremediation)提出了下列術語：動物提取(Zooextraction)：收獲和處理富集污染物的動物生物量。動物固定(Zoostabilization):用動物抑制污染物遷移，這方法不是收獲動物生物量，而是維持與補充野生動物的種群。動物轉化(Zootransformation)或動物降解(Zoodegradation):用動物降解有機污染物到低毒性的化合物，不是通過收獲生物量，而是維持與補充野生動物種群。金屬超積累動物(Animalmetal-hyperaccumulator)已報道一些動物種可以積累>100mgKg-1Cd、Cr、Co或Pb；>1000mgKg-1Ni、Cu、Se、As或Al；>10000mgKg-1Zn、Mn.動物修復方法Gifford通過類比植物修復(Phytore142適于修復的動物土壤修復：蚯蚓、線蟲等水體修復:牡蠣、貝類、魚類、蛤類、多毛環(huán)節(jié)動物、海綿等。

適于修復的動物土壤修復：蚯蚓、線蟲等143土壤修復

——以蚯蚓為例蚯蚓是一種雜食性的低等腐生動物，具有很強的分解有機廢棄物的能力蚯蚓對重金屬元素具有很強的富集作用蚯蚓可以強化污染土壤修復，認為蚯蚓可以通過改善土壤理化性質、增強微生物活性、改變污染物的活性等強化污染土壤的生物修復過程。土壤修復

——以蚯蚓為例蚯蚓是一種雜食性的低等腐生動物，具有144蚯蚓提取Cu、Zn利用蚯蚓萃取豬糞豬糞銅(Cu)、鋅(Zn)重金屬污染。吳國英(2009)采用室內接種法研究了赤子愛勝蚓(Eiseniafoetida)對豬糞重金屬重金屬Cu、Zn潛力。結果發(fā)現，蚯蚓對豬糞重金屬Cu、Zn具有一定的吸收能力，富集系數分別為0.43、0.73。蚯蚓提取Cu、Zn利用蚯蚓萃取豬糞豬糞銅(Cu)、鋅(Zn)145蚯蚓對Pb、Cd提取敬佩等(2009)通過重金屬污染土壤中接種蚯蚓的試驗,研究了蚯蚓活動對土壤中Pb,Cd的富集作用和有效態(tài)含量的影響。敬佩,等.水土保持學報,2009,23(3)期蚯蚓對Pb、Cd提取敬佩等(2009)通過重金屬污染土壤中接146蚯蚓對Pb、Cd提取(1)蚯蚓可以誘導改變棕壤中Pb,Cd的有效態(tài)含量,顯著提高棕壤中Pb,Cd酸提取態(tài)含量,降低可還原態(tài)含量。(2)蚯蚓對Pb有一定的吸收能力,對Cd有較強的富集能力,富集量隨著蚯蚓作用時間的延長而增加,富集系數K值為1.6～49.2。(3)蚓糞中Pb,Cd的酸提取態(tài)和可氧化