我国重金属污染研究现状

我国重金属污染研究现状

摘要：随着经济全球化的迅速发展，含重金属的污染物进入生态环境，对人类的健康带来了严重威胁，我国重金属污染突显，国内在重金属污染研究领域也展开研究，本文描述了我国在重金属污染研究中的具体采样、测定、评价方法，以及这些方法在我国的应用。

关键词：重金属污染；重金属污染物采样、重金属含量测定、污染评价

前言

重金属污染时指由重金属及其化合物引起的环境污染，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。2008年，我国相继发生了贵州独山县、湖南辰溪县、广西河池、云南阳宗海、河南大沙河等5起砷污染事件，2009年环保部共接报陕西凤翔等十二起重金属、类金属污染事件。这些事件致使四千零三十五人血铅超标、一百八十二人镉超标，引发三十二起群体性事件。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研究。

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。人类活动极大的加速了重金属的生物地球化学循环，使环境系统中的重金属呈增加趋势，加大了重金属对人类的健康风险，当进入环境中的重金属容量超过其在环境中的容量时，即导致重金属污染的产生，重金属污染物为持久性污染物，一旦进入环境，就将在环境中持久存留。由于重金属对人类和生物可观察危害出现之前，其在环境中的累积过程已经发生，而且一旦发生危害，就很难加以消除。因此，在过去二十多年中人们就通过不同途径引入重金属对生态环境的污染做了广泛研究。

1．重金属污染源的研究

我国尚未建立完善的涉及有色金属采选业重金属污染防控的监管体系，对重金属污染源研究不够彻底，目前大致可将重金属污染源分类为:水污染源、大气污染源、固体污染源。

水污染源主要来自于工业生产中废水的排放，诸如有色金属采选业、选煤厂废水排放等；大气污染源主要来自于人类燃煤烟气排放，以及大型锅炉厂、电厂工业生产过程中的燃煤烟气排放，有色金属采选业的冶炼过程也是重金属大气污染源的主要来源之一；固体污染源主要来自于人类生产生活当中消耗品的丢弃，例如废旧电池、电器以及工业生产上固体废弃物的堆放。

2．重金属实验测定及评价的研究

2.1样品采集

2.1.1水样的采集与保存

采样前，根据测定项目的性质和采样方法的要求，选择适宜材质的盛水容器和采样器，并清洗干净。在重金属污染物水样的采集方法上分采集表层水、深层水，深层水的采集可在污染水域进行泵抽样。

重金属污染物废水需运用P（聚乙烯瓶）或G（硬质玻璃瓶）进行收集，各元素的保存方法如下表：

2．1.2大气样本采集与保存

当空气中的被测组分浓度过高，或者监测方法灵敏度高时，直接采集少量气样即可满足监测，而重金属污染检测体系不完善，缺乏重金属在线检测和核查技

术，一般通过富集采样法，再对采集样品进行监测，在大气监测中以汞为例，对汞的监测采取汞置换法，也称间接冷原子吸收法，该方法基于气样中的CO与火星氧化汞在180~2000C发生反应，置换出汞蒸气，带入冷原子吸收测汞仪测定汞的含量再换算成CO浓度。

2．1.3土壤样本采集与保存

采样布点方法：

1．对角线布点法，该方法适用于面积小、地势平坦的污水灌溉或污染河水灌溉的田块。在对角线上至少分五个等分，以等分点为采样分点，若土壤差异性大，可增加等分点。

2．梅花型布点法，适用于面积较小，地势平坦，土壤物质和污染程度较均匀的地块。中心分点设在地块两对角线相交处，一般设5~10个分点。

3．棋盘式布点法，适用于中等面积、地势平坦、地形完整开阔，但土壤较不均匀的田块，一般设10以上分点，此法也适用于受固体污染物污染的土壤，因为固体废物分布不均匀，应设20个以上分点。

4．蛇形布点法，适用于面积较大，地势不平坦，土壤不够均匀的地形区，布设分点数目较多。

5.放射装布点法，适用于大气污染性土壤。以大气污染源为中心，向周围画射线，在射线上布设采样分点，在主导风向的下风向适当增加分点之间的距离和分点数量。

土壤样品根据监测项目的要求通过风干、磨细、过筛、混合、分装，制成满足分析要求的土壤样品，土壤样品根据实验项目测定可进行长期保存以及及时测定。

2.2重金属测定

重金属测定方法为：矿物元素和重金属元素全量分析采用硝酸-高氯酸-氢氟酸消化，用等离子体原子发射光谱法（IPC-AES）测定。重金属元素分级采用欧共参比司（European Community Bureau of Referee)的三步连续提取法对重金属元素进行分级，共分为酸可提取态、氧化物结合态、有机结合态和残余态4钟分组。

在各实验步骤下进行各级状态的提取，提取物中重金属元素浓度均用

IPC-AES进行测定。

2．3重金属污染评价研究

目前，对重金属污染评价时，常采用的评价方法主要有总量法、化学形态分析法和生物指示法等几种。

总量法是最早采用的方法。它以污染重金属元素含量的高低为依据，来判断周围生态环境受重金属污染程度。样品中重金属含量越高，说明潜在的环境影响就越大，近几年，来通过分析和调查环境介质重金属含量来评级重金属污染程度和状况还有很多文献报道。

但是最近的一些研究表明重金属在环境中的行为和作用，如活动性、生物可利用性、毒性等，仅用它们在环境中的总量来预测和说明是不确切的。其主要原因是在生态系统中，生物智能利用离子形式存在的重金属元素，而重金属元素含量的高低与它们在样品中存在形式之间没有直接的相关关系。有时含量可能会很高，但如果活性很差的话，动植物就不能直接吸收和利用这些重金属元素，它们也不可能决定重金属对环境的污染程度，因为重金属存在物理、化学形态与重金属的迁移轨迹与方向关系非常密切，重金属含量以及物理和化学形态决定了重金属元素的污染状况和潜在的生物有效性。因此，在对重金属污染评价的研究中，除了了解重金属和含量外，掌握重金属存在的物理、化学形态也非常重要，这种方法就是化学形态分析法。化学形态分析法是一种用多种化学试剂萃取样品中的重金属元素，根据重金属萃取的难易程度，将样品中的重金属分为不同的形态，也就是欧共参比司法，依据使用萃取的种数和萃取的步骤的次数，可将化学形态分为连续萃取法和单一萃取法量大类。在我国近些年很多学者利用这种方法对我国各地的土壤重金属污染程度进行了分析。王美青等研究杭州市城郊文教居民区、风景旅游区、市郊内商业区和市郊内工业区等5种土地背景下的32种土样中8中重金属元素（Cd、CO、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Mn）的含量和形态。结果表明，杭州市城郊土壤已明显污染，按元素分类，以Pb的污染最为严重；按土壤利用分类，市郊工业区污染程度最为严重。

植物指示法是一种正在迅速发展的方法，也是前景最好的方法之一。在污染区域周围被污染的土壤中寻找一些植物作为生物指示剂，依据它们体内吸收的重金属的量来直接判断土壤的污染程度。美国在这种方法上的运用较为成熟，在我