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1、重金属铅锌铬对土壤活性酶的影响论文第一章绪论1.1前言土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一,也是人类生态环境的重要组成部分。随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加,土壤重金属污染日益严重,目前,全世界平均每年排放Hg约1.5万吨,Cu340万吨,Pb500万吨,Mn1500万吨,Ni100万吨【1】。据我国农业部进行的全国污灌区调查,在约140万hm2的污水灌区中,遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%,其中轻度污染的占46.7%,中度污染的占9.7%,严重污染的占8%【2】。当前我国区域农业环境恶化现象十分严
2、重。据统计,1980年国工业三废污染耕地面积266.7万hm2,1988年增加到666.7万hm2,1992年增加到1000万hm2【3】。目前,全国遭受不同程度污染的耕地面积已接近2000万hm2,约占耕地面积的1/5。我国每年因重金属污染导致的粮食减产超过1000万t,被重金属污染的粮食多达1200万t,合计经济损至少200亿元【4】。据农业部环境监测系统近年的调查,我国24个省市城郊、污水灌溉区、工矿等经济发展较快地区的320个重点污染区中,污染超标的大田农作物种植面积为60.6万hm2,占调查总面积的20%。其中重金属含农作物种植
3、面积约占污染物超标农作物种植面积的80%以上,尤其是Pb、Cd、Hg、Cu及其复合污染最为突出【5】。当前我国大多数城市近郊土壤都受到了不同程度的污染,其中cd污染较普遍,污染面积近11300万hm2,其次是Pb、Zn等;有许多地方粮食、蔬菜、水果等食物中Cd、cr、As、Pb金属含量超标和接近临界值。其中多数是由于工业污水灌溉造成的【6】。1.2土壤重金属污染的危害及研究现状1.2.1土壤重金属污染的危害土壤重金属污染具有污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解的特点,并可经水、植物等介质最终影响人类健康。造成的危害主要分为
4、以下几种。[1]对人体造成的危害土壤受重金属或类金属毒物污染后,常常通过农作物和水进入人体,造成中中毒害。如铅、汞、镉、砷、铬、铊等污染后都会对居民健康造成各种危害。其中尤以重金属镉污染土壤引起的痛痛病最为典型。痛痛病是发生在日本富山县神通川流域的一种含镉废水污染农田而引起的公害病,患者全身疼痛,日夜呼叫,故名痛痛病。病因主要是含镉废水污染农田进入稻米中,居民长期食用含镉很高的稻米(称为“镉米”)而发病。患者多为育龄妇女,主要症状是骨质疏松,全身疼痛,四肢弯曲变形,脊柱受压也缩短变形,全身多发性骨折,行动困难。患者尿中的分子蛋白增多,尿镉
5、含量高,尿糖增多,尿酶改变。尿中镉含量高达每升数十微克,最高可达100微克/升(正常人尿镉在2微克/升以下)。由于镉损害了肾小管,使肾功能异常,引起钙、磷代谢障碍,尿钙增多,导致骨质脱钙。此病多在营养不良的条件下发病,最后患者多因全身极度衰弱和并发其它疾病而死亡。此病发病缓慢,潜伏期为2~8年。镉在体内的生物半减期为16~33年,经长期蓄积达到一定程度才发病。此病无持效疗法,死亡率很高。预防措施除保证土壤中镉含量不超过卫生标准(1.0ppm)外,世界卫生组织还建议成人每周摄入的镉不应超过400~500微克。土壤受铬污染对健康的危害主要是六
6、价铬。六价铬对健康的危害比三价铬大100倍。自然土壤中平均含铬50~100ppm。土壤铬污染主要来自铬矿和金属冶炼、电镀、制革的工业废水、废气和废渣。铬渣中含六价铬1%左右,六价铬易溶于水,所以容易经过土壤进入农作物而危害居民健康。铬在体内蓄积作用,并能影响体内的氧化还原过程和水解过程。铬与蛋白质结合能抑制一些酶的活性,还可促使维生素C氧化,使血红蛋白变性从而降低红细胞的携氧能力。六价铬又是致突变物质,Ames试验和骨髓细胞核试验都呈现阳性结果。经调查,我国的锦州和广州西郊等铬渣污染区居民的癌症死亡率都显著高于对照区。[2]降低农产品量和
7、品质当土壤中重金属含量超过一定值时,就会抑制作物生长,并导致减产。一般来说土壤中元素对植物有效性的最佳检验方式是植物本身的吸收量,直接相关的是稻谷的重金属吸收量。李惠英[15]等的研究表明随着重金属Cd、Pb、Cu、Zn浓度的增加,作物生长量下降。许炼峰[16]等研究了砖红壤上添加Cu对作物生长的影响,结果表明,随着添加Cu量的增加水稻和花生产量明显下降,但是这种抑制作用主要表现在早稻,水稻生物量在添加Cu浓度大于200mg/kg时明显比对照低。1.2.2土壤重金属污染的研究现状过去,人们对土壤污染不像大气污染和水污染那样重视。由于土壤污
8、染往往量大面广,且比大气污染和水污染更难控制和治理,因此,当治理大气和水污染方面取得成效以后,发达国家土壤污染的严重性和紧迫性就充分显露出来,因此,土壤污染问题在国际上越来越受重视,并成为环保
