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1、http://www.paper.edu.cn沉积物中重金属的生物有效性研究综述111张学辉，陈爱华，宋端阳(大连水产学院，大连，116023)xhz19810@163.com摘要：本文综述了沉积物中重金属的生物有效性的研究，主要包括重金属污染常用评价体系，沉积物中重金属的存在形态，以及生物对重金属的生物利用等方面。同时对沉积物中重金属的生物有效性研究进行了展望。关键字：沉积物重金属生物有效性近年来,随各种工业废液排入水体,其中重金属的含量越来越高,严重影响着人类及其它生物的健康与生存,如汞、砷、铬能引起神经系统疾病和有致癌作用。海洋沉积物是进入海水中许多化
2、学物质的主要归宿地，海洋沉积物环境质量研究自上世纪8O年代以来已成为国际[1]重要研究领域。在研究以重金属为主要污染物的水体中,通常把沉积物视为探索环境重金属污染的工具。由于沉积物中重金属化学行为和生态效应的复杂性，对积物中重金属生物有效[12]性的研究是当前学术界的热点研究课题。一、沉积物中重金属污染的评价体系及存在形态1.1沉积物中重金属污染的评价体系对于沉积物中重金属污染的研究，近年来出现了许多从沉积学角度提出的污染评价方法，如地累积指数法(GeoaccumulationIndex)、污染负荷指数法(ThePollutionLoadIndex)、潜在生
3、态危害指数法(ThePotentialEcologicalRiskIndex)及Hilton等的回归过量分析法(ExcessafterRegressionAnalysis)．我国学者贾振邦等应用模糊集理论(TheoryofFuzzySubset)和脸谱法(Facegraph)对沉积物中重金属进行了评价。上述评价方法代表了国际上有关沉积物中重金属研究的先进方法。潜在生态危害指数法和地累积指数法是两种比较常用的评价体系。1.1.1潜在生态风险评价[3]潜在生态风险指数法是瑞典学者Haknson于1980年提出的，它是划分沉积物污染程度及其水域潜在生态风险的一种相
4、对快速、简便和标准的方法，通过测定沉积物样品中有限数量的污染物含量进行计算。潜在生态风险指数值可反映表层沉积物金属的含量、金属污染物的种类数、金属的毒性水平及水体对金属污染的敏感性。生态风险指数法在我国的应用已较为广泛，不少文献介绍了利用该法进行水域生态风险性分析和评价，并对水域的生态风险性进行定量分析作出了有益的尝试。其计算公式如下：-1-http://www.paper.edu.cniii式中：Cf为某一金属的污染参数；C表为沉积物中重金属的实测含量；Cn为计算所需ii的参比值。Er为潜在生态风险参数；Tr为单个污染物的毒性响应参数(Cd，Pb，Cu和Z
5、n的ii毒性响应参数分别为30，5，5和1)；RI为多种金属潜在生态风险指数。Cf,Er和RI值相对应的污染程度及潜在生态风险程度见表1。1.1.2地累积指数法[2]地累积指数法是德国学者Muller于1969年提出，广泛用于研究沉积物中重金属污染程度的定量指标，尤其用于研究现代沉积物中重金属污染的评价，在我国也被部分学者采用过。地累积指数的计算式为式中Cn是元素n在沉积物中的浓度；Bn是沉积物中该元素的地球化学背景值；是考虑各地岩石差异可能会引起背景值的变动而取的系数(一般取值为1.5)。地累积指数共分为0～6级，表示污染程度由无至极强。最高一级(6级)的
6、元素含量可能是背景值的几百倍。Igeo值与重金属污染水平的关系见表2。1.2沉积物中重金属形态及对水生生物的影响[15]目前,对重金属在沉积物中存在形态的分类依据最常采用的方法为蒋廷惠等的形态分离方法。他把沉积物的重金属划分为以下5种形态:①水溶性和可交换态:指通过静电作用,吸附在沉积物胶体表面的重金属。这部分重金属在周围条件变化时,极易以离子状态溶解在-2-http://www.paper.edu.cn水中,或被其他极性较强的离子交换出来。浸提剂:1ｍｏｌ/ＬＭｇＣｌ2溶液。②碳酸盐结合态:进入水体后通过离子交换、置换、化合等方式,与碳酸盐结合共沉于水底的
7、重金属。浸提剂:1ｍｏｌ/ＬＮａＡｃ-ＨＡｃ溶液。③铁锰氧化物结合态:指通过与水体中的活性氧化铁、锰表面裸露羧基结合,与铁锰氧化物共沉于水底的重金属。这部分重金属在水体氧化还原电位变化较大时易被释放再进入水中。浸提剂:004ｍｏｌ/Ｌ盐酸羧胺溶液。④有机质、硫化物结合态:指通过与有机质功能团的络合、螯合以及与硫离子结合形成沉淀的重金属。浸提剂:30%过氧化氢。⑤残余态:指存在矿物晶体中的重金属离子,这部分的活性极低。浸提剂:ＨＣｌＯ4-ＨＦ。长期以来,人们比较注意溶解在水里的重金属对生物的影响,而忽略沉积物中重金属对生物所产生的作用。事实上,生物(包括鱼类)
8、吞食或随食物进入胃内的一些颗粒物,在胃液和其它一些消
