土壤重金属生物有效性

题目：土壤中重金属生物有效性

学院：

专业：

学号：

姓名：

2017年1月5日

土壤中重金属生物有效性

摘要:人类的生产和生活使很多重金属进入环境，伴随着环境污染的加剧，土壤中重金属的含量也在增加。土壤中的重金属通过食物链被运输并在生物体内富集。重金属对植物和动物的危害不再仅仅与重金属的总量有关。土壤中可用的重金属含量逐渐引起人们的注意。土壤中可利用的重金属受到很多因素的影响，例如土壤物理化学性质，重金属形态，根际环境，重金属相互作用等因素。现在有许多方法来评价土壤中重金属的可利用性，但不同方法的结果不具有很好的可比性，需要进一步的研究。

关键词：重金属；生物有效性；土壤；评价方法

Bioavailability of Heavy Metals in Soils

ABSTRACT: Human activities make a lot of heavy metals into the environment, with the intensification of pollution, the content of heavy metals in the soil is also increasing. Heavy metals in the soil are transported and enriched by the food chain. The harm of heavy metals to plants and animals is no longer just concerned with the total amount of heavy metals. The available content of heavy metals in the soil gradually attracts people's attention. The available heavy metals in soils were affected by soil physical and chemical properties, heavy metal form, rhizosphere environment, and heavy metal interaction. There are many methods to evaluate the availability of heavy metals in soils, but the results of different methods are not comparable. Therefore, it needs to be further studied.

KEY WORDS: heavy metals; bioavailability; soil; evaluation method

土壤的重金属污染是一个相对严重的问题。随着工业化和城市化的发展，人类活动范围扩大且频繁，在生产生活中产生了含有重金属的污水、废气或固体废弃物，如含重金属农药和化肥的使用、金矿开采、汽车尾气的排放、金属冶炼排放的废渣和污泥的堆积等过程[1]。由于土壤重金属污染具有隐蔽性和积累性等特点，在积累的初期没有明显的污染现象，但是一旦重金属的毒害作用比较明显的表现出来后，就很难清除彻底。通过食物链，重金属能够积累到人或动物体内，

大部分的重金属都是都是人体不需要的且对人体会产生危害，并且积累在人体的不同部位损害人体健康，例如，镉容易积累在人体的肾脏部位，对肾脏有毒害作用，儿童体内血铅含量高会导致儿童智力发育等[2]。在重金属严重污染的耕地上面种植出来的作物也表现出了产量降低，品质下降等不良反应[3]。因此，土壤重金属污染引起了人们极大的关注。

土壤中的重金属的总量能够反映改土壤中重金属的浓度，而且各国制定土壤环境质量标准大都以土壤中重金属总量为基础的[4]，然而在土壤中的重金属具有多种化学形态，不同形态的重金属具有不同的形态，同一种重金属在相同或者不同条件下也会具有不同的形态，不同化学形态的重金属对生物产生的影响也不大相同，因此相同含量重金属的土壤环境的生物效应也会有很大的差异。在评价受重金属污染的土壤过程中，不能单一的依靠土壤重金属的总量，对于不同形态的重金属的含量同样需要考察。Tessier等[5]将重金属在土壤中的元素形态分为可交换态、碳酸盐结合态、有机物质结合态、Fe-Mn氧化态和残留态。

生物有效性，或称为生物利用度，目前的定义还比较混乱，界线不明晰。在药理学上面，生物有效性在是指生物服用的药物剂量能够完成体循环，这解释了药物的动力学特性。由定义可以推断，当利用静脉注射药物时，生物利用度则是百分之一百。但是当药物以其他方式进入生物体内时，例如口服，它的生物有效性因为不完全吸收和首渡效应而降低[6]。Kramer[7]和Ruby[8]等人认为土壤中重金属的生物有效性是指在一定的生理条件下，重金属经过解吸和活化，然后迁移进入人或动物血液循环系统的那部分元素。

一般我们认为重金属经过三个过程便可对生物产生危害：重金属在外部环境中的形态；重金属和生物膜的反应；重金属在生物体内增加然后产生毒害反应。目前重金属的生物有效性研究大多着重重金属在外部环境中的生物有效性，用的评价方法主要有化学评价方法、生物评价方法和以分析加速器为基础的同步辐射技术。虽然土壤重金属的生物有效性得到人们的重视并做了广泛的研究，但是由于土壤中生物本身种类和暴露的环境不一样等造成土壤重金属生物有效性评价的结果有着明显的差异，关于土壤重金属的生物利用度评价和定量化仍然需要更多的研究。本篇主要讨论哪些因素影响了土壤重金属的有效性和一些关于重金属有效性的评价方法。

1 影响土壤重金属有效性的因素

土壤重金属生物有效性受到金属元素形态与迁移性的影响，这两者与重金属在土壤中的存在形态有密切的关系，也与土壤理化特性例如土壤的机械组成、pH 值、有机物质的含量、氧化还原电位等因素有很大的关系。所以，评价土壤重金属污染程度时，需要综合考虑各种土壤条件。