肥城徐東區(qū)土壤中重金屬的污染情況調(diào)查*1

王 明 楊志孝 邴愛(ài)英 方 茜 張 莉

(泰山醫(yī)學(xué)院，山東 泰安 271016)

金屬元素是生命活動(dòng)所必需的，但汞、鉛等重金屬能與人體內(nèi)的蛋白和生物酶等發(fā)生相互作用，在器官中累積，造成慢性中毒，從而影響蛋白質(zhì)和生物酶的生理活性[1]。土壤中的重金屬可被沖刷進(jìn)河流、湖泊、海洋、地下水中，水土中的重金屬不能被生物降解，進(jìn)入魚(yú)蝦類(lèi)、小麥、水稻中的重金屬元素通過(guò)食物鏈富集，最終進(jìn)入人體[2]。因此調(diào)查與監(jiān)控水、土中重金屬的含量情況，對(duì)于防止人群重金屬危害，保證和提高人群健康水平具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 主要儀器

M3100原子吸收分光光度計(jì)(美國(guó)PE公司)，干燥箱，植物粉碎機(jī)，電子分析天平，電熱板，酸度計(jì)，抽濾機(jī)。

1.2 主要材料

土樣：取自泰安肥城徐東區(qū)，其中1-1～1-5號(hào)為南區(qū)；2-1～2-5號(hào)為西區(qū)；3-1～3-5號(hào)為北區(qū)。硝酸(GR.)、高氯酸(GR.)、石英亞沸蒸餾水。標(biāo)準(zhǔn)溶液：Cd、Hg、Pb、Cr、As(1mg/ml)(中國(guó)地質(zhì)研究所)。標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液： pH=6.86；pH=9.18。

1.3 取樣[3]

1.3.1 樣品的采集 每個(gè)土壤樣品的采樣點(diǎn)確定為9～20個(gè)，如果地塊地勢(shì)平坦，可采用X形采樣法。采樣時(shí)應(yīng)沿著一定的路線，按照隨機(jī)、等量、多點(diǎn)混合的原則進(jìn)行采樣，一般X形布點(diǎn)采樣，要避開(kāi)路邊、田埂、溝邊、肥堆等特殊位置。每個(gè)采樣點(diǎn)的取土深度及采樣量應(yīng)均勻一致，采樣深度為0～20 cm，土樣上層與下層的比例要相同。取樣器應(yīng)垂直于地面入土，深度相同。用取土鏟取樣應(yīng)先鏟出一個(gè)斷面，再平行于斷面下鏟取土。

1.3.2 混合土樣制作 一個(gè)混合土樣以取土1 kg左右為宜，如果一個(gè)混合樣品的數(shù)量太大，用四分法將多余的土壤棄去。方法是將采集的土壤樣品放在盤(pán)子里或塑料布上，弄碎、混勻，鋪成四方形，劃對(duì)角線將土樣分成四份，把對(duì)角的兩份分別合并成一份，保留一份，棄去一份。如果所得的樣品依然很多，再用四分法處理，直至所需數(shù)量為止。在標(biāo)簽上填好地點(diǎn)、地塊后，同采集的樣品一起放入統(tǒng)一的樣品袋。標(biāo)簽一式兩份，袋內(nèi)外各一份。

1.4 待測(cè)樣品的制備

將樣品各取適量，置于恒溫干燥箱中，120 ℃條件下干燥至恒重。冷卻后將各樣品取出打成細(xì)粉，稱(chēng)取1.0000 g，加入20 ml混合酸，放置1～2 h后于恒溫電熱板上，緩緩加熱，直至溶液變?yōu)闊o(wú)色后，加快升溫速度驅(qū)酸，待溶液近干時(shí)停止加熱，冷卻后加亞沸蒸餾水溶解，轉(zhuǎn)移至50 ml的容量瓶中定容待測(cè)。同法處理空白一份。

1.5 樣品測(cè)定

利用M3100原子吸收分光光度計(jì)，Zn、Cu采用火焰法測(cè)定；Cd、Pb、Cr采用石墨爐測(cè)定；Hg、As采用氫化物法測(cè)定。

2 結(jié) 果

2.1 土壤中元素含量結(jié)果 見(jiàn)表1。

2.2 土壤中元素含量的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果 見(jiàn)表2。

表1 土樣中部分微量元素與重金屬元素的含量(mg/kg)

表2 15個(gè)土樣中部分微量元素與重金屬元素的含量統(tǒng)計(jì)分析[4]

3 討 論

對(duì)該地區(qū)南區(qū)、西區(qū)和北區(qū)三個(gè)區(qū)域進(jìn)行了Zn、Cu、Cd、Hg、Pb、Cr、As七種元素的含量測(cè)定，由測(cè)定結(jié)果看Zn、Cu、Cd、Hg四種元素南區(qū)均高于西區(qū)和北區(qū)，并且北區(qū)最低；Pb含量在北區(qū)最高，南區(qū)和西區(qū)相當(dāng)；Cr、As兩種元素在西區(qū)含量稍高，南區(qū)和北區(qū)接近。但是在該地區(qū)元素含量均不超標(biāo)，都在國(guó)家一類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。

許多重金屬離子均可因微生物甲基化作用而生成相應(yīng)的甲基化合物, 此類(lèi)化合物多屬毒性很強(qiáng)的揮發(fā)性物質(zhì), 極易通過(guò)呼吸道進(jìn)入體內(nèi), 其中具有重要病理學(xué)意義的, 當(dāng)首推甲基汞化合物。另有一些重金屬離子通過(guò)口腔、皮膚進(jìn)入體內(nèi)后, 與人體某些酶的活性中心硫基(-SH) 有著特別強(qiáng)的親和力, 金屬離子極容易取代硫基上的氫, 從而使酶喪失其生物活性, 即重金屬的致害物質(zhì)作用就在于使生物酶失去活性。還有一些重金屬離子可以通過(guò)與酶的非活性部位相結(jié)合, 從而改變活性部位的構(gòu)象, 或與起輔酶作用的金屬離子置換, 同樣能使生物酶的活性減弱甚至喪失[5]。

汞(Hg)、鎘(Cd)、鉻( Cr) , 以及具有重金屬特性的類(lèi)金屬砷( As) 等生物毒性顯著,銅( Cu) 、鋅( Zn) 、鈷( Co) 、鎳( Ni) 等一般重金屬, 也有一定毒性。生物可通過(guò)帶電荷的細(xì)胞表面吸附重金屬離子，或通過(guò)攝取必要的營(yíng)養(yǎng)元素主動(dòng)吸收砷等重金屬離子，將砷等重金屬離子富集在細(xì)胞，因此可考慮用一些植物或微生物來(lái)改善土壤[6-7]。重金屬最大的問(wèn)題是生物轉(zhuǎn)化率低，容易在生物體內(nèi)產(chǎn)生蓄積而引起中毒。隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，工業(yè)排放增加，生態(tài)環(huán)境遭受污染的風(fēng)險(xiǎn)大大增加，因此需要定期檢測(cè)土壤中重金屬的含量，及時(shí)掌握水土的污染情況，做到提前采取措施，確保生存環(huán)境安全，從而提高人們的生活質(zhì)量和健康水平。

[1] 于艷秋,張笑竹,劉娟.重金屬污染對(duì)人體的危害[J].技術(shù)論文,2008,1(1):15.

[2] 王軍,魏昌華,薛海英，等.救荒野豌豆對(duì)污染土壤中Cd的富集特征[J].地質(zhì)科技情報(bào),2008,27(1):90-92.

[3] 章明奎,周翠,方利平.蔬菜地土壤磷飽和度及其對(duì)磷釋放和水質(zhì)的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào),2006,12(4):544-548.

[4] 王強(qiáng)恒,李瑞敏,王支農(nóng),等.河南黃淮平原土壤中Cu的生態(tài)安全評(píng)價(jià)[J].地質(zhì)通報(bào)，2008,27(2):271-274.

[5] 謝娟,徐友寧,錢(qián)會(huì),等.雙橋河流域農(nóng)田土壤重金屬分析與評(píng)價(jià)[J].GOLD,2008,29(3):46-47.

[6] 馮云剛,朱坤,張偉.砷對(duì)土壤的污染及生物修復(fù)技術(shù)[J].河南農(nóng)業(yè),2008,1(2):2-3.

[7] 蘇秋紅,李光德,孫強(qiáng)生,等.泮河底泥重金屬分布特征及污染評(píng)價(jià)[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007，38(3):419-420.