肥城徐东区土壤中重金属的污染情况调查*1

王 明 杨志孝 邴爱英 方 茜 张 莉

(泰山医学院，山东 泰安 271016)

金属元素是生命活动所必需的，但汞、铅等重金属能与人体内的蛋白和生物酶等发生相互作用，在器官中累积，造成慢性中毒，从而影响蛋白质和生物酶的生理活性[1]。土壤中的重金属可被冲刷进河流、湖泊、海洋、地下水中，水土中的重金属不能被生物降解，进入鱼虾类、小麦、水稻中的重金属元素通过食物链富集，最终进入人体[2]。因此调查与监控水、土中重金属的含量情况，对于防止人群重金属危害，保证和提高人群健康水平具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 主要仪器

M3100原子吸收分光光度计(美国PE公司)，干燥箱，植物粉碎机，电子分析天平，电热板，酸度计，抽滤机。

1.2 主要材料

土样：取自泰安肥城徐东区，其中1-1～1-5号为南区；2-1～2-5号为西区；3-1～3-5号为北区。硝酸(GR.)、高氯酸(GR.)、石英亚沸蒸馏水。标准溶液：Cd、Hg、Pb、Cr、As(1mg/ml)(中国地质研究所)。标准缓冲溶液： pH=6.86；pH=9.18。

1.3 取样[3]

1.3.1 样品的采集 每个土壤样品的采样点确定为9～20个，如果地块地势平坦，可采用X形采样法。采样时应沿着一定的路线，按照随机、等量、多点混合的原则进行采样，一般X形布点采样，要避开路边、田埂、沟边、肥堆等特殊位置。每个采样点的取土深度及采样量应均匀一致，采样深度为0～20 cm，土样上层与下层的比例要相同。取样器应垂直于地面入土，深度相同。用取土铲取样应先铲出一个断面，再平行于断面下铲取土。

1.3.2 混合土样制作 一个混合土样以取土1 kg左右为宜，如果一个混合样品的数量太大，用四分法将多余的土壤弃去。方法是将采集的土壤样品放在盘子里或塑料布上，弄碎、混匀，铺成四方形，划对角线将土样分成四份，把对角的两份分别合并成一份，保留一份，弃去一份。如果所得的样品依然很多，再用四分法处理，直至所需数量为止。在标签上填好地点、地块后，同采集的样品一起放入统一的样品袋。标签一式两份，袋内外各一份。

1.4 待测样品的制备

将样品各取适量，置于恒温干燥箱中，120 ℃条件下干燥至恒重。冷却后将各样品取出打成细粉，称取1.0000 g，加入20 ml混合酸，放置1～2 h后于恒温电热板上，缓缓加热，直至溶液变为无色后，加快升温速度驱酸，待溶液近干时停止加热，冷却后加亚沸蒸馏水溶解，转移至50 ml的容量瓶中定容待测。同法处理空白一份。

1.5 样品测定

利用M3100原子吸收分光光度计，Zn、Cu采用火焰法测定；Cd、Pb、Cr采用石墨炉测定；Hg、As采用氢化物法测定。

2 结 果

2.1 土壤中元素含量结果 见表1。

2.2 土壤中元素含量的统计分析结果 见表2。

表1 土样中部分微量元素与重金属元素的含量(mg/kg)

表2 15个土样中部分微量元素与重金属元素的含量统计分析[4]

3 讨 论

对该地区南区、西区和北区三个区域进行了Zn、Cu、Cd、Hg、Pb、Cr、As七种元素的含量测定，由测定结果看Zn、Cu、Cd、Hg四种元素南区均高于西区和北区，并且北区最低；Pb含量在北区最高，南区和西区相当；Cr、As两种元素在西区含量稍高，南区和北区接近。但是在该地区元素含量均不超标，都在国家一类标准内。

许多重金属离子均可因微生物甲基化作用而生成相应的甲基化合物, 此类化合物多属毒性很强的挥发性物质, 极易通过呼吸道进入体内, 其中具有重要病理学意义的, 当首推甲基汞化合物。另有一些重金属离子通过口腔、皮肤进入体内后, 与人体某些酶的活性中心硫基(-SH) 有着特别强的亲和力, 金属离子极容易取代硫基上的氢, 从而使酶丧失其生物活性, 即重金属的致害物质作用就在于使生物酶失去活性。还有一些重金属离子可以通过与酶的非活性部位相结合, 从而改变活性部位的构象, 或与起辅酶作用的金属离子置换, 同样能使生物酶的活性减弱甚至丧失[5]。

汞(Hg)、镉(Cd)、铬( Cr) , 以及具有重金属特性的类金属砷( As) 等生物毒性显著,铜( Cu) 、锌( Zn) 、钴( Co) 、镍( Ni) 等一般重金属, 也有一定毒性。生物可通过带电荷的细胞表面吸附重金属离子，或通过摄取必要的营养元素主动吸收砷等重金属离子，将砷等重金属离子富集在细胞，因此可考虑用一些植物或微生物来改善土壤[6-7]。重金属最大的问题是生物转化率低，容易在生物体内产生蓄积而引起中毒。随着工业生产规模的不断扩大，工业排放增加，生态环境遭受污染的风险大大增加，因此需要定期检测土壤中重金属的含量，及时掌握水土的污染情况，做到提前采取措施，确保生存环境安全，从而提高人们的生活质量和健康水平。

[1] 于艳秋,张笑竹,刘娟.重金属污染对人体的危害[J].技术论文,2008,1(1):15.

[2] 王军,魏昌华,薛海英，等.救荒野豌豆对污染土壤中Cd的富集特征[J].地质科技情报,2008,27(1):90-92.

[3] 章明奎,周翠,方利平.蔬菜地土壤磷饱和度及其对磷释放和水质的影响[J].植物营养与肥料学报,2006,12(4):544-548.

[4] 王强恒,李瑞敏,王支农,等.河南黄淮平原土壤中Cu的生态安全评价[J].地质通报，2008,27(2):271-274.

[5] 谢娟,徐友宁,钱会,等.双桥河流域农田土壤重金属分析与评价[J].GOLD,2008,29(3):46-47.

[6] 冯云刚,朱坤,张伟.砷对土壤的污染及生物修复技术[J].河南农业,2008,1(2):2-3.

[7] 苏秋红,李光德,孙强生,等.泮河底泥重金属分布特征及污染评价[J].山东农业大学学报,2007，38(3):419-420.