重金属污染

姓名：刘秧 学号：5503112011

学院： 化学学院 班级：化学121班

浅述重金属生物积累放大及其对健康的危害

摘要：由于重金属不能被生物降解，在环境中通过食物链的延长和营养级的增加在生物体内逐级积累放大，最终进入人体，危害人体健康。本文对几种重金属如镉、汞、铅、砷、铬等对人体健康的危害作了简单的介绍，旨在使人们正确认识重金属，减少其对人体健康的危害。

关键词：重金属；污染；生物积累放大；健康；危害

当今社会，工业进程突飞猛进给人类生活和生产带来极大方便的同时，造成的环境污染对人体健康的危害也越来越大，人们越来越关注环境问题。但是，另一种对人类健康的危害却不太容易引起人们的关注和防护，这就是环境污染中的有害物质伴随生物富集或生物积累放大后对人健康和生命的危害。生物放大是指某些在自然界不能降解或难降解的化学物质，在环境中通过食物链的延长和营养级的增加在生物体内逐级富集，浓度越来越大的现象。

多年来的研究表明，人类在日常生产生活中产生的重金属等有毒物质如（汞、铬、铅、镉等）会沿着食物链富集，而且营养级别越高的生物体内含的有毒物质越多。由于砷对健康的危害性与重金属相似，人们也将其列入重金属污染物范围内。环境污染所指的重金属主要指生物毒性显著的砷、汞、镉、铅、铬、铜、钴、镍、锡、钒等，其中有的属人体健康所必需的微量元素，一旦缺少某种或某几种，就会使人体健康受到威胁，但无论必需元素还是有毒元素，人体对它的耐受都有一个阈值，超过这个阈值后便显现出致病毒性。近年来不断被媒体所披露的“癌症村”现象就是由重金属对环境造成污染而产生的严重社会问题[1]。

1、重金属的毒理作用

进入大气、水体和土壤的重金属均可以通过呼吸道、消化道、皮肤3种途径侵入人体，进入体内的重金属借助体内某些有机成分可结合成金属络合物或金属螯合物，对人体的各个发育阶段都会产生影响，尤其对母婴的毒害更为明显。机体内可以同重金属发生反应的物质不少，如蛋白质、氨基酸、核酸等；儿茶酚胺、维生素、激素等微量活性物质和含氧脂肪酸、磷酸等也能与重金属发生作用[2]，使上述物质丧失或改变了原来的生化功能而引起病变。

许多重金属离子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人体，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巯基（—SH）有着特别强的亲和力，金属离子极易取代巯基上的氢，从而使酶丧失其生物活性[3]，即重金属的致害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。

2、重金属污染的来源与生物积累放大

大气中的重金属有自然来源和人为来源，各种元素的两种来源间比例不同。社会生产、生活活动释放到大气中的重金属铅、镉、镍、汞、铜的数量则远远大于它们的自然输入量。在多种复杂的途径中，以化石燃料的燃烧和金属冶炼过程中的释放较为重要，比如城市道路上的机动车尾气中的铅污染。大气中的重金属可以通过呼吸作用随气体进入动物体和人体，也可以沿食物链生物积累放大，通过消化系统被人体吸收，对人群健康的危害是极大的。

随着采矿、冶炼、化工、电镀、电子、制革等行业的发展，以及民用固体废弃物不合理填埋和堆放，重金属污染物事故性排放以及大量化肥、农药的施用，使得各种重金属污染物

进入水体。进入水体的重金属还会发生一系列的物理化学反应，诸如氧化、还原、沉淀与溶解、吸附与解析、络合作用以及生物甲基化等，这主要取决重金属的性质和水体的理化指标。若人类的饮用水中含重金属离子，则这些重金属离子将通过饮水进入人体，在人体内富集。另外，水体中的水生植物吸收这些重金属污染物，进而进入水生动物，如鱼、虾等体内，沿着食物链从低级向高级富集，最终进入人体。

在自然情况下，土壤中重金属主要来源于母岩和残落的生物物质，一般情况下含量比较低，不会对人体及生态系统造成危害。人为作用是使土壤遭受重金属污染的重要原因。在金属矿床开发、城市化、固体废弃物堆积以及为提高农业生产而施用化肥、农药、污泥及污水灌溉等过程中，都可以使重金属在土壤中大量积累。积累在土壤中的重金属可以通过淋溶作用进入水体，也可以通过种植等农业活动进入农作物，造成粮食的重金属污染，进而对人类造成危害。

3、重金属污染对人体健康的危害

进入大气、水体和土壤的重金属，沿着食物链从营养低级别向营养高级别积累放大，最终进入人体，影响人体健康。

3.1 镉对人体健康的危害

镉是人体非必需元素,在自然界中常以化合物状态存在，一般含量很低，在正常环境状态下不会影响人体健康。

镉主要是通过采矿、冶炼、塑料、玻璃、油漆等工业生产过程排入到环境中，曾造成极严重的环境污染，例如发生在1995~1972年间的日本富士县居民镉中毒事件，就是由于神通河上游锌矿冶炼产生的含镉污染物排入神通川中，河水灌溉使沿岸农田的水稻被镉污染[4]。

当环境受到镉污染后，镉可在生物体内富集,通过食物链进入人体，引起慢性中毒。镉被吸收进入血液后，绝大部分与血红蛋白结合而存在于红细胞中。以后逐渐进入肝肾等组织，并与组织中的金属巯蛋白结合。在各脏器中的分布以肾最高，其次为肝、胰、甲状腺等。可溶性镉化合物对人的毒性约为15~30毫克，我国食品重金属残留限量国家标准规定镉含量：水果为0.03毫克/千克 ，蔬菜 、蛋为0.05毫克/千克[5]。

镉中毒的典型症状是肾功能受破坏，肾小管对低分子蛋白再吸收功能发生障碍，糖、蛋白质代谢紊乱，引发尿蛋白症、糖尿病；镉进入呼吸道可引起肺炎、肺气肿；作用于消化系统则引起肠胃炎；镉中毒者常常伴有贫血；骨骼中有过量镉积累会使骨骼软化、变形、骨折、萎缩；镉中毒也会引起癌症。

3.2 汞对人体健康的危害

金属汞中毒常以汞蒸气的形式引起,由于汞蒸气具有高度的扩散性和较大的脂溶性，通过呼吸道进入肺泡，经血液循环运至全身。血液中的金属汞进入脑组织后,被氧化成汞离子，逐渐在脑组织中积累，达到一定的量就会对脑组织造成损害。另外一部分汞离子转移到肾脏。因此，慢性汞中毒临床表现主要是神经系统症状如头痛、头晕、肢体麻木和疼痛、肌体震颤、运动失调等。

甲基汞在人体肠道内极易被吸收并分布到全身，大部分蓄积在肝和肾中，分布于脑组织中的甲基汞约占15%，但脑组织受损害则先于其它各组织，主要损害部位为大脑皮层、小脑和末梢神经。因此，甲基汞中毒主要是神经系统症状。其症状出现的顺序为:感觉障碍→运动失调→语言障碍→视野缩小→听力障碍。20世纪50~70年代日本著名的公害病—水俣病即为甲基汞慢性中毒症，先后导致千余人死亡，并引发大量婴儿残疾。患者四肢麻木，运动失调，语言不清，耳目失聪，精神错乱，在痛苦中死去[6]。

3.3 铅对人体健康的危害

铅是对人体有害的元素，过多的铅进入人体会损伤肠胃功能，使消化道、肠道系统发生痉挛，出现腹绞痛、胃肠道出血等症状；其次铅能够毒害人体的肾脏功能，导致急性铅肾病

和慢性铅肾病[7]。最后铅可以损伤神经系统，引起末梢神经炎，引起运动和感觉障碍。入体内的铅，还随血流进脑组织，损伤小脑和大脑皮质细胞、干扰代谢活动，导致营养物质和氧气供应不足。由于能量缺乏，脑内小毛细血管内皮细胞肿胀，管腔变窄，血流淤滞，血管痉挛，造成脑贫血和脑水肿，发展成为高血压脑病[8]。研究表明儿童的智力低下发病率随铅污染程度的加大而升高，儿童体内血铅每上升10微克/毫升，儿童智力则下降6~8分[5]。

3.4 砷对人体健康的危害

元素形态的砷因其不溶于水，因此几乎没有毒性。有毒性的主要是砷的化合物，其中三氧化二砷(As2O3)即砒霜是剧毒物。砷及其化合物进入人体，蓄织于肝、肾、肺、骨骼等部位，特别是毛发、指甲中贮存,砷在体内的毒性作用主要是与细胞中的酶系统结合，使许多酶的生物作用失掉活性而被抑制造成代谢障碍。长期摄入低剂量的砷经过十几年甚至几十年的体内蓄积才发病。砷慢性中毒主要表现末梢神经炎和神经衰弱症候群的症状。表现为皮肤色素高度沉着和皮肤高度角化，发生龟裂性溃疡是砷中毒的另外一个特点。急性砷中毒多见于从消化道摄入，主要表现为剧烈腹疼、腹泻、恶心、呕吐，抢救不及时即造成死亡[9]。

3.5 铬对人体健康的影响

铬主要以三价铬和六价铬的形式存在，其中三价铬是人体必需的微量元素，而六价铬对人体健康有着严重影响。铬中毒主要来源于六价铬，其通过饮用水、空气和食物进入人体，而且含有六价铬的化合物是不能被自然降解。无论是三价铬还是六价铬都是对人体健康有害的，通常认为六价铬的毒性更强，其毒性要比三价铬高100 倍左右，相对来说六价铬更易为人体吸收。六价铬具有致癌并诱发基因突变的作用，而过量的三价铬有致畸作用[10]。

4、结语

随着现代社会经济的发展，重金属污染问题日趋严重，重金属污染不同于其它类型污染，具有隐蔽性、长期性和不可逆转性等特点。其沿着食物链由低营养级向高营养级，毒性不断积累放大，危害人们的身体健康。在重金属中，有些尽管是人体所必需的微量元素，但多数对人体具有危害作用。因而人们应加强防范，推行清洁生产工艺，严格控制重金属污染物的排放，积极注意有关的预防保健，保护环境也就是保护人类自身。

参考文献

[1]田敏霞.环境污染与人体健康［J］.能源与节能,2011（1）:57-59.

[2]王翔朴.卫生学[M].北京:人民卫生出版社,1998.

[3]罗强,任永波,郑传刚.土壤重金属污染及防治措施[J].世界科技研究与发展,2004,33,(2):98.

[4]于晓莉,刘强.水体重金属污染及其对人体健康影响的研究[J].绿色科技,2011,10:123-126.

[5]董秋洪,聂根新,涂田华,尹德凤.食品中重金属污染对人体健康的影响及其对策[J].江西农业科技,2003,03:37-38.

[6]郭笃发.环境中铅和镉的来源及其对人和动物的危害[J].环境科学进展,1994,(3).

[7]张田勘.重金属如何进入人体[J].中华养生保健,2011(9):36-37.

[8]朱贤英.论有毒重金属污染对人体健康的危害及饮水安全[J].湖北教育学院学报,2006,02:72-74.

[9]付晓萍.重金属污染物对人体健康的影响[J].辽宁城乡环境科技,2004,06:8-9.

[10]时圣刚.重金属对环境与人体健康影响浅议[J].安徽农业科学,2013,14:6425-6426.