环境矿物材料对巢湖水体及底泥中重金属固定效果的研究(2)
1.1背景
中国在高速发展经济，经济发展的同时环境污染问题越来越严重，有研究结果表明我国江河湖泊的重金属污染率高达79.1%，水体中的重金属一部分被水中的分解成毒性更强的重金属化合物；一部分重金属通过食物链到达人体内，导致中毒，或在人体各器官积累造成慢性病，危害显而易见。人们一直在关注水体富营养化的问题，因为这些表面现象容易引起人们的注意，而忽视了水体重金属污染问题。目前关于重金属污染的研究仅集中在我国目前各大河流湖泊的重金属污染现状，以及水体重金属污染的防治，而关于水体与底泥中重金属的生物有效性的研究和有效的减少水体重金属含量和控制底泥中重金属的释放的研究相对较少[2]。
1.1.1 重金属污水的主要来源
水中重金属污染的主要来源有两个，分别为自然源和人为污染源。自然源主要是岩石被风化后产生的碎屑；主要的人为污染源有重金属的冶炼、废气和污水的大量排放、化肥不合理利用和其他人为污染源，在自然源和人为污染源的共同作用下，水体发生重金属污染现象 [3]。水体中重金属污染的主要来源是，工厂废水直接排放、重金属的冶炼、机动车尾气的大量排放；重金属的冶炼导致重金属大量累积在自然环境中，通过自然界物质的循环，水体发生重金属污染现象。在雨天，在道路上汇集的雨水有很多石油类固体和重金属污染物，最终导致水体发生重金属污染现象[4]。
重金属污染的废水是指含义超标重含量的金属的废水，主要来源有，电镀工业、有色金属冶炼厂、有色金属加工、农药油漆染料和其他工业废水。电镀工业废水为主要排放源[5]。
1.1.2 重金属废水的危害
重金属对动植物有很多危害，主要有破坏细胞膜、影响新陈代谢、对植物光合作用造成很大影响、改变运动器官结构，减少光合作用速率和酶的催化性能、改变核酸的组成成分，从而对动植物的生长有很大抑制作用[6]。阎海[7]等在研究月形藻的生长和水中重金属元素的关系的实验过程中，发现水中的两种重金属元素Zn2+和Cu2+对月形藻的生长有较强的抑制作用。同时，孔繁翔[8]等通过对藻类的生长和重金属离子的关系实验结果的分析，发现有很多重金属离子能够显著地抑制藻类的生长。重金属元素对水生植物的毒害作用受到重金属元素的离子价态的影响，由相关研究可知，水中Cr3+比Cr6+的毒性低。而且，随着重金属元素的改变，重金属对水生植物的毒害作用也有强弱。谷巍[9]等研究表明，在相同的实验条件下，Hg2+对水生植物的毒害作用比Cd2+强。同时随着水生植物种类的改变，重金属的毒害作用也会有差异，即不同水生植物对重金属的毒害有不同的抗性，抗性从大到小排列：挺水植物、漂浮植物、浮叶植物、从水植物；而积累能力由小到大顺序为：不发达植物根系发达植物、挺水植物、浮叶植物、沉水植物 [10]。一种植物的各个部位重金属含量也不同，重金属在植物根部含量高，茎叶上重金属含量低[11]。
水体中的重金属离子影响水生动物的生长与发育。比如对鱼类来说，水体中的重金属含量就在很大程度上决定鱼中的重金属积累量。水生动物中的每一个组织器官能积累重金属的量都不同，Zn、Cu作为生命必须元素的含量相对较高，且主要存在于肝脏与肾脏中，有些有毒重金属元素主要分布于鳞片、鳃中（比如Cd、Pb、Cr和Ni）[12]。水体中每一种水生动物体中的重金属累积量都是大有差异的，主要吃浮游动植物的鱼体内重金属砷和镉的含量相对最高，主要吃固着藻类的鱼体内重金属铬和镉含量会较高，以沉积物为主要饵料的杂食性底栖动物体内重金属含量大于鱼类[13]。不同动物类群体中重金属含量不同 [14]。
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