不同区域水稻梗重金属污染研究
不同区域水稻梗重金属污染研究[20200408174214]
摘要
考虑到近年来苏州市农田生态系统重金属污染较为突出，本课题拟对苏州不同区域的水稻梗中的重金属铜、锌、镉、和铅的含量进行分析测定。将采取的样品采用硝酸-高氯酸消解的方法进行消化。然后，将经过预处理后的样品采用火焰原子吸收光谱法和石墨炉原子吸收光谱法分别测定锌、铅元素和铜、镉元素的浓度。从而，了解到苏州不同区域水稻梗中重金属污染的差异性和污染的程度，进而通过单因子指数法和内梅罗综合指数法评价其污染状况。结果表明：苏州市不同区域的水稻梗均受到Pb的污染，未受到其他重金属的污染；不同区域受重金属污染的程度不一，地区之间差异很大。这为制定区域环境基准、农田生态环境保护提供了很好的参考资料。
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关键字:水稻梗重金属污染状况苏州
目录
1.引言 1
1.1水稻中重金属污染现状 1
1.2重金属对人体的危害 1
1.3水稻中重金属富集规律 3
1.4原子吸收光谱法的简介 3
1.5研究的目的与意义 4
2.实验设计 4
2.1实验材料 4
2.1.1采样点布设与样品采集 4
2.1.2实验仪器 5
2.1.3试剂 5
2.2实验方法 5
2.2.1样品的预处理 5
2.2.2铜的检测 5
2.2.3锌的检测 6
2.2.4镉的检测 6
2.2.5铅的检测 7
2.3评价方法与标准 8
2.3.1单因子污染指数法与标准 8
2.3.2内梅罗综合污染指数法与标准 8
3.实验结果与分析 9
3.1检测结果 9
3.2重金属污染评价 12
3.3污染原因分析 13
3.4农田生态环境保护方案的提出 14
4.展望 15
参考文献 16
致谢 17
1. 引言
重金属是指相对密度大于五的一类金属元素，大约有四十种。其中就包括铜、锌、镉和铅。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人有毒。它们即便少量存在于人体内，也会对人体正常的新陈代谢作用产生明显的毒性作用。此外，工业的快速发展、生活污水和垃圾的不合理处理以及农药的乱用，导致土壤重金属污染严重，进而威胁到水稻的质量安全。因此通过测定水稻梗中重金属的含量来预测水稻籽粒是否符合国家卫生标准具有深远的意义。
1.1水稻中重金属污染现状
水稻之所以会出现重金属污染，主要还是归咎于土壤的重金属污染。土壤中的重金属可以通过植物的根系进入植物体，在通过食物链传递和富集，最终对人们的健康构成威胁。土壤重金属污染是指由于人类活动而将重金属加入土壤中，导致土壤中的重金属含量明显高于原有的含量，并造成生态环境的恶化的一种现象。目前，中国受重金属污染的土壤多达2000万公顷。随着土地被政府大量征用，可用于耕地的土地也减少了，而重金属污染的土壤可达总耕地面积的1/5左右。由此可见，水稻收到重金属污染的现状也是相当的严峻。《安全与环境》杂志曾在2007年报道到：市售大米中有10%左右镉超标。2002年对全国市场稻米进行的抽检。结果显示，稻米中铅超标的有28.4%、镉超标的有10.3%。肖俊清等研究表明，长江三角洲地区水稻普遍遭遇了重金属元素的污染，其中有29.5%、5.8%、1.4%样品中的砷、镉和铅含量超标。这一系列的报道和研究调查，无一不证明了我国水稻中重金属污染的情况很是严重，对于把水稻作为第一大粮食作物的我国不得不重视农田生态环境保护，以确保水稻的卫生安全。
1.2重金属对人体的危害
时已渐迁，相信大家仍对日本曾发生的惨痛的水俣病和痛痛病事件隐隐生畏。然，这都是由于重金属污染所引起的。重金属不能被微生物降解，却能在食物链的生物的放大作用下，成千百倍地富集，最后进入人体。重金属进一步在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性。譬如，在轻微的重金属中毒的前提下，就大量喝牛奶，牛奶中的蛋白质会和重金属反应，如此就会减轻重金属对身体机能的损伤或者不会造成身体机能的损伤。重金属一旦进入人体即不易排出，这就导致重金属在人体的某些器官中积累。蓄积性的大小可用生物半衰期来表示。如镉的生物半衰期约在10-30年之间、铅在人骨内的生物半衰期为10年。当蓄积在人体内的重金属的浓度达到能够使人体机能发生不良机能变化的浓度，人体就会表现出相应的临床症状。这往往是一个慢性中毒的过程。
本课题主要研究苏州市不同区域的水稻梗中铜、锌、镉、铅这四种重金属元素的的污染情况。以下就重点介绍这四种重金属元素的危害。
铜，铜中毒现象有急性和慢性之分。急性铜中毒的临床症状表现为发热、口渴、肌肉疼痛、头痛、头晕、咽喉干、呼吸困难等症状。患者体内的血清铜升高，可达126-166ug/100ml。而正常的血铜值为76.6ug/100ml。急性铜中毒是由于职业的因素或者误食所致。此外，铜盐或者铜尘进入眼内可引起结膜炎、角膜溃疡、眼睑水肿。铜的另一类毒理表现为损伤红细胞引起溶血和贫血。慢性铜中毒可由多污染的环境造成，通常表现为：记忆衰退、注意力不集中、易激动、食欲不振、恶心呕吐等。
锌是人体中必要的微量元素，是不可或缺的，这缘于锌的七大作用：一、参加人体内许多金属酶的合成；二、促进机体的生长发育和组织再生；三、促进食欲；四、锌可能通过参加构成一种含锌蛋白-唾液蛋白对味觉及食欲起促进作用；五、维持性器官和性机能的正常；六、保护皮肤健康；七、参加免疫功能过程，锌可以增强免疫机制，提高抵抗力。锌有“生命的元素”的美称，但是我们还是不能忽略锌同样也可以对我们的身体健康造成威胁。锌入量过多可致中毒，如食入锌过多可引起急性锌中毒，有呕吐、腹泻等胃肠道症状；工厂锌雾吸入可有低热及感冒样症状。慢性锌中毒可有贫血等症状，可致肝、肾功能及免疫力受损。
残留于粮食及其制品中的镉被摄入人体后，约有1%-6%被吸收，具体的吸收率因其在食物中存在的形式而异，同时还与膳食中蛋白质、维生素D、钙的含量有关。进入人体的镉伴随着人类的生命代谢活动的同时，进行着若干个生物毒性反应。镉能与含有羟基、氨基、巯基的蛋白质分子相结合，生成镉-蛋白质，能使许多酶系统受到抑制，进一步，破坏肾、肝等器官中酶系统正常的生理功能。镉还可以通过与磷质发生亲和反应将骨质里面的磷酸钙中的钙置换出来，缺乏钙的骨骼变得疏松、软化、萎缩、变性和骨骼。从镉生物转化这一块来说，镉的危害是相当严重的。但凡摄入的镉过量，人体的免疫、泌尿、骨骼、神经、循环、生殖等系统都无一不受到它的迫害。进入人体的镉容易在体内蓄积，主要蓄积于肾脏、其次为感、胰、主动脉、心、肺等。镉对骨骼系统的毒性，日本曾发生痛痛病实践无疑是最好的说明。镉的主要慢性危害，便是对肾脏的损害。一般认为镉所致的肾损伤是不可逆的，目前尚无有效的治疗。除了这些慢性镉中毒，镉还存在遗传毒性。其中包括致突变、致癌、致畸。
人体内的铅主要来源于被污染的食物，铅在人体的吸收率受食物中蛋白质、钙和植酸等的影响，主要在十二指肠吸收，在人体内的吸收率约为5%-15%。铅对人体的危害和镉一样令人生畏。主要有：毒害肾脏、损害神经、致铅性贫血、致高血压、致不孕不育症、影响儿童智能发育。常见症状有食欲不振、胃肠炎、口腔重金属味、失眠、头昏、头痛、关节肌肉酸痛、腰痛、便秘、腹泻和贫血等，严重者可发生休克和死亡。
1.3水稻中重金属富集规律
水稻之所以出现富集重金属的现象是因为水稻自身的因素（分蘖的速度和根冠的大小）和环境因素。这两方面的因素决定了水稻中重金属的量、种类、存在形式以及水稻对重金属的能力和途径。在同一株水稻中，重金属在新陈代谢比较旺盛的器官中往往分布的比较多，但在营养贮藏器官中富集的量比较小。因此，重金属含量在同一水稻中的分布为：根>茎>籽实。莫争等的研究也证实了这一点。根据这一规律，我们可通过测定水稻梗中重金属的含量来预测土壤和籽粒的重金属污染情况。除了水稻不同部位在重金属富集上存在差异，水稻对不同重金属的富集同样的存在差异。此外，不同品种的水稻对重金属的富集同样存在差异。
摘要
考虑到近年来苏州市农田生态系统重金属污染较为突出，本课题拟对苏州不同区域的水稻梗中的重金属铜、锌、镉、和铅的含量进行分析测定。将采取的样品采用硝酸-高氯酸消解的方法进行消化。然后，将经过预处理后的样品采用火焰原子吸收光谱法和石墨炉原子吸收光谱法分别测定锌、铅元素和铜、镉元素的浓度。从而，了解到苏州不同区域水稻梗中重金属污染的差异性和污染的程度，进而通过单因子指数法和内梅罗综合指数法评价其污染状况。结果表明：苏州市不同区域的水稻梗均受到Pb的污染，未受到其他重金属的污染；不同区域受重金属污染的程度不一，地区之间差异很大。这为制定区域环境基准、农田生态环境保护提供了很好的参考资料。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:水稻梗重金属污染状况苏州
目录
1.引言 1
1.1水稻中重金属污染现状 1
1.2重金属对人体的危害 1
1.3水稻中重金属富集规律 3
1.4原子吸收光谱法的简介 3
1.5研究的目的与意义 4
2.实验设计 4
2.1实验材料 4
2.1.1采样点布设与样品采集 4
2.1.2实验仪器 5
2.1.3试剂 5
2.2实验方法 5
2.2.1样品的预处理 5
2.2.2铜的检测 5
2.2.3锌的检测 6
2.2.4镉的检测 6
2.2.5铅的检测 7
2.3评价方法与标准 8
2.3.1单因子污染指数法与标准 8
2.3.2内梅罗综合污染指数法与标准 8
3.实验结果与分析 9
3.1检测结果 9
3.2重金属污染评价 12
3.3污染原因分析 13
3.4农田生态环境保护方案的提出 14
4.展望 15
参考文献 16
致谢 17
1. 引言
重金属是指相对密度大于五的一类金属元素，大约有四十种。其中就包括铜、锌、镉和铅。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人有毒。它们即便少量存在于人体内，也会对人体正常的新陈代谢作用产生明显的毒性作用。此外，工业的快速发展、生活污水和垃圾的不合理处理以及农药的乱用，导致土壤重金属污染严重，进而威胁到水稻的质量安全。因此通过测定水稻梗中重金属的含量来预测水稻籽粒是否符合国家卫生标准具有深远的意义。
1.1水稻中重金属污染现状
水稻之所以会出现重金属污染，主要还是归咎于土壤的重金属污染。土壤中的重金属可以通过植物的根系进入植物体，在通过食物链传递和富集，最终对人们的健康构成威胁。土壤重金属污染是指由于人类活动而将重金属加入土壤中，导致土壤中的重金属含量明显高于原有的含量，并造成生态环境的恶化的一种现象。目前，中国受重金属污染的土壤多达2000万公顷。随着土地被政府大量征用，可用于耕地的土地也减少了，而重金属污染的土壤可达总耕地面积的1/5左右。由此可见，水稻收到重金属污染的现状也是相当的严峻。《安全与环境》杂志曾在2007年报道到：市售大米中有10%左右镉超标。2002年对全国市场稻米进行的抽检。结果显示，稻米中铅超标的有28.4%、镉超标的有10.3%。肖俊清等研究表明，长江三角洲地区水稻普遍遭遇了重金属元素的污染，其中有29.5%、5.8%、1.4%样品中的砷、镉和铅含量超标。这一系列的报道和研究调查，无一不证明了我国水稻中重金属污染的情况很是严重，对于把水稻作为第一大粮食作物的我国不得不重视农田生态环境保护，以确保水稻的卫生安全。
1.2重金属对人体的危害
时已渐迁，相信大家仍对日本曾发生的惨痛的水俣病和痛痛病事件隐隐生畏。然，这都是由于重金属污染所引起的。重金属不能被微生物降解，却能在食物链的生物的放大作用下，成千百倍地富集，最后进入人体。重金属进一步在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性。譬如，在轻微的重金属中毒的前提下，就大量喝牛奶，牛奶中的蛋白质会和重金属反应，如此就会减轻重金属对身体机能的损伤或者不会造成身体机能的损伤。重金属一旦进入人体即不易排出，这就导致重金属在人体的某些器官中积累。蓄积性的大小可用生物半衰期来表示。如镉的生物半衰期约在10-30年之间、铅在人骨内的生物半衰期为10年。当蓄积在人体内的重金属的浓度达到能够使人体机能发生不良机能变化的浓度，人体就会表现出相应的临床症状。这往往是一个慢性中毒的过程。
本课题主要研究苏州市不同区域的水稻梗中铜、锌、镉、铅这四种重金属元素的的污染情况。以下就重点介绍这四种重金属元素的危害。
铜，铜中毒现象有急性和慢性之分。急性铜中毒的临床症状表现为发热、口渴、肌肉疼痛、头痛、头晕、咽喉干、呼吸困难等症状。患者体内的血清铜升高，可达126-166ug/100ml。而正常的血铜值为76.6ug/100ml。急性铜中毒是由于职业的因素或者误食所致。此外，铜盐或者铜尘进入眼内可引起结膜炎、角膜溃疡、眼睑水肿。铜的另一类毒理表现为损伤红细胞引起溶血和贫血。慢性铜中毒可由多污染的环境造成，通常表现为：记忆衰退、注意力不集中、易激动、食欲不振、恶心呕吐等。
锌是人体中必要的微量元素，是不可或缺的，这缘于锌的七大作用：一、参加人体内许多金属酶的合成；二、促进机体的生长发育和组织再生；三、促进食欲；四、锌可能通过参加构成一种含锌蛋白-唾液蛋白对味觉及食欲起促进作用；五、维持性器官和性机能的正常；六、保护皮肤健康；七、参加免疫功能过程，锌可以增强免疫机制，提高抵抗力。锌有“生命的元素”的美称，但是我们还是不能忽略锌同样也可以对我们的身体健康造成威胁。锌入量过多可致中毒，如食入锌过多可引起急性锌中毒，有呕吐、腹泻等胃肠道症状；工厂锌雾吸入可有低热及感冒样症状。慢性锌中毒可有贫血等症状，可致肝、肾功能及免疫力受损。
残留于粮食及其制品中的镉被摄入人体后，约有1%-6%被吸收，具体的吸收率因其在食物中存在的形式而异，同时还与膳食中蛋白质、维生素D、钙的含量有关。进入人体的镉伴随着人类的生命代谢活动的同时，进行着若干个生物毒性反应。镉能与含有羟基、氨基、巯基的蛋白质分子相结合，生成镉-蛋白质，能使许多酶系统受到抑制，进一步，破坏肾、肝等器官中酶系统正常的生理功能。镉还可以通过与磷质发生亲和反应将骨质里面的磷酸钙中的钙置换出来，缺乏钙的骨骼变得疏松、软化、萎缩、变性和骨骼。从镉生物转化这一块来说，镉的危害是相当严重的。但凡摄入的镉过量，人体的免疫、泌尿、骨骼、神经、循环、生殖等系统都无一不受到它的迫害。进入人体的镉容易在体内蓄积，主要蓄积于肾脏、其次为感、胰、主动脉、心、肺等。镉对骨骼系统的毒性，日本曾发生痛痛病实践无疑是最好的说明。镉的主要慢性危害，便是对肾脏的损害。一般认为镉所致的肾损伤是不可逆的，目前尚无有效的治疗。除了这些慢性镉中毒，镉还存在遗传毒性。其中包括致突变、致癌、致畸。
人体内的铅主要来源于被污染的食物，铅在人体的吸收率受食物中蛋白质、钙和植酸等的影响，主要在十二指肠吸收，在人体内的吸收率约为5%-15%。铅对人体的危害和镉一样令人生畏。主要有：毒害肾脏、损害神经、致铅性贫血、致高血压、致不孕不育症、影响儿童智能发育。常见症状有食欲不振、胃肠炎、口腔重金属味、失眠、头昏、头痛、关节肌肉酸痛、腰痛、便秘、腹泻和贫血等，严重者可发生休克和死亡。
1.3水稻中重金属富集规律
水稻之所以出现富集重金属的现象是因为水稻自身的因素（分蘖的速度和根冠的大小）和环境因素。这两方面的因素决定了水稻中重金属的量、种类、存在形式以及水稻对重金属的能力和途径。在同一株水稻中，重金属在新陈代谢比较旺盛的器官中往往分布的比较多，但在营养贮藏器官中富集的量比较小。因此，重金属含量在同一水稻中的分布为：根>茎>籽实。莫争等的研究也证实了这一点。根据这一规律，我们可通过测定水稻梗中重金属的含量来预测土壤和籽粒的重金属污染情况。除了水稻不同部位在重金属富集上存在差异，水稻对不同重金属的富集同样的存在差异。此外，不同品种的水稻对重金属的富集同样存在差异。
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