生态环境中重金属污染表现及生态风险评估报告

生态环境中重金属污染表现及生态风险评估报告

林秋丽

广州百川纳科技有限公司

摘要：随着工业的快速发展和人类活动的加剧，生态环境中的重金属污染问题日益严重。本文围绕生态环境中重金属污染展开，阐述了其在土壤、水体、大气等环境介质中的污染表现，包括重金属的来源、富集情况和对生物的影响。同时介绍了生态风险评估的方法与流程，旨在为重金属污染治理和生态保护提供科学依据。

关键词：生态环境；重金属污染；污染表现；生态风险评估

重金属毒性大，持久性强，生物累积性强，其存在于环境中不但影响生态平衡而且给人类健康带来潜在威胁。认识重金属污染对生态环境的表现，并对生态风险进行准确评估，对制定高效的污染控制与修复策略具有十分重要的意义。但由于重金属污染具有复杂性、隐蔽性等特点，加大了对其进行研究与处理的困难，需要对其进行深入探究。

1.生态环境重金属污染的表现形式

重金属污染这一环境问题越来越成为世界范围内的热点问题。其主要是采矿、废气排放、污水灌溉以及重金属制品的利用等人为因素造成的，严重威胁着人类健康与生态环境。就生态环境而言，重金属污染体现为土壤与水体两大方面的污染，这种污染的影响是深刻的，而且是很难扭转的。

1.1土壤重金属污染

土壤是地球上生态系统的根基，也是植物生长的基础，更是人类食物链中的纽带。但在人类工业化和城市化进程不断加快的今天，土壤重金属污染也日益严重。重金属无法被土壤微生物所分解，易累积转化成毒性更强的甲基化合物。其中主要的重金属污染物有汞、镉、铅、铜、铬、砷和镍，这些重金属污染物以多种方式进入到土壤中，例如工业废水的排放、农药化肥的使用、污泥堆肥和大气沉降[1]。土壤重金属污染不但影响土壤肥力，而且对植物生长及人类健康构成直接威胁。重金属可以被根系吸收到植物体内并累积于植物中，从而影响其正常生理功能。对农作物来说，重金属污染可使产量与质量下降，甚至可通过食物链传入人体内而诱发多种病害。如镉污染可引起以骨质疏松、关节疼痛等症状的“痛痛病”；铅污染主要会对神经系统和造血系统产生不良影响，从而引发儿童智力发展受阻和贫血等多种疾病。

1.2水体重金属污染

水体是重金属污染中的又一重要方面，重金属以颗粒态和溶解态的形式存在于水体中，迁移转化的过程是复杂多变的，主要有吸附、沉淀、溶解和氧化还原。这一系列的过程不只是改变了重金属在水环境中的分布和浓度，同时也影响了它们的生物可用性和潜在毒性。重金属水污染的来源主要是矿山开采、冶炼工业、电镀、化工及其他企业产生的污水、废渣，还有地表径流及农田排水。这些废水和废渣含有较多重金属元素，进入水体后会使水体物理化学性质发生变化，水生生态系统受到破坏。如重金属会抑制藻类生长、影响水生生物呼吸繁殖等，与此同时，重金属也会被水生生物吸收而累积于人体中，经食物链的逐级放大而最终对人类健康造成危害[2]。

重金属水污染危害也呈现出长期性、不可逆性等特点，水体中重金属不容易降解，可以长时间存在和累积，水体一旦遭受重金属污染后，修复的进程是极其缓慢和艰难的。所以，要对水体重金属污染进行有效防治。具体包括强化工业废水处理，严控重金属排放标准，提倡清洁生产的对策；同时加强对水体的监测与评估，发现并治理重金属污染。

2.生态环境中重金属污染生态风险评估报告

2.1评估方法

生态风险评估（Ecological Risk Assessment, ERA）是量化重金属污染对生态系统潜在危害的重要工具，它涉及对污染源、环境质量、受影响的生态系统和生物种群的综合分析。重金属污染生态风险评估中常用评估方法有环境监测法、生态风险评估法、生态指数法、污染物迁移转化模型法和人口暴露评估法等[3]。（1）环境监测法是通过对土壤、水、大气、植物及动物体内组织进行取样分析，并对重金属含量进行检测来评估污染程度。该方法直观地反映出环境重金属的真实状态，为风险评估提供了依据。生态风险评估法则全面地考虑了生态环境、生物多样性和人类健康等多个方面的影响，并通过对重金属可能对生态系统和人口健康造成的危害风险进行定量分析，为风险管理策略的制定提供了科学的依据。生态指数法则是通过构建一套评估指标体系，例如土壤重金属富集系数和重金属生物富集因子等，来对重金属污染的严重程度和可能的风险进行量化评估。该方法操作简单，结果直观，但是由于指标选择及权重分配等因素，精度会存在一定差异。污染物的迁移与转化模型法则是通过构建数学模型来模拟重金属在环境中的迁移、转化和最终去向，从而预测其对生态系统可能产生的影响。该方法能较综合考虑很多因素，但是建立模型所需数据及参数较多，对模型进行验证及校准是一个很大的难题。人口暴露评估方法考虑了人们的居住和饮食习惯等多个因素，以评估重金属污染对人体健康可能带来的风险，并据此制定了相应的预警和控制策略。（2）在实践中，需根据评估目的、资源条件以及数据的可获得性来选择适当的评估方式。如对大范围区域性重金属污染进行评估时，环境监测法、生态指数法也许更合适；而针对特定污染事件或者污染源评估而言，生态风险评估法以及污染物迁移与转化模型法可能更有优势。另外，伴随着大数据、云计算以及人工智能等前沿技术的不断进步，这些尖端的信息技术预计将在生态风险评估领域得到更为广泛的应用，从而提高评估的精确度和工作效率。

图1   评估流程

2.2 评估指标

重金属污染生态风险评估指标是定量评估污染程度及其潜在危害的重点。其中一般有重金属浓度，生物富集因子，生态风险指数，土壤重金属化学形态风险，生物累积风险和生态毒理学风险。（1）重金属浓度作为评估污染程度的一个基本指标，反映出重金属在环境中的真实含量。但仅依靠浓度指标很难对重金属生态风险进行综合评估，这是由于不同重金属在毒性、生物可利用性以及环境行为等方面存在较大差异，所以有必要引入生物富集因子这样一个指标对重金属在生物体中的累积进行评估。生物富集因子揭示了生物体内的重金属浓度与环境中的重金属浓度之间的比率，它是衡量重金属生物可利用性和生物放大效应的关键指标。（2）生态风险指数是一个综合性的指标，它综合了重金属的浓度、其毒性、生物的可利用性以及对环境的敏感性等多个因素。其通过量化对比不同重金属污染程度及其潜在危害，为风险管理策略的制定提供了科学依据。土壤中的重金属化学形态风险和生物累积风险被用来评估这些重金属在土壤中的化学状态和在生物体内的累积对生态系统可能产生的影响。这些指标帮助揭示了重金属污染可能给土壤肥力及生物健康带来的危害。（3）生态毒理学风险则通过测定重金属对土壤生物（如微生物、植物、动物）的毒性效应来评估其生态风险。这些毒性效应主要表现为生长抑制、生物量的降低和酶活性的变化。生态毒理学风险指标能更加直观地反映重金属在生物体内的作用，从而为有针对性地制定风险管理措施奠定了重要基础。

结束语

生态环境重金属污染的表现形式多种多样，危害也比较严重，生态风险评估则为人们了解并应对这一难题提供了一种有效的方法。深入研究重金属污染的表现形式，健全生态风险评估体系有利于制定准确的防治策略，降低重金属污染给生态系统及人类健康造成的危害，促进生态环境可持续发展。

参考文献

[1]刘冬妮,陈贻钢,黄圣南,等.海南省17种野菜重金属污染风险评估[J].食品安全质量检测学报,2024,15(16):90-97.

[2]李正真,谭静,李小林,等.云南喀斯特地貌区土壤重金属污染风险评估及水稻叶面肥筛选[J].土壤与作物,2024,13(01):39-51.

[3]徐圣友,郝展,马明海,等.典型蔬菜基地土壤重金属污染风险评估及其源解析[J].温州大学学报(自然科学版),2024,45(01):42-53.