1、 毕业论文 文献综述 生物工程 重金属的危害及海洋生物对其富集 的研究进展 摘要 ： 重金属离子 对水体污染非常 严重，它们 很容易 被 水中的 生物体吸收和富集，且不易 被分解， 进而 转化 成 为毒性更大的金属有机化合物， 最终通过 食物链 的 传递，危害人类 的 健康。 上世纪中期 发生在日本的水俣病、骨痛病分别 就 是由汞和镉引起的。 海洋生物对重金属有着很强的富集作用，可通过生物链传递直接危害人类。国内外对重金属在各种海洋生物体内的积累和毒性做了大量研究。 关键词 ：重金属； 海洋生物 ；危害 ；富集； 近年来，随着沿海地区经济的迅猛发展，大量的工农业污水 、生活废水和医疗、科研垃圾
2、 （含有镉、铜、铅、汞、铬、镍、锌等重金属离子） 排入海洋，使海洋环境受到严重污染，给沿海渔业带来了其所未有的冲击和危害。 1 重金属 简介及其 危害 1.1 重金属简介 在化学上，把相对密度大于 5g/cm3 的金属称做重金属。到目前为止，人类发现相对密度大于 5 的金属约有 45 种，如铜 (Cu)、铁 (Fe)、锌 (Zn)、硒 (Se)、钴(Co)、镁 (Mg)、锰 (Mn)、镍 (Ni)、镉 (Cd)、汞 (Hg)、银 (Ag)、铅 (Pb)、金 (Au) 等。期中 对人体毒害最大的有 5 种：铅、汞、铬、 砷、镉。这些 重金属在水中不能被分解，人饮用后毒性放大，与水中的其他毒素结合
3、生成毒性更大的有机物或无机物 ，人体组织中含有较低浓度就会对机体产生很高的毒性作用。其他重金属若摄入过多，当其浓度超过某一阈值时也会对机体产生毒害作用。 在环境污染方面所说的重金属污染物主要指生物毒性特别明显的 铅、汞、铬、镉 以及类金属 砷 等，还包括具有毒性的重金属铜、钴、镍、锡、钒等污染物 1。 1.2 重金属危害 废水中的重金属 极难处理。目前，我们 只能 够 转移它们存在 的 位置 ，或加入改良剂以改 变它们的 物理、 化学状态 ，使其发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑 制和拮抗等作用，以降低重金属的生物有效性 1。重金属 连 微生 物也无法 分解，有些微生物甚至将 其 转化为毒性更强的
4、 金属有机 化合物 2。 由于海洋生物对重金属的富集作用，最终通过食物链传递，会直接对人体健康造成危害。五十年代在日本发生的水俣病就是由于 Hg进入水体后变成剧毒的有机 Hg引起；我国在 20世纪 7080年代，第二松花江沿岸由于 Hg污染严重，渔民中也发现少量甲基 Hg慢性中毒病例，由于及时采取治理措施，避免了水俣病的暴发 3。七十年代在日本发生的骨痛病则是由于 Cd中毒引起。 1.2.1 镉的危害 镉 一旦 被人 体 摄入 后， 会 积存于肝或肾脏 并 造成危害， 尤其对 肾脏损害最为明显 。 镉 还会 通过干扰钙信使系统引起成骨及正常骨代谢紊乱，导致骨软化；使得骨钙溶出增加，骨密度降低，
5、引起骨质疏松 4。世界卫生组织 (WHO)将镉作为优先研究的食品污染物，联合国环境规划署 (DNFP)和国际劳动卫生重金属委员会把镉列为第 6位危害人体健康的有毒物质 5。 1.2.2 铅的危害 铅 是重金属污染中毒性较大的一种， 一旦 进入人体很难排除。 它 直接伤害人的脑细胞，特别是胎儿的神经板，可造成先天大脑沟回浅，智力低下；对老年人造成痴呆、脑死亡等 6。 1.2.3 锡的危害 人们食入或者吸入过多的锡， 会 有可能出现头晕、腹泻、恶心、胸闷、呼吸急促、口干等不良症状，并且导致血清中钙含量降低，严重时还有可能引发肠胃炎。而工业中的锡中毒，则会导致神经系统、肝脏功能、皮肤粘膜等受到损害。
6、 1.2.4 汞的危害 汞 食入后直接沉入肝脏，对大脑视力神经破坏极大。天然水每升水中含 0.01毫克，就会强烈中毒。含有微量的汞饮用水，长期食用会引起蓄积性中毒。 1.2.5 砷的危害 砷 会使皮肤色素沉着，导致异常角质化。 砷还有着心血管系统、神经系统、呼吸系统毒性，对生殖也有很大的影响 。砷还有很强的致癌性，可导致 皮肤癌 、肺癌、肝癌、膀胱癌、肾脏癌、大肠癌 等一系列疾病 6。 2 重金属离子对海洋生物的影响 重金属对海洋生物的污染 越来越 严重。 海洋藻类可以富集水中的金属，由于海藻是海洋生态系统中重要的初级生产者，藻类的污染会直接影响到其他高等级海洋生物的生存。鱼类通过鱼鳃的呼吸作
7、用使重金属进入到体内并富集在不同部位，或者通过食藻富集 7。贝类属于滤食性生物，生长位置也比较稳定，一旦遇到水质遭重金属污染，就会很容易富集大量重金属。重金属的污染还会对甲壳类动物的甲壳宽度及个体大小产生影响 8。海洋生物富集的重金属，会通过食物链传递，富集到更高级的生物群体。 人类食用了重金属超标的 鱼类、 贝类等 海洋 生物会造成不同程度的中毒现象 9， 以致海产品 的形象严重受损 ，给沿海渔业带来了非常大的冲击 。 3 海洋生物对重金属富集 的研究进展 海洋生物对重金属具 有 很强的富集能力，微量的重金属污染，可以通过生物链作用而产生富集 ，直接危害到包括人类在内的高等级生物 。 国内外
8、对重金属在各种海洋生物体内的积累和毒性做了大量研究。 人类早在 50 年代左右就认识到海洋藻类可以吸收富集水体中的金属 7。研究表明，不同种类的海藻富集能 力不同，且温度对海藻的富集能力也有影响，水温升高会使还早富集能力显著增强 10。鱼类通过鳃呼吸或吃食藻类，都会富集重金属在体内。马桂云等通过研究重金属在鲫鱼体内的富集规律，结果显示： Pb、Cu、 Cd在鲫鱼各组织器官中的积累量随金属浓度的增加而增加、随持续时间的增加而增加，但达到一定时间后积累趋于平衡；组织的积累能力：内脏鳃肌肉；混合重金属离子的相互作用会影响 Cu、 Pb在鲫鱼内脏、鳃中的积累，但不能改变其在肌肉中的积累 11。贝类特别
9、是底栖贝类，由于其流动性受到限制，使其更容易受到重金属污染而富集大量 重金属在体内。不同贝类，对不同重金属的富集能力都有差异。贝体内组织也和鱼类一样，不同组织对重金属富集能力不同。郭远明等研究泥蚶、菲律宾蛤、单齿螺和缢蛏对 3种重金属的富集能力和富集速率结果表明：对铜的富集能力最强、富集速率最快，铅次之，对镉的富集能力最弱、富集速率最慢 12。水中重金属浓度越大富集能力越强，持续时间越久富集越多，最终到达一定值，趋于稳定。 参考文献 1 贾广宁 .重金属的危害与防治 J.有色矿冶 , 2004,20(1):39-42. 2 王艳 ,黄玉明 .我国水环境中重金属污染行为和相 关效应的研究进展 J
10、.癌变 .畸变 .突变 , 2007,19(3):198-201. 3 李学鹏 .重金属在双壳贝类体内的生物富集动力学及净化技术的初步研究 D.浙江工商大学硕士学位论文 ,2004:3. 4 A lfvdn T, E linder C G, C arlsson M D, et al.Low level cadmium and osteoporosis J.J Bone Miner Res,2000,15(1):1579-1586. 5 刘杰 .镉的毒性和毒理学研究进展 J.中 华劳动与职业病杂志 ,1998,16(1):2-4. 6 游勇 ,鞠荣 .重金属对食品的污染及其危害 J.环境 ,20
11、07,(2):102-103. 7 贺亮 ,范必威 .海洋环境中的重金属及其对海洋生物的影响 J.广州化学 ,2006,31(3):63-68. 8 Lou Ann Reed, Paul L. Pennington, Edward Wirth. A survey of trace element distribution in tissues of stone crabs(Menippe mercenaria) from South Carolina Coastal WatersJ. Marine Pollution Bulletin,2010,60(2010):22972302 9 Shua
12、i J S ,Wang L. Discussion about the healthimpact of heavy metal and the countermeasure J .Environment and Exploitation ,2001,16(4):62. 10 修瑞琴 ,高世荣 ,李连元等 .海洋生物对甲基汞富集作用的研究 J.卫生研究 ,1981,( 7):25-30. 11 马桂云 .重金属在鱼体内的积累规律及滩涂养殖环境评价 D.南京大学硕士学位论文 , 2004:3-32. 12 郭远明 .海洋贝类对水体中重金属的富集能力研究 D.中国海洋大学硕士学位论文 ,2008:8-23.
