1 绪论

1.1 水体中重金属Cr的危害及污染现状

铬(Cr)是由法国化学家Louis Vauquelin在1797年发现的一种金属元素,在元素周期表中原子序数为24，是地球上含量最丰富的第21种元素(约122 ppm)，同时也是含量最多的六种过渡金属元素之一[1]。

铬的生物毒性与其存在的形态有紧密的关联。广泛的科学研究以及多年的临床试验表明，Cr(VI)因为更强的细胞穿透性而对人体具有更强的毒性，其对人体的危害主要表现在对皮肤、呼吸系统、眼部以及肠胃道的损伤等几个方面[2]；此外Cr(VI)具有致突变性和致癌性，是世界卫生组织(WHO)和国际癌症研究机构(IARC)公布的致癌物[3], 具有明显的致癌作用。因此，世界各国及地区一直对Cr(VI)的排放有着严格的规定。另一方面，Cr(III)作为一种人体必需的微量元素，在新陈代谢过程中具有重要意义，兼有降低血液葡萄糖以及胆固醇浓度的作用，因此长期以来按照规定向食品中添加一定剂量的Cr(III)是一种在食品工业中通行的做法。但是，超量的Cr(III)同样会对人体造成危害，Bagchi[4]等人的研究证明Cr(III) ( 吡啶羧酸铬) 对细胞会产生比Cr(VI)更显著的氧化应激与DNA损伤,还具有致突变性。在整体动物试验中，Cr(III)也可引起精子畸形[5]。论文网

近年来一些学者[6]在研究Cr(III)时发现，Cr(III)对某些水生生物（如某些鱼类以及贝类等）产生的危害要大于Cr(VI)；同时由于在上文中提及的Cr(III)向Cr(VI)转化过程的存在，导致了虽然Cr(III)对人体毒性较Cr(VI)低，其潜在的危险却不容小觑。正因如此，许多国家已经开始着手制定更加严格的Cr(III)出水排放标准，以控制Cr(III)向自然环境中的排放和累积。欧盟委员会在2000年作出的一项规定要求减少任何化学形态的铬的排放，直至2020年达到零排放。

表1中反映的是重金属元素在中国各大湖泊水体底泥中的含量，从表中可以清楚地认识到，中国环境水体中Cr污染分布广泛，形势已经十分严重。

表1.1  重金属元素在中国主要湖泊底泥中的浓度均值[7]（mg/kg）

湖泊 Cu Zn Cr

Pb Cd Hg Ni As

贵州红枫湖 32.0 177.4 26.6 0.89 0.42

云南洱海 111.0 127.0 130.0 60.0 0.59 80.0

云南外草海 100.0 157.0 35.0 94.0 5.92 89.0

云南内草海 920.0 2208.0 55.0 647.0 164.85 466.0

江西鄱阳湖 22.0 64.4 51.7