在全球水资源日趋紧张的今天,污水灌溉有着特殊的意义,许多国家把废污水作为重要的灌溉水源;现在,污水也已经成为中国城镇近郊灌溉用水的重要水源。污水灌溉使得大量重金属元素进入土壤-作物系统,重金属在从一种介质向另一种介质的迁移转化过程中,常常伴有重金属元素在介质中的累积和残留。污灌土壤中的重金属在随植物的生长移出土体的同时,又在植物体内进行累积,即通过植物生长向农作物转移。如果农作物重金属含量超过一定的限度时,将通过食物链最终对人体造成危害。评价环境中元素对人体的影响,常用测定血、尿元素含量的方法。但采集血尿样品不易得到受试者的合作,且易变质,运送、储存不方便。更重要的是血、尿含量通常只代表近期内元素的代谢情况。而头发是人体微量元素的排泄器官之一,人的头发和其他组织不同,金属元素一旦沉积在头发中,就不易再被重新吸收,因此,其含量反映相当长时间内元素的积累状况。开封市化肥河污灌区由于长期利用污水灌溉农田,污水中的重金属势必会对土壤-作物系统造成一定的污染。因此,开展污灌区居民头发重金属元素含量的调查,并在此基础上探讨人发重金属含量与土壤-作物系统的关系,从而达到人发重金属含量对人体健康和土壤-作物系统的双重预警作用。本文在开封市化肥河污灌区选取了四个村作为研究对象,在现场调查、室内实验和数据处理分析的基础上,对开封市化肥河污灌区土壤-作物系统重金属含量及不同人群头发重金属含量的特点、各重金属元素间的相互作用关系、各重金属元素在土壤-作物-人发间迁移转化的规律进行了初步分析。全文共分5个部分:第一部分:主要介绍了国内外有关人发重金属正常值及其影响因素的研究现状,指出了其存在的问题及未来的研究趋势。第二部分:概括介绍了研究区的自然概况,以及化肥河的基本特征和历史上的主要污染事件。第三部分:主要对土壤、小麦、头发样品采集的原则、方法,样品的处理与制备方法,及实验方法步骤进行了介绍。第四部分:对污灌区土壤和小麦中重金属含量作了分析;在对对照区人发重金属分析的基础上,得到了开封市人发重金属含量的正常参考值;对污灌区不同人群人发重金属含量分析的基础上,与对照区及开封市人发重金属正常参考值进行了对比;对人发重金属含量与土壤-作物系统的关系进行了相关分析,在此基础上,初步探讨了重金属在土壤-作物-人发间迁移转化的规律。第五部分:对本项研究得出的主要结论进行了总结,并指出了研究的不足之处以及尚需进一步研究的地方。通过研究,得到了如下基本结论:(1)由于长期使用化肥河的污水灌溉农田,使得污灌区的土壤和小麦都存在不同程度的重金属污染。污灌区各村土壤和小麦受重金属污染的程度比较一致,都是D村污染最重,其综合污染指数分别达到3.22和3.47,B村次之,A村和C村污染较轻。(2)污灌区人发重金属含量显著高于对照区,污灌区人发中Cu、Zn、Pb、Cd和As的平均含量分别是对照区的1.1倍、1.1倍、1.3倍、1.9倍和1.4倍。开封市人发中Cu、Zn、Pb、Cd和As含量正常参考值分别为:8.05～17.51、78.41～174.89、16.85、0.19和2.13;污灌区居民人发重金属的平均含量基本上都在正常值范围内,但是发镉已经达到了正常值上限,发砷也非常接近正常值上限,而且男性发砷已经超过了正常值上限,从年龄段来看,除Cu以外,其余元素都有1～2个年龄段超出其正常值上限。个别人群头发重金属含量超出正常值的现象不容忽视,建议应该对这些人群进行流行病学调查,以查明是否有重金属中毒症状存在。(3)污灌区人发重金属含量存在性别和年龄的差异。污灌区男性头发中的Cu、Zn、Pb、Cd和As五种重金属含量均高于女性,其中Cu、Zn和As的差别达到显著性水平,这与男性平时劳动强度大、饭量较大,通过饮食摄入的重金属量比女性多等有关;除发镉随年龄变化不明显外,发中Cu、Zn、Pb和As四种元素含量与年龄的相关系数分别是:0.770、0.583、0.720、0.506,表明随年龄增高和居住年限的增长,污灌区居民通过食物摄入的重金属量不断增加,导致这些重金属在人体内不断积累,并最终通过头发表现出来。(4)污灌区人发5种重金属元素中,除Cu与Zn、Pb、As之间及Zn与As之间存在一定的协同作用外,其余元素相互之间都存在一定的拮抗作用。(5)各重金属元素在小麦与土壤、人发与土壤、人发与小麦之间都存在正相关性;小麦对重金属富集能力的大小顺序为:Cd > Cu > Zn > Pb > As,人发对重金属富集能力的大小顺序为:Zn > Pb > Cu > Cd > As,除Cd以外,其它重金属元素的富集系数都是人发大于小麦。