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重金属污染的来源是什么重金属污染是指由密度在5以上的金属或其化合物造成的环境污染,那么,重金属污染的来源是什么?重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中,但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多,造成不少重金属如铅、汞、镉、钻等进入大气、水、土壤中,引起严重的环境污染以各种化学状态或化学形态存在的重金属,在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移,造成危害如随废水排出的重金属,即使浓度小,也可在藻类和底泥中积累,被鱼和贝的体表吸附,产生食物链浓缩,从而造成公害如日本的水俣病,就是因为烧碱制造工业排放的废水中含有汞,在经生物作用变成有机汞后造成的;又如痛病,是由炼锌工业和镉电镀工业所排放的镉所致汽车尾气排放的铅经大气扩散等过程进入环境中,造成目前地表铅的浓度已有显著提高,致使近代人体内铅的吸收量比原始人增加了约100倍,损害了人体健康土壤是人类赖以生存的主要自然资源之一,也是人类生态环境的重要组成部分随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加,土壤重金属污染日益严重,目前,全世界平均每年排放Hg约
1.5万吨,Cu340万吨,Pb500万吨,Mnl500万吨,NilOO万吨据我国农业部进行的全国污灌区调查,在约140万公顷的污水灌区中,遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的
64.8%,其中轻度污染的占
46.7%,中度污染的占
9.7%,严重污染的占
8.4%能被微生物降解的特点,并可经水、植物等介质最终影响人类健康因此,治理和恢复的难度大随着大气沉降进入土壤的重金属大气中的重金属主要来源于能源、运输、冶金和建筑材料生产产生的气体和粉尘除汞以外,重金属基本上是以气溶胶的形态进入大气,经过自然沉降和降水进入土壤据Lisk报道,煤含Ce、Cr、Pb、Hg、Ti等金属,石油中含有相当量的Hg
0.02~30mg/kg,这类燃料在燃烧时,部分悬浮颗粒和挥发金属随烟尘进入大气,其中10%〜30%沉降在距排放源十几公里的范围内,据估计全世界每年约有1600吨的汞是通过煤和其它石化燃料燃烧而排放到大气中去的例如比利时每年从大气进入每公顷土壤的重金属量就有Pb250g、Cdl9g、Asl5g、Zn3750go运输,特别是汽车运输对大气和土壤造成严重污染主要以Pb、Zn、Cd、Cr、Cu等的污染为主它们来自于含铅汽油的燃烧和汽车轮胎磨损产生的粉尘,据有关材料报导,汽车排放的尾气中含Pb量多达20〜50pg/L,它们成条带状分布,因距离公路、铁路、城市中心的远近及交通量的大小有明显的差异BepMH8等研究发现在公路两侧50m的距离有被污染的痕迹,每月每平方米累积的易溶性污染物在4〜40g进入环境的强度顺序为Cu、Pb、Co.Fe和Zn在宁-杭公路南京段两侧的土壤形成Pb、Cr、oCo污染带,且沿公路延长方向分布,自公路两侧污染强度减弱经自然沉降和雨淋沉降进入土壤的重金属污染,与重工业发达程度、城市的人口密度、土地利用率、交通发达程度有直接关系,距城市越近污染的程度就越重,污染强弱顺序为城市-郊区-农村
1.2随污水进入土壤的重金属利用污水灌溉是灌区农业的一项古老的技术,主要是把污水作为灌溉水源来利用污水按来源和数量可分为城市生活污水、石油化工污水、工业矿山污水和城市混合污水等生活污水中重金属含量很少,但是,由于我国工业迅速发展,工矿企业污水未经分流处理而排入下水道与生活污水混合排放,从而造成污灌区土壤重金属Hg、Cd、Cr、Pb、Cd等含量逐年增加淮阳污灌区土壤Hg、Ca、Cr、Pb、As等重金属1995年已超过警戒线其它灌区部分重金属含量也远远超过当地背景值随着污水灌溉而进入土壤的重金属,以不同的方式被土壤截留固定95%的Hg被土壤矿质胶体和有机质迅速吸附,一般累积在土壤表层,自上而下递减郑州污水灌区水中Hg的浓度达到O.242mg/kg,而土壤Hg含量O.194mg/kg就会造成重度污染污水中的As多以3价或5价状态存在,进入土壤后被铁、铝氢氧化物及硅酸盐粘土矿物吸附,也可以和铁、铝、钙、镁等生成复杂的难溶性碎化合物而Cd很容易被水中的悬浮物吸附,水中Cd的含量随着距排污口距离的增加而迅速下降,因此污染的范围较少Pb很容易被土壤有机质和粘土矿物吸附Pb的迁移性弱,污灌区Pb的累积分布特点是离污染源近土壤含量高,距离远则土壤含量低污水中Cr有4种形态,一般以3价和6价为主,3价Cr很快被土壤吸附固定,而6价Cr进入土壤中被有机质还原为3价Cr,随之被吸附固定因此,污灌区土壤Cr会逐年累积随固体废弃物进入土壤的重金属固体废弃物种类繁多,成分复杂,不同种类其危害方式和污染程度不同其中矿业和工业固体废弃物污染最为严重这类废弃物在堆放或处理过程中,由于日晒、雨淋、水洗重金属极易移动,以辐射状、漏斗状向周围土壤、水体扩散沈阳冶炼厂冶炼锌的过程中产生的矿渣主要含Zn、Cd,1971年开始堆放在一个洼地场所,其浸入液中Zn、Cd含量分别达
6.6g/L和75mg/L,目前已扩散到离堆放场700米以外的范围,重金属污染物浓度是以同心圆状分布对武汉市垃圾堆放场,杭州铭渣堆放区附近土壤中重金属含量的研究发现,这些区域土壤中Cd、Hg、Cr、Cu、Zn、Pb、As等重金属含量均高于当地土壤背景值有一些固体废弃物被直接或通过加工作为肥料施入土壤,造成土壤重金属污染如随着我国畜牧生产的发展,产生大量的家畜粪便及动物加工产生的废弃物,这类农业固体废弃物中含有植物所需N、P、K和有机质,同时由于饲料中添加了一定量的重金属盐类,因此作为肥料施入土壤增加了土壤Zn、Mn等重金属元素的含量磷石膏属于化肥工业废物,由于其有一定量的正磷酸以及不同形态的含磷化合物,并可以改良酸性土壤,从而被大量施入土壤,造成了土壤中Cr、Pb、Mn、As含量增加磷钢渣作为磷源施入土壤时,土壤中发现有Cr的累积随着工业的发展以及城镇环境建设的加快,污水处理正在不断加强我国现有80余座污水处理厂,估计污泥产生量在400万吨以上,由于污泥含有较高的有机质和氮、磷养分,因此土壤成为污泥处理的主要场所一般来说,污泥中Cr、Pb、Cu、Zn、As极易超过控制标准北京褐土施用燕山石化污泥一年后Hg、Cd浓度分别达到O.94mg/kg、O.22mg/kg许多研究o指出,污泥的施用可使土壤重金属含量有不同程度的增加其增加的幅度与污泥中的重金属含量、污泥的施用量及土壤管理有关固体废弃物也可以通过风的传播而使污染范围扩大,土壤中重金属的含量随距污染源的距离增大而降低如大冶冶炼厂,每年排放数千吨的粉尘,引起大冶县广大农田的污染,直径20km范围内的土壤Cr Zn、Pb、Cd含s量均大大高于背景值
1.4随农用物资进入土壤的重金属农药、化肥和地膜是重要的农用物资,对农业生产的发展起着重大的推动作用,但长期不合理施用,也可以导致土壤重金属污染绝大多数的农药为有机化合物,少数为有机-无机化合物或纯矿物质,个别农药在其组成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金属如随着西力生消毒种子进入每公顷土壤的Hg为6~9g;在农业地区,特别是在西方国家的家庭园林中,由于经常施用含As农药,土壤中As的残留量明显增加,美国的密执安州土壤中As含量达到112mg/kg杀真菌农药常含有Cu和Zn,被大量地用于果树和温室作物,常常会造成土壤Cu、Zn累积达到有毒的浓度如在莫尔达维亚,葡萄生长季节要喷5~12次波尔多液或类似的制剂,每年约有6000~8000吨的铜施入土壤重金属元素是肥料中报道最多的污染物质氮、钾肥料中重金属含量较低,磷肥中含有较多的有害重金属,复合肥的重金属主要来源于母料及加工流程所带入肥料中重金属含量一般是磷肥复合肥钾肥〉氮肥Cd是土壤环境中重要的污染元素,随磷肥进入土壤的Cd一直受到人们的关注许多研究表明,随着磷肥及复合肥的大量施用,土壤有效Cd的含量不断增加,作物吸收Cd量也相应增加据马耀华等对上海地区菜园土研究发现,施肥后,Cd的含量从O.13mg/kg上升到
0.32mg/kg美国橘园每年每公顷施磷o量为175kg,36年后土壤Cd量由O.07mg/kg提高到L0mg/kg;新西兰在同一地点施用磷肥,50年后取土分析土壤Cd含量由O.39mg/kg提高到O.85mg/kg肥料中oC A元素含量较高,且土壤的环境含量又较低,能引起土壤中Cr、As的R S较快积累硝酸镀、磷酸镀、复合肥中As量可达50~60mg,长期施用可造成土壤As严重污染近年来,地膜的大面积的推广使用,造成了土壤的白色污染由于地膜生产过程中加入了含有Cd、Pb的热稳定剂,同时也增加了土壤重金属污染。