重金属污染概况

造成环境污染的重金属有多种来源。首先，土壤的母质含有一定量的重金属，不同母质和成土过程形成的土壤重金属含量差异很大。其次，人类频繁的工农业生产活动也会造成重金属对大气、水体和土壤的污染，其中重金属的主要来源是大气中的重金属沉积、农药、化肥、地膜等农业物资的不合理使用、污水灌溉、污泥施肥、含重金属的采矿和工业废弃物的堆积、金属矿山的酸性废水污染等。

大气中的重金属沉积大气中的重金属主要来源于能源、交通、冶金和建材等工业生产，汽车尾气排放以及汽车轮胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘。主要分布在工矿区周边和公路、铁路两侧。除Hg外，大部分重金属基本以气溶胶的形式进入大气，然后通过自然沉降和雨水沉降进入土壤。

据相关报道，煤中含有铬、铅、汞、钛等重金属，石油中含有相当数量的汞(0.02 ~ 30 mg/kg)。这种燃料燃烧时，部分悬浮颗粒物和挥发性金属随烟尘进入大气，大部分会沉降在距离排放源十几公里的范围内。据估计，全世界每年约有1，600吨汞因燃烧煤和其他石化燃料而排放到大气中。再比如瑞典中部某城区的铅污染，铅污染主要来源于城区的铜矿厂、硫酸厂、油漆厂、采矿、化工等行业产生的大量废物。由于风的输送，这些铅的细颗粒从工业废料堆扩散到周围地区；在南京一家重铬厂，铬污染叠加已经超过当地背景值4.4倍。俄罗斯的一家硫酸生产厂也受到来自工厂烟囱的S、V、As的污染。

交通运输会对大气和土壤造成严重污染，主要是铅、锌、镉、铬、铜等的污染。，主要来源于含铅汽油的燃烧和汽车轮胎磨损产生的粉尘。呈带状分布，公路、铁路两侧重金属污染强度逐渐减弱。随着时间的推移，公路和铁路土壤重金属污染具有很强的叠加性。如宁杭公路南京段两侧土壤形成的Pb、Cr、Co污染带沿公路延伸方向分布，从公路两侧污染强度逐渐降低。

通过自然沉降和雨水沉降进入土壤的重金属污染主要以工矿烟囱、垃圾场和道路为中心向四周和两侧扩散，与重工业发达程度、城市人口密度、土地利用率和交通发达程度直接相关。从市区到郊区再到农村，越靠近城市污染越严重。另外，重工业越发达，污染越严重。

此外，大气汞的干湿沉降也会导致土壤中的汞含量增加。大气汞通过干湿沉降进入土壤后，被土壤中的粘土矿物和有机质吸附或固定，在土壤表层富集，或被植物吸收转移到土壤中，导致土壤中汞的浓度升高。

灌溉污水灌溉是灌溉农业的一项古老技术，一般指利用污水作为灌溉水源，灌溉农田、森林和草地。根据污水的来源和数量，可分为城市生活污水、石化污水、工业矿山污水和城市混合污水生活污水中重金属含量很少，但随着现代工业的快速发展，大量工矿企业污水未经分流处理就排入下水道，与生活污水混合，导致污灌区土壤重金属如Hg、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、as等逐年增加，造成严重的土壤重金属污染。随着污水灌溉进入土壤的重金属被土壤以不同的方式截留和固定。其中，约95%的Hg被土壤矿物胶体和有机质快速吸附，一般在土壤表层积累，自上而下递减。。近年来，污水灌溉已成为我国农业灌溉用水的重要组成部分。20世纪60年代以来，我国污水灌溉面积迅速扩大，尤其是北方旱地地区，占全国污水灌溉总面积的90%以上。南方污灌区只占6%左右，其余在西北和青藏。

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污水中的Cd容易被水中的悬浮物吸附，其含量随着离排污口距离的增加而迅速降低，因此Cd造成的污染范围较小。主要以三价或五价状态存在。进入土壤后，可被铁、氢氧化铝、硅酸盐类粘土矿物吸附，也可与铁、铝、钙、镁形成复杂的不溶性砷化合物。Pb的迁移性较弱，易被土壤有机质和粘土矿物吸附。污灌区Pb的累积分布特征是越靠近污染源，Pb含量越高。离污染源越远，铅含量越低。铬有四种形态，主要是三价和六价。三价铬能被土壤快速吸附固定，而六价铬需要被有机物还原成三价铬才能被吸附固定。因此，污灌区土壤中Cr的含量会逐年积累。

污水灌溉造成的土壤重金属污染现状不容乐观。一个典型的例子是汞、镉、铬、铅、砷等金属。自污水灌溉以来，淮阳污水灌溉面积逐渐增加，1995-1997年已超过警戒水位。二是太原污灌区重金属Pb、Cd、Cr含量已远远超过其当地背景值，且累积量逐年增加。