重金屬污染源分析

重金屬污染源分析造成環(huán)境污染的重金屬有多種來源途徑，首先是成土母質(zhì)本身含有一定量的重金屬，且不同的母質(zhì)、成土過程所形成的土壤含有重金屬量差異很大。其次，人類頻繁的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，也能造成重金屬對大氣、水體和土壤等環(huán)境的污染，其中重金屬最主要的幾種來源途徑是大氣中重金屬沉降，農(nóng)用物資如農(nóng)藥、化肥、塑料薄膜等的不合理使用，污水灌溉，污泥施肥，含重金屬的礦業(yè)、工業(yè)廢棄物的堆積，金屬礦山酸性廢水污染等。大氣中重金屬沉降大氣中的重金屬主要來源于能源、運(yùn)輸、冶金和建筑材料等工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣的排放及汽車輪胎磨損所產(chǎn)生的大量含重金屬的有害氣體和粉塵等。它們主要分布在工礦的周圍和公路、鐵路的兩側(cè)。除Hg以外，大多數(shù)重金屬基本上是以氣溶膠的形式進(jìn)入大氣，然后通過自然沉降和雨淋沉降進(jìn)入土壤。據(jù)相關(guān)報(bào)道，煤含Cr、Pb、Hg、Ti等重金屬，石油中含有相當(dāng)量的Hg(O.02～30mg/kg)，這類燃料在燃燒時(shí)，部分懸浮顆粒和揮發(fā)金屬隨煙塵進(jìn)入大氣，其中大多數(shù)會沉降在距排放源十幾公里的范圍內(nèi)，據(jù)估計(jì)全世界每年約有1600噸的Hg是通過煤和其它石化燃料燃燒而排放到大氣中去的。又如瑞典中部某市區(qū)的鉛污染，它主要來自于市區(qū)銅礦工業(yè)廠、硫酸廠、油漆廠、采礦和化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生的大量廢物，由于風(fēng)的輸送，這些細(xì)微顆粒的鉛，從工業(yè)廢物堆擴(kuò)散至周圍地區(qū)；南京某生產(chǎn)鉻的重工業(yè)廠，鉻污染疊加已超過當(dāng)?shù)乇尘爸?.4倍；俄羅斯的一個(gè)硫酸生產(chǎn)廠也是由工廠煙囪排放造成S、V、As的污染。汽車運(yùn)輸可對大氣和土壤造成嚴(yán)重污染，主要以Pb、Zn、Cd、Cr、Cu等的污染為主，它們主要來自于含鉛汽油的燃燒和汽車輪胎磨損產(chǎn)生的粉塵等。它們呈條帶狀分布，以公路、鐵路為軸向兩側(cè)重金屬污染強(qiáng)度逐漸減弱；隨著時(shí)間的推移，公路、鐵路土壤重金屬污染具有很強(qiáng)的疊加性。例如在寧—杭公路南京段兩側(cè)的土壤形成的Pb、Cr、Co污染帶，沿公路延長方向分布，自公路兩側(cè)污染強(qiáng)度逐漸減弱。經(jīng)自然沉降和雨淋沉降進(jìn)入土壤的重金屬污染，主要以工礦煙囪、廢物堆和公路為中心，向四周及兩側(cè)擴(kuò)散，并且它與重工業(yè)發(fā)達(dá)程度、城市的人口密度、土地利用率、交通發(fā)達(dá)程度有直接關(guān)系，由城市—郊區(qū)—農(nóng)村，距城市越近，污染的程度就越嚴(yán)重。此外，重工業(yè)越發(fā)達(dá)，污染相對就越嚴(yán)重。此外，大氣汞的干濕沉降也可以引起土壤中汞的含量增高。大氣汞通過干濕沉降進(jìn)入土壤后，被土壤中的粘土礦物和有機(jī)物吸附或固定，富集于土壤表層，或被植物吸收而轉(zhuǎn)入土壤，造成土壤汞的濃度升高。

污水灌溉污水灌溉是灌區(qū)農(nóng)業(yè)的一項(xiàng)古老技術(shù)，一般是指把污水作為灌溉水源，用于灌溉農(nóng)田、森林和草地等。污水按來源和數(shù)量可分為城市生活污水、石油化工污水、工業(yè)礦山污水和城市混合污水等[8]。近年來，污水灌溉已成為我國農(nóng)業(yè)灌溉用水的重要組成部分，中國自20世紀(jì)60年代至今，污灌面積迅速擴(kuò)大，以北方旱作地區(qū)污灌最為普遍，約占全國污灌面積的90%以上。南方地區(qū)的污灌面積僅占6%左右，其余在西北和青藏。生活污水中重金屬含量很少，但是隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展，大量的工礦企業(yè)污水未經(jīng)分流處理而排入下水道，并與生活污水混合排放，從而致使污灌區(qū)土壤重金屬Hg、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、As等含量逐年增加，造成嚴(yán)重的土壤重金屬污染。隨著污水灌溉而進(jìn)入土壤的重金屬，以不同的方式被土壤截留固定。其中，約95%的Hg被土壤礦質(zhì)膠體和有機(jī)質(zhì)迅速吸附，一般累積在土壤表層，自上而下遞減。污水中的Cd很容易被水中的懸浮物吸附，其含量隨著距排污口距離的增加而迅速下降，因此Cd形成的污染范圍較小。As多以3價(jià)或5價(jià)狀態(tài)存在，進(jìn)入土壤后即可被鐵、鋁氫氧化物及硅酸鹽粘土礦物吸附，也可以和鐵、鋁、鈣、鎂等生成復(fù)雜的難溶性砷化合物。Pb的遷移性弱，很容易被土壤有機(jī)質(zhì)和粘土礦物吸附，污灌區(qū)Pb的累積分布特點(diǎn)是離污染源越近，Pb含量越高；離污染源越遠(yuǎn)，Pb含量就越低。Cr有4種形態(tài)，一般以3價(jià)和6價(jià)為主，3價(jià)Cr能被土壤快速地吸附固定，而6價(jià)Cr進(jìn)入土壤中需要先被有機(jī)質(zhì)還原為3價(jià)Cr，然后才能被吸附固定，因此，污灌區(qū)土壤的Cr含量會逐年累積。污水灌溉造成的土壤重金屬污染現(xiàn)狀不容樂觀，比較典型的事例一是淮陽污