什么是重金属
重金属是指比重大于5的金属(一般指密度大于4.5克每立方厘米的金属),也是指原子量大于55的金属。
重金属污染的来源
重金属污染的来源主要是采矿、冶炼等工矿企业排放的废气、废水和废渣,煤和石油等矿物燃料的燃烧以及农药化肥的过量使用,其中主要包括Hg、Cd、Pb、Cr、Zn、Cu、Ni及类金属As等。
汞:土壤的汞污染主要来自于污染灌溉、燃煤、汞冶炼厂和汞制剂厂(仪表、电气、氯碱工业)的排放。如一个700兆瓦的热电站, 每天可排放汞215公斤, 估计全世界仅由燃煤而排放到大气中的汞, 一年就有3000 吨左右。含汞颜料的应用、用汞做原料的工厂、含汞农药的施用等也是重要的汞污染源。汞进入土壤后95% 以上能迅速被土壤吸持或固定, 这主要是土壤的粘土矿物和有机质有强烈的吸附作用, 因此汞容易在表层积累, 并沿土壤的纵深垂直分布递减。土壤中汞的存在形态有金属汞、无机态与有机态, 并在一定条件下相互转化。
镉:镉主要来源于镉矿、冶炼厂。因镉与锌同族,常与锌共生,所以冶炼锌的排放物中必有ZnO、CdO,它们挥发性强,以污染源为中心可波及数千米远。镉工业废水灌溉农田也是镉污染的重要来源。镉被土壤吸附,一般在0-15cm的土壤层累积,15cm以下含量显著减少。土壤中的镉以CdCO3、Cd (PO4)2、及Cd (OH)2的形态存在,其中以CdCO3为主,尤其是在PH> 7的石灰性土壤中,土壤中的镉的形态可划分为可给态和代换态,它们易于迁移转化,而且能被植物吸收,不溶态镉在土壤中累积,不易被植物吸收,但随环境条件的改变二者可互相转化。
铅:铅是土壤污染较普遍的元素。污染源主要来自汽油里添加抗爆剂烷基铅,汽油燃烧后的尾气中含大量铅,飘落在公路两侧数百米范围内的土壤中。另外矿山开采、金属冶炼、煤的燃烧等也是重要的污染源。在矿山、冶炼厂附近土壤含铅量高达1500cm/kg以上。随着我国乡镇企业的快速发展,“三废”中的铅也大量进入农田,一般进入土壤中的铅在土壤中易与有机物结合,不易溶解,土壤铅大多发现在表土层,表土铅在土壤中几乎不向下移动。
铬:铬的污染源主要是铬电镀、制革废水、铬渣等。铬在土壤中主要有两种价态:Cr6+和Cr3+。土壤中主要以三价铬化合物存在,当它们进入土壤后,90%
以上迅速被土壤吸附固定,在土壤中难以再迁移。Cr6+很稳定,毒性大,其毒害程度比Cr3+大100倍。而Cr3+则恰恰相反,Cr3+主要存在于土壤与沉积物中。土壤胶体对三价铬具有强烈的吸附作用,并随PH的升高而增强。土壤对六价铬的吸附固定能力较低,仅有8.5%—36.2%。不过普通土壤中可溶性六价铬的含量很小,这是因为进入土壤中的六价铬很容易还原成三价铬,这其中,有机质起着重要作用,并且这种还原作用随着PH的升高而降低。值得注意的是,实验已证明,在PH 6.5—8.5的条件下,土壤的三价铬能被氧化为六价铬,同时,土壤中存在氧化锰也能使三价铬氧化成六价铬,因此,三价铬转化成六价铬的潜在危害不容忽视。
砷:土壤砷污染主要来自大气降尘、尾矿与含砷农药,燃煤是大气中砷的主要来源。通常砷集中在表土层10cm左右,只有在某些情况下可淋洗至较深土层,如施磷肥可稍增加砷的移动性。土壤中砷的形态按植物吸收的难易划分,一般可分为水溶性砷、吸附性砷和难溶性砷,通常把水溶性砷、吸附性砷总称为可给性砷,是可被植物吸收利用的部分。土壤中砷大部分为胶体吸收或和有机物络合——螯合或和磷一样与土壤中铁、铝、钙离子相结合,形成难溶化合物,或与铁、铝等氢氧化物发生共沉。PH和EH值影响土壤对砷的吸附,PH值高,土壤砷吸附量减少而水溶性砷增加;土壤在氧化条件下,大部分是砷酸,砷酸易被胶体吸附,而增加土壤固砷量。随EH降低,砷酸转化为亚砷酸,可促进砷的可溶性,增加砷害。