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污染土壤的重金属主要来自于大气、污水、废渣。重金属进入土壤后可以呈可溶态或不溶性颗粒存在,这与土壤溶液的pH值和pE值有关。土壤中其它物质进入也会改变重金属在土壤中的存在形式。通常重金属的硫化物,氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐的溶度积较小,重金属离子在土壤中常以上述化合物的沉淀形式存在。
土壤溶液的酸、碱性是土壤的一种重要性质,它随土壤的矿物组成和有机物成分而变化。重金属在不同酸碱性土壤溶液中,各自满足相应的氢氧化物溶度积,形成氢氧化物沉淀或以某种离
较大的还原性土壤溶液中,S2-可使重金属以硫化物形式沉积,难溶的重金属氢氧化物可以转化为更难溶的硫化物,Zn2+和Cd2+在pE较大的土壤溶液中可转化成难溶性的ZnS和CdS沉淀。当土壤通风改善、氧气充足、pE值变小时,上述硫化物可转化为可溶性硫酸盐,提高了Zn2+和Cd2+在土壤中的迁移能力。重金属转化成易溶态时,容易被植物吸收,富集。
重金属元素污染简要举例如下:
(1)镉的土壤污染
镉在土壤中以水溶性或难溶性形态存在。水溶性镉主要以离子或络合态存在,易被植物吸收,富集。镉污染土壤进入植物链,对人类健康造成威胁,破坏红血球引起骨痛病。
(2)汞的土壤污染
汞及其化合物易转成蒸气在大气中散发,并被土壤吸咐;利用汞污染的废水灌溉农田;使用含汞农药等都能成为土壤中汞污染源。汞盐在pE值较高的还原性土壤中不但和S2-结合生成HgS沉淀,而且可以在细菌作用下转化成甲基汞、二甲基汞等有机汞。而有机汞容易被植物吸收进入植物链被人吸收,其毒性远比无机汞大。世界著名的公害事件——日本水俣事件便是由汞污染引起的,受害的居民达一万余人。
(3)砷的土壤污染
砷不是重金属元素,但其毒性属于重金属污染源类。砷的污染来源于天然矿以及人为活动。农药生产厂和矿山的废水,煤燃烧后的废气排放皆能引起砷对土壤污染。土壤中的砷主要以胶体或与有机物结合形式存在。砷是自然界广泛存在的毒性很强的物质,砷的毒性不仅取决于它的浓度,也决定于它的化学形态。五价砷在低浓度下是无毒的,但3价砷却是剧毒物质。其原因是亚砷酸能与蛋白质发生反应。砷中毒的主要症状是皮肤出现病变,神经、消化和心血管系统发生障碍及引起皮肤癌、肺癌等。
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