我国重金属污染现状、分布特征及来源分析

我国重金属污染现状、分布特征及来源分析2015.10.13自然界的重金属主要分布在大气、水体和土壤中，不同体系中的重金属分布不同，来源分为自然来源和人为来源。2011年2月，国务院正式批复《重金属污染综合防治“十二五”规划》，这是中国出台的第一个“十二五”专项规划，充分体现了党中央、国务院对重金属污染防治的高度重视。大气（P4-10）1）大气重金属2）降尘重金属水体（P11-13）1）水体重金属2）沉积物重金属水系沉积物城市污泥土壤（P14-18）1）耕地土壤重金属2）城市土壤重金属目录大气：大气重金属重金属元素浓度在大气颗粒物中的分布具有显著的季节变化和日变化规律重金属排放量的空间差异会引起大气颗粒物中重金属在不同区域暴露水平不同大气颗粒物中不同化学形态的重金属的具有不同的化学活性和生物有效性，决定了其可能产生的毒害效应.大气颗粒物中重金属在细颗粒物上的含量要明显高于粗粒径，75%~90%分布于细颗粒物中大气颗粒物中重金属暴露特征（大气颗粒物中重金属在不同的时间、空间、形态和粒径下具有不同的暴露水平）：资源与环境科学,2013,3:241-243大气：大气重金属检索并收集于2000—2014年10月期间发表的关于我国城市大气中重金属质量浓度的文献。大气重金属质量浓度均以PM10计。PM10是我国多数城市主要的大气污染物，对重金属有较强的富集吸收能力，70%～90%的重金属分布在大气PM10中。污染现状：我国城市大气中ρ(As)、ρ(Cd)、ρ(Cr)、ρ(Mn)、ρ(Ni)和ρ(Pb)均超过GB3095—2012、欧盟《空气质量标准》和WHO《欧洲空气质量指南》中相应的年均标准限值或参考限值。总体来看，重金属污染严重。其中，ρ(Cr)的超标现象最为严重，应引起进一步关注。来源分析：大气中As、Cd、Cr、Ni、Mn和Pb的主要来源是化石燃料燃烧、金属冶炼以及交通废气排放等，其中煤炭等化石燃料的燃烧是其共同的污染来源环境科学研究,2015,28(7):1053-1061分布特征：我国城市大气重金属污染主要分布在北方的京津冀、环渤海地区以及南方的珠江三角洲地区。其中，Cd污染多分布在南方城市，Mn污染主要集中在华北和华东地区，As、Cr、Ni、Pb4种重金属没有明显的空间分布特征．我国部分城市大气重金属质量浓度的空间分布特征环境科学研究,2015,28(7):1053-1061分布特征：通过对多个省会城市主要功能区地表灰尘重金属数据的分析和比对，结果表明，工业区地表灰尘重金属含量最高，交通区地表灰尘重金属含量最低，商业区和居民文教区地表灰尘重金属含量处于中等水平。4种功能区之间地表灰尘重金属水平分异较大的元素是Zn和Pb，Cu和Cd在不同功能区地表灰尘中的含量差异较小。城市地表灰尘的物质组成和含量可以作为城市环境重金属污染的指示。城区地表由多种土地利用方式共同组成，其中包含局部和可扩散的污染源，如交通、工业和家庭活动等，不同类型的活动释放的重金属种类和含量不同，因而沉降在地表导致了地表灰尘中重金属水平的空间差异。大气：降尘重金属环境科学,2013,34(9):3648-3653来源分析：工业区地表灰尘重金属很大程度上来源于与之有关的工业生产。如钢铁生产、汽车制造、冶炼和机械加工、电镀。交通区地表灰尘主要受交通活动的影响．包括机车刹车块、轮胎及其它零件的磨损、尾气的排放以及道路扬尘的反复扬起和沉积。商业区地表灰尘来源相对多样和复杂，既来源于土壤、空气沉降，又部分受交通活动的影响，还与建筑物外墙的风化、城市设施表面油漆碎片的脱落、商品的磨蚀以及人群的聚集所产生的灰尘的携带和运移有关。环境科学,2013,34(9):3648-3653大气：降尘重金属居民文教区与商业区地表灰尘重金属来源部分相似，但具备的独特来源室内灰尘的输入。污染现状：对全国范围内降尘重金属进行生态风险评价。结果表明，降尘中As、Hg、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn浓度的对数均服从正态分布，降尘重金属元素的污染水平排序为Cd＞Pb＞Zn＞Cu＞Hg＞As＞Cr＞Ni。来源分析：造成降尘重金属污染的主要因素为燃煤和工业污染物的排放。大气降尘是指依靠自身重力作用沉降到地面上的颗粒物，是大气污染的重要污染物之一。大气：降尘重金属干旱区资源与环境,2015,29(12):164-169分布特征：重金属含量较高的地区均为工业城市，东南沿海地区、西南地区降尘重金属污染较为严重。沉降重金属空间分布图大气：降尘重金属干旱区资源与环境,2015,29(12):164-169水体：水体重金属地表水受到重金属的复合污染,受水环境条件影响,重金属主要赋存在悬浮物和沉积物中，一般悬浮颗粒物中重金属的含量比沉积物中高几倍，是水体溶解态重金属的几百倍。水体中重金属含量与pH值有关,碱性条件易沉淀于底泥,酸性条件易释放海水中重金属分布受径流、大气干湿沉降、pH、盐度和自身性质等复合因子控制，在局部海区某个因子起主要作用，Pb主要受大气沉降影响,Cd受盐度和pH影响，Hg受海水中有机碳影响较多，As与沉积物再悬浮有关。广东微量元素科学,2010,17(1):17-18目前，在我国有大的废水不经处理便排放到水体中，使得水中的悬浮物、有机物和重金属超标。调查数据显示：我国江河湖库底质的污染率高达80.1%。黄河、淮河、松花江、辽河等十大流域重金属超标断面的污染程度均为超V类。太湖底泥中总铜、总铅、总镉含量均处于轻度污染水平。我国的七大水系中，长江水系镉污染情况仅次于COD、BOD以及汞污染；黄河水系总镉含量超标的断面达到16.7%。轻工科技,2013,4,98-99水体：水系沉积物重金属地球与环境,2012,40(3):305-313污染现状：中国主要水系表层沉积物中重金属的复合污染状况评价结果是：Cd＞Hg＞Pb＞As＞Zn＞Cr＞Cu分布特征：地区对比而言，综合污染状况以海河和珠江较为显著，长江污染最轻来源分析：海河流域和珠江流域污染来源主要为工业污染，长江和黄河主要是流域岩石风化和土壤侵蚀。水系沉积物是水体重金属的重要归宿和主要储存场所，大量研究表明，进入水体的重金属污染物绝大部分易于由水相转入固相，随着悬浮物的沉降进入沉积物。但在环境条件如ph等发生变化时，沉积物又可向水中释放重金属，造成二次污染。水体：城市污泥重金属分布特征：城市污泥重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr和Ni在南方地区较北方地区含量高，这可能与这些地区工业密集程度高、有色金属矿区分布集中及人类活动开发程度高等有关；而As和Hg含量则在北方地区含量较高，这可能与北方地区燃煤取暖有关。中国城市污泥重金属含量特征：城市污泥重金属的变化范围较大，数据离散程度较大，变异系数较大，数据分布类型均为偏态分布从超标倍数看，w(Cd)、w(Hg)、w(Ni)超标最严重，因此，在污泥处置时需要优先关注。污水处理过程中有70%～90%的重金属通过吸附或沉淀转移到污泥中。污染现状：2006—2013年我国城市污泥重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As、Cr和Ni的含量大小依次为Zn＞Cu＞Cr＞Pb＞Ni＞As＞Cd＞Hg。从变化趋势及超标倍数来看来看，我国城市污泥处理处置中仍应该优先关注Cd、Hg和Ni的污染。环境科学学报,2014,34(10):2455-2461环境科学研究,2013,26(3):313-319土壤重金属2005年4月至2013年12月，环境保护部会同国土资源部开展了首次全国土壤污染状况调查，公布《全国土壤污染状况调查公报》。调查结果显示，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。污染现状：全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。从土地利用类型看，耕地、林地、草地土壤点位超标率分别为19.4%、10.0%、10.4%。从污染类型看，以无机型为主，有机型次之，复合型污染比重较小，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8%。从污染物超标情况看，镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%；六六六、滴滴涕、多环芳烃3类有机污染物点位超标率分别为0.5%、1.9%、1.4%。从污染分布情况看，南方土壤污染重于北方；长江三角洲、珠江三角洲、东北老工业基地等部分区域土壤污染问题较为突出，西南、中南地区土壤重金属超标范围较大；镉、汞、砷、铅4种无机污染物含量分布呈现从西北到东南、从东北到西南方向逐渐升高的态势。://《全国土壤污染状况调查公报》土壤重金属土壤：耕地土壤重金属土壤重金属污染除了与工业生产、农业活动等人为活动有关外，还与母质风化过程有关。因此，耕地土壤重金属污染来源可分成外源污染和内源污染两大类。其中大气沉降是土壤重金属的主要外源输入因子。此外污水灌溉和化肥施用是耕地土壤重金属污染的其他外源污染来源。环境科学与技术,2014,37(120):223-230土壤重金属污染来源有金属矿山开采冶炼、化学工业生产、重金属农药、污水灌溉和化肥施用以及高地质背景值等，其中有色金属矿业采选和冶炼所排放的含重金属废气沉降、废水灌溉，以及废渣等固体废料溶蚀扩散进入土壤等是重金属污染的主要途径。从整体而言，以镉-铜、砷-镉-铅等为主的多种重金属元素复合污染，代表了我国主要的土壤重金属污染类型。中科院院刊：土壤重金属污染治理,2014,29(3):315-320来源分析：土壤重金属的来源主要有两方面，一是来源于成土母质，不同的母质、成土过程所形成的土壤，其重金属含量差异明显。二是来源于人类活动：工矿区与工厂场地的固体废弃物、工业(三废)排放及大气和酸雨沉降、长期污灌、交通污染，汽车轮胎磨损及排放的尾气、有机肥!化肥和农药的大量施用。土壤与作物,2012,1(4):212-218土壤各重金属含量与背景值之间的差值通过与背景值的比较，Cd的富集最为严重，其次是Pb，超标现象在全国普遍存在。总体上看，中国西南部地区土壤重金属富集值较高，其次是两广和辽宁地区。土壤所含的重金属可以通过多种途径进入水体，还可以以扬尘为载体在全球范围内传播。土壤：耕地土壤重金属环境科学,2014,35(2):692-703重金属土壤水食物人体自然沉降和雨水沉降大气颗粒物沉积物自然界的重金属主要分布在大气、水体和土壤中。重金属通过胶体吸附与解析、絮凝聚陈、沉淀溶解、氧化还原等多种途径，在大气、水体和土壤中循环转换。部分循环转化途径