淺談重金屬污染物鉛在環境中的遷移轉化

徐涓涓

（四川農業大學環境學院，四川 成都 611130）

一、鉛的污染現狀

在自然界中，鉛主要以硫化物的形式存在。鉛的主要來源是采礦、電池生產、汽車尾氣排放、冶金、油漆和涂料、煤炭燃燒等。其中汽車尾氣是城市最嚴重的污染源。

（一）水體中鉛的污染

大氣沉降能使空氣中的大部分鉛污染物進入水體或土壤，同時土壤中的鉛也可以在和地下水的相互作用中進入水體，或者通過種植在土壤中的植物吸收富集鉛元素而進入水循環系統。此外，一些鉛污染通過人類的生產和生活活動直接進入水體，污染地下水，如廢鉛酸蓄電池、電鍍廢水等。

（二）土壤中鉛的污染

在城市中，土壤鉛污染是一種非常普遍的現象，主要集中在工業、采礦和商業區域。而在風景區和農業生產區這種人類活動較少，汽車尾氣排放較輕的環境中，土壤鉛污染也相對較輕。同時，道路兩側土壤中鉛污染具有一定的規律性[1]，主要表現為道路兩側鉛污染呈帶狀分布，污染范圍主要集中在距公路200米范圍內，在30cm范圍內，土壤表層鉛含量較高，下層鉛含量較低，而長距離公路從公路附近到橫向區域內呈高斯下降。

（三）大氣中鉛的污染

在20世紀九十年代時大氣中的鉛污染還是主要源自汽車尾氣，燃煤、陶瓷和冶金工業中的廢氣排放。到21世紀的時候汽車尾氣所排放的鉛污染物占比已經大幅減少，但是仍作為主要污染源之一，其他難以解決的主要源頭仍包括燃煤、陶瓷與冶金工業。

二、鉛污染物在環境中的遷移轉化

（一）鉛在水中的遷移轉化

鉛污染物在天然水體中的含量較低，是因為天然水中含有一些陰離子，如硫酸根，碳酸根、氫氧根等，較容易與鉛離子化合生成難溶化合物，因此污水中的鉛污染物濃度不會超過20mg/L。而且由于懸浮固體和沉積物對鉛的吸附作用，水中的鉛含量將迅速下降到每升幾微克或更低，這也是水中鉛的主要凈化過程。同時，水環境中鉛的遷移方式主要是由于附著在懸浮物上，隨水流搬運遷移。

與其他的重金屬元素一樣，鉛不能在水中降解，只能以不同形態分散、富集和轉化。因此根據運動形式的不同，鉛的遷移轉化可以分為機械遷移轉化、物理化學遷移轉化和生物遷移轉化。

1.機械遷移轉化。鉛在水中的機械遷移主要是由于污染物包裹在礦物或有機膠體中，或附著在懸浮固體中，并以溶解態或顆粒泰的形式隨水流動而遷移。

2.物理化學遷移轉化。在水體中，鉛的物理化學遷移轉化可以通過沉淀作用、吸附作用和氧化還原作用進行。水中鉛與其它物質反應形成絡合物，沉淀在沉積物中，從而抑制了鉛在水中的擴散范圍和擴散速度。此外，帶正電的鉛離子能被水中帶負電的膠體吸附住發生聚沉，使大量的鉛污染物沉積在底泥中，實現了鉛從水體轉化到上部沉積物中的過程。但是一定條件下，上層底泥中的鉛會通過一系列的物理、化學或生物過程再次釋放到水中，造成二次污染，因此水中存在潛在的污染源[2]。

3.生物遷移轉化。鉛可以通過生物代謝進行遷移，其中最重要的一種方式便是食物鏈。鉛可以沿著食物鏈或食物網從一個營養級遷移到另一個營養級，在遷移過程中，鉛污染物的影響將逐級放大[3]。也就是說，從低營養水平到高營養水平，鉛濃度呈倒金字塔分布。能量傳遞的營養水平越高，鉛污染物的影響被放大的比例就越高。按照這種過程，鉛會沿食物鏈逐級的積累，所以當營養級到達人的時候，鉛濃度已經非常高了，會對人體造成極大的危害。

（二）鉛在土壤中的遷移轉化

鉛在土壤中有較強的吸附能力，較容易滯留在表層土壤中，殘存時間較長，屬于難遷移累積型重金屬。

1.鉛的植物吸收遷移轉化途徑。植物能吸收土壤溶液中的可溶性鉛[4]，其中大部分可積聚在植物根系中，少數可轉移到莖、葉或種子中，植物葉片的氣孔也能吸收大氣中的鉛。

2.鉛的有機質富集遷移轉化途徑。土壤有機質和礦物膠體可以吸附鉛離子[5]，然而有機物中含有大量的官能團，其吸附能力遠遠高于礦物膠體。更重要的是，有機質分解出的小分子有機酸、腐殖質、腐殖酸等能與重金屬結合形成絡合物，從而降低鉛在土壤中的毒性。其中有機酸中的羧基、羥基和氨基可以與重金屬結合形成有機金屬絡合物，從而溶解重金屬[6]。腐殖質還可以與重金屬結合成有機結合態重金屬。

（三）鉛在大氣中的遷移轉化

大氣中的鉛污染物能通過大氣沉降作用進入水體或土壤環境中。空氣中的懸浮污染物也能夠通過呼吸道進入動物包括人的體內，逐漸積累造成鉛中毒。

三、結語

目前，鉛污染物對環境的影響越來越嚴重，因此控制和減輕鉛對環境的污染和危害已迫在眉睫。利用不同元素的相互作用從吸收水平上減少植物鉛的攝入，可以減少鉛在食物鏈中的傳遞，減少其對動植物的危害，避免鉛對人體的嚴重危害。鉛污染需要更多的學者進行深入研究，其治理也是我們當今社會亟待解決的重要問題。