第十三节　砷污染

第十三节　砷污染

砷及其化合物是常见的环境污染物。砷地壳中的丰度约为1．8×10^－6，岩石与土壤中砷的含量从小于1．0×10^－6至10^－4。地面水的含砷量差异极大。砷的主要矿物有砷硫铁矿、雄黄、雌黄与砷石等，但多伴生于铜、铅、锌等的硫化物矿中。各类煤中砷含量为（3．0～45）×10^－6，在原油中小于1．0×10^－6。因此金属冶炼与燃料燃烧会把砷排入环境。砷主要用于农药，少量用于有色玻璃、半导体与金属合金的制造。砷不是人体的必需元素，但是由于所处环境中含有砷而成为人与动植物的组成元素。全球每年从岩石风化的砷为6000～9000吨，从河流输往海洋的砷为19000吨；砷开采量为47000吨，因燃烧进入大气的为1500吨；人为活动加入循环的量大于天然的量。

一、对大气的污染

大气中砷含量为1．5～53微克/立方米。砷的污染除岩石风化、火山爆发等自然原因外，主要来自工业部门。1974年S．米勒姆与T．斯特朗测定距某炼铜厂不同距离的飘尘中砷含量在3．2～3．8千米处为7．0×10^－5，不足0．6千米处为1．3×10^－3。当地人的头发与尿中均检出高浓度的砷。含砷农药生产与砷的提炼活动也会造成局部地区大气的砷污染。

二、对水体的污染

地面水中含砷量因水源与地理条件不同而有很大差异。据H．J．M．鲍恩估算，淡水为0．2～230微克/升，平均为0．5微克/升；海水为3．7微克/升。海洋中溶解的砷的形态主要是砷酸氢根与以甲基胂为主的有机砷化物。在海洋与土壤中，细菌可使砷甲基化成为甲基胂或二甲基胂。采矿与冶炼的废渣，冶金、化工、农药、染料与制革等部门的工业废水，地热发电厂的废水，均含有砷。美国W．H．杜鲁姆等于1971年取河川、湖泊水样727件，其中79%含砷量不足10微克/升，21%大于10微克/升，总样品中有2%大于50微克/升，最高的达1100微克/升。J．E．萨巴德尔与R．C．阿克斯特曼在1975年报道了新西兰的地热发电厂废水中含有较多的砷，废水排入河流，河水砷浓度高达2．5×10^－7。被砷污染的水无色、无味、透明度不变，可降低生化需氧量。污水中砷浓度如大于1毫克/升，会影响污水净化工程的净化效率。砷化合物在水中相当稳定，但如水温升高，沉积于河底的砷化合物会产生重新溶解的现象。砷对水生生物毒性很大。

三、对土壤的污染

天然存在含高浓度砷的土壤很少，一般每千克土壤中含砷约为6毫克。被污染土壤中的砷来自含砷农药的施用，矿山、工厂含砷废水的排放以及燃煤、冶炼排出的含砷飘尘的降落。J．S．琼斯等人分析美国果园土壤，喷洒砷酸铅的砷含量为（1．8～14．4）×10^－5，未喷洒的为（3．0～14）×10^－6。牛因吃了喷洒此种农药的庄稼而死亡的事故多次发生。砷能够在土壤中积累并由此进入农作物的组织之中，砷对农作物产生毒害作用的最低浓度为3毫克/升。

四、中毒事件

砷中毒事件早就有了。1900年英国曼彻斯特因啤酒中添加含砷的糖，造成6000人中毒与71人死亡。1955—1956年日本发生的森永奶粉中毒事件，是因含三氧化二砷达（2．5～2．8）×10^－5引起的，有12100多人中毒与约130人死亡。

五、砷的标准含量

美国规定居民区大气中砷最高容许浓度为3微克/立方米；车间空气中砷化氢最高容许浓度为0．3毫克/立方米；饮水中砷最高容许浓度为0．05毫克/升，并建议达到0．01毫克/升。在欧洲，规定饮水中砷最高容许浓度为0．2毫克/升；前苏联规定为0．05毫克/升（世界卫生组织也采用此标准）。中国规定饮用水中砷最高容许浓度为0．04毫克/升；地表水包括渔业用水为0．04毫克/升；居住区大气中砷日平均浓度为3微克/立方米。