第二十节　铅污染

第二十节　铅污染

在自然界中，铅多以硫化物（方铅矿）存在，仅少量为金属状态，并常和锌、铜等元素共存。地壳平均丰度为1．4×10^－5。玄武岩含铅3．0×10^－6，花岗岩含铅2．4×10^－5，沉积岩平均含铅1．9×10^－5。煤中含铅（2．0～370）×10^－6，平均值为1．0×10^－5。世界铅的年迁移量为：岩石风化5．6万吨，由河流输往海洋为11万吨；人工开采量为334万吨，大于天然循环量。全世界现在每年铅消费量的40%用于制造蓄电池；20%以烷基铅的形式加入汽油中作防爆剂；12%用作建筑材料；6%用作电缆外套；5%用于制造弹药；17%作其他用途。铅是大气的重金属污染物中毒性较大的一种。

一、对大气的污染

1970年联合国调查的结果：每年排入大气中的铅为18050吨，其中约有18%来自残油的燃烧；13%来自城市的灰尘；13%来自生铁铸造；11%来自汽油添加剂；9%来自铜冶炼厂；8%来自钢铁生产，燃烧煤、生产蓄电池与硅酸盐水泥的工厂也是重要的铅污染源。

在格陵兰地区冰山上逐年积冰的地方钻取冰柱，在冰柱不同层次测定每吨冰的铅含量，发现1750年以前为20微克，1860年为50微克，1950年上升到120微克，1965年剧增到210微克。这说明现代工业的发展，已使大气的铅污染遍及全球，而且日益严重。

当前许多地区，特别是工业发达的大城市，大气含铅量较高。欧洲的大气含铅量为0．055～0．34微克/立方米，中值0．12微克/立方米；北美为0．045～13微克/立方米，中值2．7微克/立方米；日本大气含铅的平均值为0．2微克/立方米；加拿大西北部边远地区为0．009～0．014微克/立方米。

从全球的角度看，汽车是最严重的铅污染源，汽车废气中的烷基铅主要来自汽油添加剂，它的毒性大（例如四乙基铅比无机铅的毒性大100倍），所以世界各国都非常重视汽车废气排放的铅污染问题。在公路边进行的监测显示，有50%的铅降落在公路两侧数百米的范围内，余下的50%则以极细的颗粒形态向远处扩散。戴恩斯于1970年提出了一个模式，阐明车辆流通量、公路长度、风力、汽车运行状态、速度等因素和空气中铅含量的关系。研究显示，每加仑（3．79升）汽油加四乙基铅2～4克，汽车行驶时有25%～75%的四乙基铅排入空气。有一个值得注意的事例：美国辛辛那提1964年市内大气铅含量平均值只有1946年的1/3，而在此期间汽车的数量增加了200%。该市区大气含铅量降低的主要原因，是人口从城市向郊区疏散，煤的使用量减少，车辆多在新建的机动车公路上行驶，大气总颗粒物含量降低，从而导致大气含铅量的分布发生变化。

铅污染的控制是工业发达国家面临的严重问题。采矿、冶炼等工业生产所引起的污染，可经过改进工艺而得以减轻。为控制汽车废气造成的铅污染，不少国家采取禁止或限制添加四乙基铅的办法。

二、对水体的污染

铅化合物在天然水中不易溶解。水的pH值在5．0～8．5之间，碳酸铅（PbCO₃）是稳定的化合物，pH值大于8．5，则碱式碳酸铅［Pb（CO₃）₂·（OH）₂］是稳定的，在很强的还原条件下四价铅才是不稳定的，因此天然水中溶解的铅很少。淡水中含铅0．06～120微克/升，中值为3微克/升。海水含铅的中值为0．03微克/升。海水中溶解铅的形态是PbCO₃离子对与极细的胶体颗粒。在美国的洛杉矶海岸，海水含铅5微克/升，离岸65千米才降至0．1微克/升，这是城市的铅污染海水的例子。

三、对土壤的污染

土壤平均含铅3．5×10^－5。城市与矿山、冶炼厂附近的土壤含铅量因大气降尘而剧增。在英国埃文茅斯的大型锌冶炼厂附近，土壤含铅量达1．5×10^－3以上，扩散到40千米以外才降至1．0×10^－4以下。在一个铅矿区，土壤含铅量从2．5×10^－4到6．68×10^－3。在含铅6．68×10^－3的土壤上种植的马铃薯，皮中只含铅4．0×10^－6，肉内仅含2．0×10^－7。那里生长的其他18种水果与蔬菜中含铅量也很少超过1．0×10^－6。例外的是有一种树的树干的灰分中含铅可达1%。

四、铅的标准含量

中国规定的铅最高容许浓度，居住区大气为日平均0．7微克/立方米，车间空气为10微克/立方米，饮用水不得超过0．1毫克/升。美国规定饮用水铅的容许浓度为0．05毫克/升，连续灌溉用水的含铅容许浓度为5毫克/升。前苏联规定居民区大气最高容许浓度日平均值为0．7微克/立方米。