第四章土壤砷与环境

2、工业废水排放
工业废水排放是水体砷污染的主要来源。 据国家环保局统计，1981-1985年期间，全国 工业废水中砷的总排放量为6295.18t，废水平 均含砷量为0.067-0.155mg／L。随着工业的发 展，砷的排放量有所增加。通过工业废水灌溉， 大量砷进人土壤，使农业土壤砷含量升高。
3、含砷肥料及来自百度文库药
据统计，目前世界上有19个国家发生较大区域的砷污染。 砷除了污染地下水，也污染粮食和蔬菜。在孟加拉国、 越南用污水灌溉的水稻籽粒中砷含量高达1.7mg/kg。我 国也存在砷的工业型污染、燃煤型污染和饮水型污染； 内蒙古，新疆，台湾，陕西等都有相当面积的砷污染区。
由砷毒引起的表
皮角化病发展成皮肤 溃烂，最终可导致皮 肤癌的发生
体检时发现的 砷中毒引起的肝肿 大（A）和肝脏活体 解剖样本中发现的 肝组织损伤（B）。 小箭头所指为肝细 胞变形损伤；大箭 头所指为渗透到门 静脉周围的炎症细 胞[B 为hemoxylin and eosin；放大倍 数×75v
自然及人为因素释放到环境中的砷
不同国家土壤砷含量
砷的形态
一般将砷分为无机态和有机态两类； 无机砷包括砷化氢、砷酸盐或亚砷酸盐等； 有机砷主要存在于生物体内； 无机砷在生物体内经甲基化作用转化为有机砷，
土壤对As的吸附性能力与土壤的性质和铁、铝氧化物 的含量有关。
砷被土壤吸附主要是以阴离子形式与土壤中带正电荷 的质点相互作用。砷与Fe、A1、Ca结合的强度为：Fe 型砷＞A1型砷＞Ca型砷。其中铁、铝氢氧化物吸附砷 起突出作用，土壤含无定型铁、铝氧化物越多，吸附 能力越强，增强专一性吸附或共沉淀。试验证明，氢 氧化铁对砷的吸附力为氢氧化铝两倍以上。
土壤中砷酸和亚砷酸的相互转化还与微生物的 活动有关。
研究砷的溶解度和Eh、pH的关系表明，当Eh降
低、pH上升时，可溶性砷明显增加，因此在淹 水条件下可溶性砷含量增加很多倍，而在冷冻 干燥和暴露于空气时则迅速减少，故改善排水 条件可减少水稻对砷的吸收。
3、有机结合态
在大多数土壤中，砷主要以无机态存在，但在某 些森林土壤中，无机砷仅占总砷的30％-40％，说明有 相当多的砷是有机结合态的，许多土壤中可能存在甲 基砷。
水田加氧化铁能显著减少溶液中的砷，其原因一 方面是由于砷和氧化铁结合为难溶态，另一方面则由 于使亚砷酸氧化为砷酸而被土壤吸附。
土壤中砷酸和亚砷酸的相互转化，主要决定于
土壤氧化还原状态，在水稻栽培试验中， Eh
在50mV以下时，砷的毒害表现显著。因此认为 一般水田土壤在100mV左右就有亚砷酸的可能 性。
态砷受pH与Eh条件变化影响，当土壤Eh降低，pH升高，砷的可溶
性显著增大。
离子结合态砷是被土壤吸附并与铁、铝、钙等离子结合成复杂 的难溶性砷化物，这部分砷为非水溶性，其中以固定态砷为主， 而交换态砷较少。有人试验，用磷酸盐、柠檬酸盐及其各种浸提 剂，浸提吸附于土壤中的砷，发现被吸附的砷约有1/3处于交换态， 其余的则为固定态，即为铁铝氧化物或钙化物的复合物
一些磷肥中含砷量为20.50mg／kg，高的 可达100 mg／kg以上，主要是磷矿石含砷量高 低所致。长期施用含砷量高的磷肥，会使土壤 中的砷不断积累。
1、大气沉降
由于煤的含砷量一般较高，燃煤可向大气中排放大 量的砷。如烟雾闻名的伦敦，其大气中的砷密度为0.040.14ug/m3，我国贵州省高砷煤地区由于煤的燃烧及煤灰 污染，大气、土壤及水体中砷含量明显高于其它地区。
含砷矿石的开采和冶炼，首先将大量砷引人环境， 如雄黄(AsS，含砷70％)，雌黄(As2S3，含砷61％)，毒 砂(FeAs2)等是制砷化物的主要工业原料。矿石燃烧或冶 炼中，当温度达到100摄氏度，砷开始蒸发，450摄氏度 蒸发加速，含砷蒸气在空气中氧化成As203，可凝结成固 体颗粒，在空气中散布。同时，由于砷常与有色金属矿 共生，如钴、镍、铅、锑、锡、银、铁等的矿物冶炼， 均有砷化物排放而进人大气，大气中的砷相当部分将最 终通过大气沉降进人土壤之中。
主要包括甲基砷酸(MMA)、二甲基砷酸(DMA) 土壤中砷按其存在形态可分为离子吸附或结合 态、砷酸盐或亚砷酸盐态、有机结合态和气态。
1、离子吸附或结合态
离子吸附态砷是被土壤胶体吸附的部分，也是易被水溶解的部 分，但一般土壤中水容性砷极少。研究表明，美国土壤中水溶性 砷只占全砷的5％-10％。日本土壤中水溶性砷也很少，平均为5％。 对我国主要的森林土壤、草原土壤及其过渡类型共13个土类的研 究，吸附态砷的含量为0-2.5mg/kg，占总砷的0-21.8％。在这些 吸附态砷中，除水溶性砷外，还包括了部分交换态砷。土壤吸附
4、气态砷
土壤中的砷还可能成为气态而迁移，有人作盆栽 试验，根据施砷量和水稻吸砷量以及土壤残留量的差 额分析，估计部分砷是由于淹水而还原成H3As等形态 气化散失。在加施有机质和淹水条件下，土壤中标记 的二甲基胂酸盐钠的砷发生气化而损失，土壤中砷的 气化与微生物活动有关
农业土壤系统砷的输入
农业系统砷的输人主要有四个来源： 大气沉降，废水灌溉，磷肥的施用，使 用含砷化合物和其它有机物
2、砷酸盐或亚砷酸盐
一般土壤中砷常以+5价或+3价形成砷酸盐或亚砷 酸盐而存在；
在旱地土壤或干土中以砷酸为主，而淹水状态下，
随着Eh的降低，亚砷酸盐增加。砷酸在水中的溶解速
度和溶解度均比亚砷酸大，更易被土壤吸附。当砷酸 与亚砷酸共存时，亚砷酸多存在于土壤溶液中，而土 壤中的砷由于在氧化状态下多变为砷酸，被土壤固定， 使其在土壤固相中增加。
主要内容
前言 环境中砷的来源及各国土壤砷含量 砷的形态 农业土壤系统砷的输入及输出 砷在土壤-植物中迁移的影响因子 砷与健康 减轻砷毒害的措施
前言
砷污染和砷毒害是一个世界性的污染问题。在孟加拉国、 印度的西孟加拉邦、阿根廷和越南，由于地下水污染导 致3900万以上的人受到不同程度的砷毒害，700万人受到 严重伤害；在智利，砷污染地区的人群膀胱癌和肺癌的 发病率是其它地区的2倍。