土壤中锑及其存在形态的研究进展

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1、土壤中锑及其存在形态的研究进展摘要随着锑和它的化合物被广泛的用于各种产品的生产，环境中锑的污染在不断加重。锑已被证明对生物体及人类具有毒性和致癌性。但是目前国内对锑污染的研究还较少。本文主要综述了国内外的一些研究成果，就土壤中锑的存在形态及其生物有效性做了总结。土壤中锑主要以五价化合物存在，且移动性较低，生物可利用性较低。生物体内的锑含量与土壤中的可移动性锑含量有关。关键词土壤锑形态生物有效性锑是土壤中广泛分布的一种有毒重金属，在周期表中与砷同族，所以在化学和毒物学性质上存在许多相同之处(Lintschingeretal.，1998a；Gebel，1997)。世界锑储量大约4.5—6百万

2、吨，中国大约占3.0—3.5百万吨(何孟常，2004)。中国、玻利维亚、俄罗斯、南非和塔吉克斯坦是主要的锑生产国，2005年和2006年世界锑矿产量分别为1.37和1.31百万吨，而中国就分别占1.2和1.1吨(U.S.GeologicalSurvey，2007)。世界主要国家的锑用量均较大，美国是最大的消费国，其次是中国。美国在2006年消费的锑中，70%的金属锑和46%的氧化态锑是从中国进口的(U.S.GeologicalSurvey，2007)。锑被广泛的用于刹车垫、防寄生虫药、子弹、阻燃剂以及作为轮胎硫化过程的添加剂等的生产。许多研究已经证明锑对人体及生物具有毒性及致癌性，其毒性

3、与存在形态有关(Lintschingeretal.,1998a;Gebel,1997)。锑被很多国家都列为优先污染物。中国的锑矿储量和锑的生产量为世界之最，而对环境中锑污染的报道却很少。锑在土壤中的存在形态决定了锑的毒性效应、迁移转化能力和生物有效性，从而关系到向人体的转移。本文综述了国内外有关锑的研究文献，对锑在土壤中的含量、存在形态及转化和生物有效性进行了总结，为我国土壤锑污染的研究和防治提供参考。一土壤中的锑1土壤锑的背景值地壳中锑的平均丰度值是0.2mg/kg(季海冰等，2003)，世界土壤中锑的含量范围是0.2—10mg/kg，土壤锑的背景浓度范围为0.05—84.0mg/kg

4、，通常<1mg/kg，我国土壤锑的背景浓度为0.38—2.98mg/kg(何孟常等，2004)。2土壤锑的来源2.1土壤母质锑在各区域的土壤中含量分布不均，与其成土母质有关。(齐文启等，1991)研究显示，沉积物是富含锑的母质，所以由沉积物发育的高山土类具有较高的锑，很大程度上是继承了母质的特征。火成岩平均含锑0.2mk/kg，也远低于沉积物平均含锑量(1.2mk/kg)，所以发育出的土壤含锑量也偏低。2.2含锑的城市垃圾废弃物锑的用途广泛，可用来做金属或合金的硬化剂、制造军火、PET生产中的缩聚催化剂、各式塑料和防火材料、以及生产蓄电池极板、化工管道等，这些产品一旦成为垃圾，其中所含锑

5、也将随之进入环境，通过分解，渗滤和沉积等进入土壤，对土壤造成污染。Watanabe等人对日本城市中废物中的锑进行了研究，城市废物中锑含量为40-50g/t，远高于环境背景值(Watanabe，1999)。制作子弹时，锑作为硬化剂被加入合金中，在打靶厂废弃的子弹被腐蚀分解释放锑进入土壤或者锑经淋滤进入土壤。子弹的大约含锑2%—5%(w/w)(Johnsonetal.，2005)。Johnsonetal(2005)研究了新西兰各种靶场锑和其它重金属的溶解性，发现存在锑的释放，而且相比其它金属锑的释放更高。2.3农药污染源砷酸铅常被用来制作果园杀虫剂的原料，而锑则在矿物精提过程中与砷共生，进入

6、砷酸铅产品中。SandraEet(2002)研究了华盛顿几个果园土壤中的锑，总锑浓度为0.4—1.5mk/kg，砷的浓度为1—170mg/kg，两者间存在显著的相关性。在其中四个土样中测的总锑和总砷浓度基本上都高于环境本底，而这些土样中的锑砷浓度比与砷酸铅杀虫剂产品中的也存在一致性。该研究表明了锑杂质确实存在于砷酸铅杀虫剂中，且对土壤锑的富集作了贡献。2.4矿区锑冶炼在锑矿区主要的锑污染源来自尾矿砂、冶炼炉渣、炼锑砷碱渣等的锑浸出污染，含锑废水灌溉土壤和大气锑尘的污染等。N. Ainsworth(2004)等调查了英国的一个锑冶炼厂附近的草场的土壤，土壤中还有较高的锑，但大部分都以稳定态

7、存在。(何孟常等，2002)研究湖南锡矿山的锑矿区土壤和尾矿砂等样，发现矿区堆积的尾矿砂中锑含量达到1291mg/kg。(图1)矿区周围土壤都不同程度的收到了锑污染，锑含量范围在100.6~5045mg/kg。8图1湖南省锑矿区周围土壤中锑含量(何孟常等，2002)表1采样地点及污染特征描述(何孟常等，2002)湖南锡矿山具有世界上最大的锑矿，中国锑产量最多为湖南，其对土壤及周边环境的污染是相当严重的。2.5大气沉降工业上煤和石油的