土壤污染问题的主要原因分析

造成珠二角地区土壤污染严重现状的原因有很多，归纳起来有地质环境因素也有人为影响。地质环境背景是引起土壤污染的内因，也是造成土壤污染恢复困难的决定性条件，而人类活动是引起土壤污染最具决定性的外部因素。

(一)地质环境背景对水土污染的作用

1. 不同母岩背景值对土壤重金属污染的影响

由于不同母岩风化而形成的土壤本身就具有不同的元素组成，其中部分地区土壤由于母岩中重金属元素含量较高而形成天然的污染区。不同母岩的重金属元素含量见表3-19。

表3-19 调查区不同母质土壤重金属元素环境背景值(×10-6)

1)松散层区

松散层区与基岩区土壤比较显示，53个分析元素之中，46种元素或氧化物的均值高于基岩区均值，高2倍以上的有Mn、Cd、Co、Mg O、Ni、Ca O、Cu、Na2O，它们包括在表生用条件下易淋失或易淋积的元素，与区内岩石的继承性不甚显著，而受到外物质(上游、海洋)或区内厂矿的影响较大。Hg、Se、U、Zr等5个元素的均值低于基岩区均值(为0.54～0.8倍)，I、Ag、W、Nb和Au的均值变化不大( ±5%以内)，这些元素是花岗岩区显著富集的元素，其强烈贫化也显示区内松散层区沉积物质主要来于区外的特征。

2)砂页岩区

与全区的基岩区浅层土壤比较，砂页岩区有44种元素富集，8种元素贫乏，1种(I)无变化。富集1.2倍以上的依次是Cd、Sb、Mg O、Au。较贫乏的仅有Bi，略贫乏的有Mo、Pb、Ag、Hg、Cl、Zr。

3)变质岩区

变质岩区指Pt Z分布区，前人曾称混合岩化地区。该区有n种元素富集，40种元素贫乏。显著富集的元素依次有Bi、Mc、U、Pb;显著贫乏的有Sb、Sr、Na2O、Mg O、Co、K2O、Li、Cs、Ba、F、B、C、Ni、Cd、Tl、Sn、S、Ti等。

4)片麻状杂岩区

片麻状杂岩区系指Ptng区，前人曾称混合花岗岩区。该区有23种元素不同程度地富集，30种元素贫乏。显著富集Cd、Co、Rb、Pb、I、TI、Ba、Bi;显著贫乏Sb、Hg、Ni、Ag、Au、Cu、S、As、Se、Cr、N、C。

5)花岗岩类区

花岗岩类区显著富集的是Th、I、Rb、U、Sn、Cs、Nb、K2O、Al2O3、Pb、Bi、Ce、Y、Ga、Tl、Mo、Br、W;而显著贫乏As、B、Sb、Hg、Cr、Cu、Au、Ni、Mg O、Ba、Ag、Sr、Ti、Se、Co、V、P、Ca O。

2. 三角洲的形成演化

珠江二角洲是在海侵、海退交替进行的过程中发育起来的，整体上具有相同的发展模式，经过了基本一致的演变过程。但是在二角洲内部，在区域上仍然有显著的差异，表现在沉积物质来源上，可分为西江、北江二角洲沉积区，东江二角洲沉积区和潭江二角洲沉积区。在地球化学上体现出不同的二角洲沉积区具有不同的元素组合特征。

珠江流域的北江、西江冲积平原区Cd含量相对较高，而在东江冲积平原区，Cd含量相对较低。广东省1∶ 20万水系沉积物测量结果表明，在西江、北江流域分布着大片的Cd高含量区，这些高含量区大部分与地质背景有关，少部分与矿山污染有关(如广东凡口铅锌矿等);东江流域为花岗岩和火山岩分布区，基本上没有Cd的高含量分布。表明珠江二角洲平原Cd的高含量与二角洲沉积物质来源有明显关系。

Cd的高含量区主要分布于西江、北江二角洲沉积区，东江二角洲沉积区和潭江二角洲沉积区基本上是Cd的背景区。Cd污染区区域分布特征明显，控制性显著，从海陆交互相—陆海交互相—海相—陆相沉积物Cd含量逐渐降低，西江、北江二角洲沉积区的海陆交互相、陆海交互相、海相沉积物Cd含量达到土壤二级质量，从地表至深部Cd含量变化与沉积物质有显著的关系，而且都是中度污染。Cd的高含量区主要分布于水系密集区，与当地工农业生产关系不密切。因此，调查区Cd污染是珠江二角洲形成过程中，富含Cd的西江和北江沉积物质在二角洲沉积而成，污染深度与高含量地质体的沉积厚度一致，属于典型的沉积作用形成的污染。

Cd是自然界中很稀少的元素之一，很少形成独立矿物，目前已知的独立矿物有硫镉矿(Cd S)、菱镉矿(Cd CO3)、方镉矿(Cd O)、硒镉矿(Cd Se)等，多出现在矿床的氧化带。元素地球化学研究结果表明，Cd是亲硫元素也是亲氧元素，可以进入硫化物矿物中，也可以进入氧化物矿物中，在强氧化条件下，Cd能形成Cd O及Cd CO3等化合物，并可氧化成Cd SO4。珠江二角洲冲积平原Cd高含量区的化学形态研究结果表明，Cd在海陆交互相、陆海交互相的离子交换相、水溶相、铁锰氧化物相、有机结合相、硫化物相的分配比较均匀，从地表至深部变化不大，表明西江和北江河流沉积物中的Cd不可能以独立矿物的形式存在。同时，土壤物质组成与Cd含量的关系结果表明，土壤中的Cd与砂质粉粒以下( ＜60pm)的各粒级成显著正相关，与Mg O、Fe2O3、Na2O和Ca O成显著正相关。因此，在珠江二角洲形成过程中，西江和北江携带大量富含Cd的河流沉积物质，由于Cd具有较强的主极化能力，能被河流沉积物中细粒级物质吸附，在二角洲沉积区内，一方面流速减缓水动力降低，另一方面地球化学环境发生变化，促使Cd与西江和北江沉积物质在二角洲的同步沉积。

同样土壤F的高含量区分布于珠江二角洲西江、北江和东江冲积平原，地质背景是第四纪海相、海陆交互相、陆海交互相沉积物。从海相—海陆交互相—陆海交互相—陆相沉积物F含量逐渐降低，二角洲沉积的海相、海陆交互相、陆海交互相都是F的高含量区，相同的沉积相含量变化较小。在城区、工业区和农业种植(养殖)区没有特高含量区，高含量区区域分布特征明显。从地表至深部，从海陆交互相—陆海交互相—陆相含量变化幅度逐渐增大，F的含量变化与沉积相密切相关，含量变化控制因素显著。F在各种相态的分布比较均匀，反映土壤中F的富集与沉积环境和沉积物质关系密切。F的高含量区分布于第四纪海相和海陆交互相沉积物分布区，与人类经济活动关系不密切，是珠江二角洲形成过程中，海、陆沉积物质交互沉积过程所形成的，污染深度与沉积厚度一致，属于典型的地质作用形成的污染。F的物质来源与二角洲沉积物质来源关系密切，也与海水富含氟有关。

(二)人为污染

人为因素对土壤的污染原理与对水体污染原理相似，不再赘述，仅对大气污染影响略作说明。本区乡镇企业除小五金、小电镀以及家电、化工企业外，陶瓷、水泥和玻璃等废气排放量大的工业也蓬勃发展。而为了保证经济高速增长，20世纪90年代以来又建设了大批燃煤发电机组。致使火电装机在10年内增加了1400k W，2001年已达到2400×104k W;每年耗煤0.65×108t以上，以我国规模最大的燃煤发电基地之一的广东沙角电厂为例，2000年排放SO2高达90.5×104t。此外，过去10年，珠江二角洲建材和其他非金属矿制品业的产值增长了5倍(达500亿元)。由于大型燃煤、燃气、燃油企业的二氧化硫、氮氧化物排放总量不断增加，乡镇企业重负建设和盲目的发展，使得珠江二角洲地区空气中二氧化硫和氮氧化物整体水平分别在0.029～0.038mg/m3和0.054～0.070mg/m3范围内波动。

由于大气受污染，珠江二角洲部分地区的降尘中出现了较高含量的Pb、Hg、As等有毒金属，含量分别可达100.5×10-6、38.7×10-6、0.60×10-6，并表现出酸雨频繁以及爆发区域性光化学烟雾污染事件。如东莞市区、中堂、高埗、石碣等污染严重区的蔬菜样品，铅含量几乎均超广东省无公害蔬菜质量指标(0.2×10-6)，蔬菜中的高铅含量，除与土壤、灌溉水有关外，还可能与大气铅沉降有关。

本区酸雨具有频率高、范围广、强度大的特点，已形成以广州、佛山为中心的酸雨高发地带，其中广州全年酸雨频率高达46.78%，平均p H值为5.38，最低3.7。酸雨能使土壤酸化、农作物产量大幅度减少、质量下降，能使森林和植物叶片枯黄、病虫害加重，最终造成大面积死亡。珠江二角洲地区曾于2000年爆发区域性光化学烟雾污染事件，2002年9月6日香港和深圳又同时发生200 mg/m3以上高臭氧浓度的光化学烟雾污染事件。光化学烟雾是由汽车和工厂烟囱排出的氮氧化物和碳氢化合物，在阳光紫外线的作用下发生光化学和热化学反应后，生成的一种毒性很大而且不同于一般煤烟废气的浅蓝色烟雾。它能使人眼睛红肿、喉咙疼痛，严重者出现呼吸困难、视力衰退、手足抽筋。此外，废气中的有害物质，还可通过降尘、降水等途径落到地面，使地表水和土壤受到污染。