钴在地壳中的平均丰度为2.0×10-5，花岗岩中平均含量为1.0×10-6；玄武岩中为3.5×10-5；页岩中为1.9×10-5；石灰岩中为1.0×10-7；砂岩中为3.0×10-5。常见矿物为砷钴矿与辉钴矿，并和镍、锌、铜、铅等共存。钴的全球每年自然循环量，岩石风化为80000吨，河流输送至海洋为7400吨。钴的每年开采量为22700吨，小于自然循环量。钴主要作为粘结剂用于制造硬质合金，此外，还用于陶瓷、玻璃、油漆、颜料、搪瓷、电镀等行业。钴曾用作啤酒的起泡剂，对饮用大量啤酒的人曾造成钴中毒事件。人每日摄入钴超过500毫克，就会中毒。
一、对大气的污染每千克煤中的钴含量为1～90毫克，平均每千克4毫克，每千克石油中仅为0.05毫克。1975年全世界因燃烧煤与石油而向大气排放的钴约11000吨。欧洲大气中的钴含量为0.2～37千克／立方米，北美为0.13～23毫微克／立方米，日本为1.4～4毫微克／立方米，南极仅为0.0005毫微克／立方米。
二、对水体的污染钴在天然水中常以水合氧化钴、碳酸钴的形式存在，或者沉淀在水底，或者被底质吸附，很少溶解于水中。淡水中钴的平均含量为0.2微克／升。在酸性溶液中以钴的水合络离子或其他络离子的形式，在碱性溶液中以[Co（OH）4］2-的形式逐渐增大溶解度。钴和天然水中的配位体往往生成两价的络离子，但和氨、含铵与含硝基等类配体化合物生成络离子时，钴先由分子氧氧化生成三价的络离子。在海水中钴的平均含量只有0.02微克／升，溶解的钴主要是以钴离子与碳酸钴的状态存在。从淡水和海水的钴浓度之比可以看出，钴在入海河口附近沉积物中有中等程度的富集。钴对鱼类与水生动物的毒性比对温血动物大。钴的毒性作用临界浓度为0.5毫克／升，钴浓度达到10毫克／升，可使鲫鱼与丝鱼死亡。
三、对土壤的污染土壤中含钴量为（0.05～65）×10-6，中值为8.0×10-6。岩石风化为土壤，钴的浓度变化不大，如含钴为5.9×10-5的玄武岩风化后含钴为8.1×10-5，略有富集。实验显示：钴在土壤溶液中浓度为0.1～0.27毫克／升、1毫克／升、5.9毫克／升时，分别对西红柿、亚麻、甜菜有毒害作用。钴浓度为10毫克／升时，可使农作物死亡。
四、钴的标准含量美国规定灌溉用水钴的最大容许浓度为0.2毫克／升。前苏联提出生活供水水源中钴的最大浓度为1毫克／升、渔业用水为0.01毫克／升。
（第十节）镍污染
镍在地壳中的平均丰度为7.5×10-5，在微量元素中是含量比较丰富的元素。它有很强的亲硫性，主要以硫化镍矿与氧化镍矿的形态存在，在铁、钴、铜与一些稀土矿中，往往有镍共生。全世界每年镍的迁移状况是：岩石风化量为320000吨，河流输送量为19000吨；开采量为560000吨；矿物燃料燃烧排放5600吨。现今认为镍对环境只是一种潜在的危害物。工业上大部分镍用于制造不锈钢与抗腐蚀合金，并广泛用于镀镍、铸币、制造催化剂与玻璃陶瓷等。
一、对大气的污染石油中镍的含量为（1.4～64）×10-6，大部分煤也含有微量镍，经过燃烧过程被释放出来，这是大气中镍的主要来源。在冶炼镍矿石及其他含镍金属矿石（特别是冶炼钢铁）时，部分矿粉会随气流进入大气。在焙烧过程中也有镍及其化合物排出，主要为不溶于水的硫化镍（NiS）、氧化镍（NiO）、金属镍粉尘等，成为大气中的飘尘。燃烧生成的镍粉尘遇到热的一氧化碳，会生成易挥发的、毒性很大、且有致癌性的羰基镍Ni（CO）4，但它在空气中容易分解。汽车等内燃机的废气中含一氧化碳，可和镍起反应，因此有的国家已禁止使用含镍的汽油添加剂，以防止羰基镍的生成。自然界中火山的爆发、微滴海水的蒸发、植物花粉、矿物与土壤微粒的飞扬也能导致镍进入大气。根据美国一些城市调查，大气中镍的浓度为0.01～0.16微克／立方米，浓度随地区、季节等因素而变化。城市大气中镍的浓度高于农村。
二、对水体的污染天然水中的镍常以卤化物、硝酸盐、硫酸盐以及某些有机与无机络合物的形式溶解于水。水中的可溶性镍离子能和水结合形成水合离子[Ni（H2O6）］2＋，当遇到铁离子、锰离子的氢氧化物、粘土或絮状的有机物时会被吸附，也会与硫离子（S2-）反应生成硫化镍而沉淀。工业上用于镀镍的原料是镍的硫酸盐（NiSO4·6H2O，NiSO4·7H2O）或氯化镍（NiCl2），随废水排出的可溶性镍离子在酸性介质中稳定，在碱性介质中便生成氢氧化镍Ni（OH）2沉淀，因此常用碱法处理含镍工业废水。不同工业的废水中镍浓度差别很大，如镀镍工业废水为2～900毫克／升；机器制造业废水为5～35毫克／升；金属加工业废水为17～51毫克／升。即使同一企业，废水中镍含量也会因工艺与设备条件的差异而有所不同。天然淡水中镍的浓度约为0.5微克／升，海水中的浓度为0.66微克／升。
三、对土壤的污染镍能够在土壤中富集。土壤中的镍主要来源于岩石风化、大气降尘、灌溉用水（包括含镍废水）、农田施肥、植物与动物残体的腐烂等。植物生长与农田排水又可从土壤中带走镍。镍含量最高的植物是绿色蔬菜与烟草，为（1.5～3.0）×10-6，谷物、水果与马铃薯中含量很低。土壤中含镍量如高于5.0×10-5，对亚麻生长不利，浓度高达到（1.59～2.94）×10-5，可使糖用甜菜、番茄、马铃薯与燕麦生长减缓。镍对水稻产生毒性的临界浓度是2.0×10-5。
四、镍的标准含量中国规定车间空气中羰基镍的最高容许浓度为0.001毫克／立方米，地面水中镍的最高容许浓度为0.5毫克/升。前苏联规定生活用水中镍最高容许浓度为0.1毫克／升。美国规定农业灌溉用水的镍含量：连续灌溉为0.05毫克／升、短期灌溉为2毫克／升。
（第十一节）铜污染
铜在地壳中的平均丰度为5.5×10-5。在自然界中，铜主要以硫化物矿与氧化物矿形式存在，分布很广。
铜是生命所必需的微量元素，但过量的铜对人与动植物都有害。世界铜的年迁移量为：岩石风化20万吨；河流输送11万吨；人工开采619万吨；矿物燃料燃烧过程中排放4600吨。对铜污染还缺乏系统的研究。
一、对大气的污染在冶炼过程中，铜及其化合物的烟尘随烟道气进入大气，造成污染。1969年，美国统计各种工业向大气排放的铜为13680吨，其中铜矿石冶炼排出的约占64％，钢铁生产排出的约占20％。大气中铜的含量在欧洲为340毫微克／立方米；北美为280毫微克／立方米；南极为0.036毫微克／立方米。
二、对水体的污染铜的化合物以一价或二价状态存在。在天然水中，溶解的铜量随pH值的升高而降低。pH值为6～8时，溶解度为50～500微克／升。pH值小于7时，以碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3］的溶解度为最大；pH值大于7时，以氧化铜（CuO）的溶解度为最大，此时，溶解铜的形态以Cu2＋、\[CuOH\]＋为主；pH值升高至8时，则Cu（CO3）2-2逐渐增多。水体中固体物质对铜的吸附，可使溶解铜减少，而某些络合配位体的存在，则可使溶解铜增多。世界各地天然水样品铜含量实测的结果是：淡水平均含铜3微克／升，海水平均含铜0.25微克／升。
在冶炼、金属加工、机器制造、有机合成及其他工业的废水中都含有铜，其中以金属加工、电镀工厂所排废水含铜量最高，每升废水含铜几十至几百毫克。此种废水排入水体，会影响水的质量。水中铜含量达0.01毫克／升时，对水体自净有明显的抑制作用；超过3.0毫克／升，会产生异味；超过15毫克／升，就无法饮用。若用含铜废水灌溉农田，铜在土壤与农作物中累积，会造成农作物特别是水稻与大麦生长不良，并会污染粮食籽粒。灌溉水中硫酸铜对水稻危害的临界浓度为0.6毫克／升。铜对水生生物的毒性很大，有人认为铜对鱼类毒性浓度始于0.002毫克／升，但一般认为水体含铜0.01毫克／升对鱼类是安全的。在一些小河中，曾发生铜污染引起水生生物的急性中毒事件；在海岸与港湾地区，曾发生铜污染引起牡蛎肉变绿的事件。
三、对土壤的污染土壤中正常含铜量为每千克2～200毫克。中国土壤含铜量是每千克3～300毫克，平均值为每千克22毫克。铜可在土壤中富集并被农作物吸收。在靠近铜冶炼厂附近的土壤，含有高浓度的铜。岩石风化与含铜废水灌溉均可使铜在土壤中积累并长期保留。原德意志联邦共和国一些铜冶炼厂附近，土壤含铜量为正常土壤的3～232倍。在铜污染的土壤生长的植物，含铜量为正常植物的33～50倍。
四、铜的标准含量中国规定，工业废水中铜及其化合物最高容许排放浓度为1毫克／升（按铜计）；地面水最高容许浓度为0.1毫克／升；渔业用水为0.01毫克／升；生活饮用水的铜浓度不得超过1.0毫克／升。前苏联规定近岸海水铜的最高容许浓度为0.1毫克／升。美国规定灌溉水含铜容许浓度为0.2毫克／升；车间空气中含铜容许浓度为0.2毫克／立方米（8小时平均值）。
（第十二节）锌污染
锌是自然界中分布比较广泛的金属元素，主要以硫化锌、氧化锌状态存在。锌和很多元素如铅、铜、镉的矿物共生。在地壳的岩石圈中，锌的平均含量为7.0×10-5，在土壤中的平均含量为5.0×10-5。锌在大气中的含量为1.1～5.8微克／立方米，在海水中的浓度为0.01毫克／升。锌是动植物所必需的营养元素，蔬菜含（1.0～10）×10-6，谷类含1.4×10-4，茶叶含（2.0～10）×10-5。锌是大多数酶的必要成分。标准人体（体重70千克）含锌2300毫克，平均浓度为3.3×10-5，其中以肝脏、随意肌、骨骼含锌量为最高。在血液中锌是血清、红细胞、白细胞的固有成分。锌化合物的应用是非常广泛的，在机器制造工业中用于金属电镀，在木材加工中用于木材防腐，在油漆工业中用于生产锌颜料、白色涂料与白色立德粉颜料。锌化合物还用于纺织、制药与造纸业。
一、对大气的污染金属锌本身无毒，但在焙烧硫化锌矿石、熔锌、冶炼其他含有锌杂质的金属的过程中，以及在铸铜过程中产生的大量氧化锌等金属烟尘，对人有直接的危害。美国在1968年排放到大气中的锌量为159922吨，其中约有30％来自锌的冶炼加工；30％以上来自钢铁生产；18％来自废物的焚烧。其他如橡胶轮胎的磨损以及煤的燃烧也是大气锌污染的重要原因。
二、对水体的污染锌不溶于水，但是锌盐如硫酸锌、氯化锌、硝酸锌等，则易溶于水。碳酸锌与氧化锌不溶于水。全世界每年经过河流输入海洋的锌约为393万吨。由采矿场、选矿厂、合金厂、冶金联合企业、机器制造厂、镀锌厂、仪器仪表厂、有机合成工厂与造纸厂等排放的工业废水中，含有大量锌化合物。在温度为30℃～50℃的情况下，工业电解液中的锌离子以六水合锌离子或四水合锌离子的形式存在。废水中常见的锌的羟基络合物有Zn（OH）＋、Zn（OH）-3、Zn（OH）2-4以及Zn（OH）2·H2O，因此废水中锌的浓度为Zn2＋和上述四种络合物之和。氢氧化锌沉淀的最适pH值为9～10，当pH值升高时，沉淀物将重新溶解。废水中的Zn2＋能用中和法处理的最低浓度极限值为10-7克离子／升。锌对鱼类与其他水生生物的毒性比对人与温血动物大很多倍。
三、对土壤的污染土壤中的锌可分为水溶态锌、代换态锌、难溶态锌（矿物中的锌）以及有机态锌。土壤中的锌来自各种成土矿物。风化的锌以锌离子形态进入土壤溶液中，也可能成为一价络离子氢氧化锌根离子、氯化锌根离子、硝酸锌根离子等，有时则形成氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐与硫化物沉淀。锌离子与含锌络离子参与土壤中的代换反应，常有吸附固定现象。锌在土壤中的富集，必然导致在植物体内的富集，此种富集不仅对植物，而且对食用此种植物的人与动物都有危害。
用含锌污水灌溉农田对农作物特别是对小麦生长的影响较大，会造成小麦出苗不齐、植株矮小、叶片发生萎黄。对植物起作用的锌主要是代换态锌。过量的锌还会使土壤酶失去活性，细菌数目减少，土壤中的微生物作用减弱。
四、锌的标准含量中国规定生活饮用水的锌含量不得超过1.0毫克／升；地面水中锌最高容许浓度为1.0毫克／升；渔业用水中锌的最高容许浓度为0.1毫克／升；工业废水中锌及锌化合物的最高排放浓度为5.0毫克／升；车间空气中氧化锌的最高容许浓度为5.0毫克／立方米。美国规定灌溉用水中锌的最大容许浓度为5.0毫克／升。
（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。
