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造成環境污染的重金屬有多種來源途徑，首先是成土母質本身含有一定量的重金屬，且不同的母質、成土過程所形成的土壤含有重金屬量差異很大。其次，人類頻繁的工農業生產活動，也能造成重金屬對大氣、水體和土壤等環境的污染，其中重金屬最主要的幾種來源途徑是大氣中重金屬沉降，農用物資如農藥、化肥、塑料薄膜等的不合理使用，污水灌溉，污泥施肥，含重金屬的礦業、工業廢棄物的堆積，金屬礦山酸性廢水污染等。
大氣中重金屬沉降
大氣中的重金屬主要來源于能源、運輸、冶金和建筑材料等工業生產、汽車尾氣的排放及汽車輪胎磨損所產生的大量含重金屬的有害氣體和粉塵等。它們主要分布在工礦的周圍和公路、鐵路的兩側。除Hg以外，大多數重金屬基本上是以氣溶膠的形式進入大氣，然后通過自然沉降和雨淋沉降進入土壤。
據相關報道，煤含Cr、Pb、Hg、Ti等重金屬，石油中含有相當量的Hg(O.02～30mg/kg)，這類燃料在燃燒時，部分懸浮顆粒和揮發金屬隨煙塵進入大氣，其中大多數會沉降在距排放源十幾公里的范圍內，據估計全世界每年約有1600噸的Hg是通過煤和其它石化燃料燃燒而排放到大氣中去的。又如瑞典中部某市區的鉛污染，它主要來自于市區銅礦工業廠、硫酸廠、油漆廠、采礦和化學工業產生的大量廢物，由于風的輸送，這些細微顆粒的鉛，從工業廢物堆擴散至周圍地區；南京某生產鉻的重工業廠，鉻污染疊加已超過當地背景值4.4倍；俄羅斯的一個硫酸生產廠也是由工廠煙囪排放造成S、V、As的污染。
汽車運輸可對大氣和土壤造成嚴重污染，主要以Pb、Zn、Cd、Cr、Cu等的污染為主，它們主要來自于含鉛汽油的燃燒和汽車輪胎磨損產生的粉塵等。它們呈條帶狀分布，以公路、鐵路為軸向兩側重金屬污染強度逐漸減弱；隨著時間的推移，公路、鐵路土壤重金屬污染具有很強的疊加性。例如在寧—杭公路南京段兩側的土壤形成的Pb、Cr、Co污染帶，沿公路延長方向分布，自公路兩側污染強度逐漸減弱。
經自然沉降和雨淋沉降進入土壤的重金屬污染，主要以工礦煙囪、廢物堆和公路為中心，向四周及兩側擴散，并且它與重工業發達程度、城市的人口密度、土地利用率、交通發達程度有直接關系，由城市—郊區—農村，距城市越近，污染的程度就越嚴重。此外，重工業越發達，污染相對就越嚴重。
此外，大氣汞的干濕沉降也可以引起土壤中汞的含量增高。大氣汞通過干濕沉降進入土壤后，被土壤中的粘土礦物和有機物吸附或固定，富集于土壤表層，或被植物吸收而轉入土壤，造成土壤汞的濃度升高。
污水灌溉
污水灌溉是灌區農業的一項古老技術，一般是指把污水作為灌溉水源，用于灌溉農田、森林和草地等。污水按來源和數量可分為城市生活污水、石油化工污水、工業礦山污水和城市混合污水等。近年來，污水灌溉已成為我國農業灌溉用水的重要組成部分，中國自20世紀60年代至今，污灌面積迅速擴大，以北方旱作地區污灌最為普遍，約占全國污灌面積的90%以上。南方地區的污灌面積僅占6%左右，其余在西北和青藏。
生活污水中重金屬含量很少，但是隨著現代工業的迅猛發展，大量的工礦企業污水未經分流處理而排入下水道，并與生活污水混合排放，從而致使污灌區土壤重金屬Hg、Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、As等含量逐年增加，造成嚴重的土壤重金屬污染。隨著污水灌溉而進入土壤的重金屬，以不同的方式被土壤截留固定。其中，約95%的Hg被土壤礦質膠體和有機質迅速吸附，一般累積在土壤表層，自上而下遞減。
污水中的Cd很容易被水中的懸浮物吸附，其含量隨著距排污口距離的增加而迅速下降，因此Cd形成的污染范圍較小。As多以3價或5價狀態存在，進入土壤后即可被鐵、鋁氫氧化物及硅酸鹽粘土礦物吸附，也可以和鐵、鋁、鈣、鎂等生成復雜的難溶性砷化合物。Pb的遷移性弱，很容易被土壤有機質和粘土礦物吸附，污灌區Pb的累積分布特點是離污染源越近，Pb含量越高；離污染源越遠，Pb含量就越低。Cr有4種形態，一般以3價和6價為主，3價Cr能被土壤快速地吸附固定，而6價Cr進入土壤中需要先被有機質還原為3價Cr，然后才能被吸附固定，因此，污灌區土壤的Cr含量會逐年累積。
污水灌溉造成的土壤重金屬污染現狀不容樂觀，比較典型的事例一是淮陽污灌區自污灌以來，金屬Hg、Cd、Cr、Pb、As等就逐漸增高，1995~1997年已超過警戒級。二是太原污灌區的重金屬Pb、Cd、Cr含量已遠遠超過其當地背景值，且積累量逐年增高。
重金屬污染治理方法
處理含重金屬廢水的傳統方法有：化學沉淀法、離子交換法、膜分離法、吸附法、生物法等。
3.1化學沉淀法
化學沉淀法是向廢水中加入與作用機理相適應的反應劑，使水中溶解狀態的重金屬離子轉化成不溶于水的金屬化合物，再將其從水中分離出去的方法。該方法技術成熟、操作簡單、處理成本低等優點，但容易造成二次污染，其最主要的影響因素是pH。難溶鹽沉淀法又包括硫化物沉淀法、碳酸鹽沉淀法、鋇鹽沉淀法，其主要優點是處理后的廢水pH大約是7~9，不用再進行中和處理，而且還可以回收廢水中的重金屬，具有一定的經濟效益。鐵氧體法主要是在含有重金屬離子廢水中加入鐵鹽或亞鐵鹽，形成鐵氧體，通過吸附、包裹和夾帶作用使重金屬離子形成復合鐵氧體沉淀析出。該方法處理條件溫和、處理量大、處理效果明顯、能回收磁性材料，在工業上得到了廣泛的應用。
3.2離子交換法
離子交換法是利用離子交換劑中的可交換基因與廢水中的重金屬離子交換能力的不同來分離的方法。常用的離子交換劑有陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂、螯合樹脂、腐殖酸樹脂等。離子交換法可對廢水中的重金屬離子選擇性的分離，通過再生回收再生液，可實現重金屬離子的回收，還具有交換容量大、吸附-再生可逆性好等優點，但適用范圍有限，且容易造成二次污染。
3.3膜分離法
膜分離法是利用一種特殊的半透膜，在外界壓力作用下，不改變溶液的化學形態使溶質和溶劑進行分離和濃縮的方法。根據膜的不同可以分為擴散滲析、電滲析、反滲透、液膜、納濾、超濾等。膜分離技術具有能耗低、無相變、操作簡單、無二次污染、分離產物易回收等優點，目前已在國內外重金屬廢水處理中得到了廣泛的應用。Hafez[7]等利用反滲透膜對廢水中的鉻進行的回收處理試驗中對鉻的平均回收量高達99.8%。但是膜分離法存在膜組件價格貴、膜污染等問題亟待解決。
3.4吸附法
吸附法是利用多孔性吸附劑表面的各種活性基團與廢水的重金屬離子形成離子鍵或共價鍵將重金屬離子吸附于吸附劑表面，從而達到吸附金屬離子的目的。活性炭是傳統常用的吸附劑，具有巨大的比表面積，對重金屬的吸附能力強、去除率高。姜玉娟[8]在利用活性炭吸附處理絡合鎳重金屬廢水的試驗中，鎳離子的去除率達到95.65%。近年來，對吸附法的研究主要是尋找更加廉價、高效的吸附劑。國內外許多研究發現生物材料對重金屬也有很好的吸附能力，如香蕉皮、木桔葉、花生殼、褐藻、啤酒酵母等。
3.5生物法
生物法就是利用微生物或植物的絮凝、吸附、積累及富集等作用將重金屬離子從水中分離出來或降低其毒性，從而達到重金屬廢水治理的目的。根據生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法以及植物修復法。
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