鉻污染源環(huán)境遷移、擴散和轉化

鉻污染源遷移、擴散

鉻廣泛存在于自然界中，每千克土壤中的鉻從痕量到250mg，平均約為100mg。由于風化作用進入土壤中的鉻，容易氧化成可溶性的復合陰離子，然后通過淋洗轉移到地面水或地下水中。在水體和大氣中均含有微量的鉻，天然水中微量的鉻通過河流輸送入海，沉于海底，海水中的鉻含量不到1×10^-9。

水體中鉻污染主要是三價鉻和六價鉻，它們在水體中的遷移轉化有一定的規(guī)律性。三價鉻主要被吸附在固體物質上面而存在于沉積物中；六價鉻多溶于水中，而且是穩(wěn)定的。三價鉻的鹽類可在中性或弱堿溶液中水解，生成不溶解于水的氫氧化鉻沉積水體底泥。在工業(yè)廢水中，主要是六價鉻。受水中pH值、有機物、氧化還原物質、溫度及硬度等條件影響，環(huán)境中的三價鉻和六價鉻可以相互轉化。植物性食物中的鉻含量，隨土壤中的鉻含量而異。

金屬鉻在酸中一般以表面鈍化為其特征。一旦去鈍化后，即易溶解于幾乎所有的無機酸中，但不溶于硝酸。鉻在硫酸中是可溶的，而在硝酸中則不溶。在高溫下被水蒸氣所氧化，在1000℃下被一氧化碳所氧化。在高溫下，鉻與氮起反應并為熔融的堿金屬所侵蝕，可溶于強堿溶液。鉻具有很高的耐腐蝕性，在空氣中，即便是在赤熱的狀態(tài)下，氧化也很慢。不溶于水。

鉻污染源轉化

污染物的轉化是指污染物在環(huán)境中經過物理、化學或生物的作用改變其存在形態(tài)或轉變?yōu)榱硗獾牟煌镔|的過程。污染物的轉化必然伴隨著它的遷移。污染物的轉化可分為物理轉化、化學轉化和生物化學轉化。物理轉化包括污染物的相變、滲透、吸附、放射性衰變等?；瘜W轉化則以光化學反應、氧化還原反應及水解反應和絡合反應最為常見。生物化學轉化就是代謝反應。污染物的遷移轉化受其本身的物理化學性質和它所處的環(huán)境條件的影響，其遷移的速率、范圍和轉化的快慢、產物以及遷移轉化的主導形式等都會變化。鉻及其化合物對人體有較大毒性，并可在人體內積累。

鉻的污染主要由工業(yè)引起。鉻的開采、冶煉、鉻鹽的制造、電鍍、金屬加工、制革、油漆、顏料、印染工業(yè)以及燃料燃燒排出的含鉻廢氣、廢水和廢渣等都是鉻污染源。

如制革工業(yè)通常處理1t原皮，要排出含鉻410mg/L的廢水50～60t；若每天處理原皮10t，則年排鉻72～86t。美國一家飛機制造廠長期排出高鉻廢水，附近地下水鉻濃度竟高達14mg/L。

電鍍廢水的鉻主要來自于鍍件鈍化后的清洗工序，由于工藝技術的要求，一般水體中其他成分的含量較少，主要污染物為鉻。日本宇都宮市某電鍍工廠的廢水污染水井，因而使井水含鉻量最高時達9.2mg/L。

環(huán)境中的鉻只有在嚴重污染下，才會顯著增高，如前蘇聯(lián)一家鉻酸鹽廠每日向大氣排鉻700～800kg，周圍幾千米的大氣中，鉻濃度高達每立方米數(shù)微克到數(shù)十微克。

目前國內冶金和化學工業(yè)中每年排出20萬～30萬t含鉻廢渣。鉻渣中的有害成分主要是可溶性鉻酸鈉、鉻酸鈣等六價鉻離子。當鉻渣在露天堆存時，經長期雨水沖淋后大量的六價鉻離子隨雨水溶滲、流失、滲入地表，從而污染地下水，也污染了江河、湖泊，進而危害農田、水產和人體健康，且不容易降解。

鉻主要以鐵合金（如鉻鐵）形式用于生產不銹鋼及各種合金鋼。金屬鉻用作鋁合金、鈷合金、鈦合金及高溫合金、電阻發(fā)熱合金等的添加劑。金屬鉻生產則采用金屬熱還原（鋁熱）法及電解法。

氧化鉻用作耐光、耐熱的涂料，也可用作磨料，玻璃、陶瓷的著色劑，化學合成的催化劑。鉻礬、重鉻酸鹽用作皮革的鞣料，織物染色的媒染劑、浸漬劑及各種顏料。鍍鉻和滲鉻可使鋼鐵、銅、鋁等金屬形成抗腐蝕的表層，并且光亮美觀，大量用于家具、汽車、建筑等工業(yè)。此外，鉻礦石還大量用于制作耐火材料。鋼鐵工業(yè)中廣泛應用的鉻鐵合金和硅鉻合金是用電爐冶煉的。

污染源評價是在污染源和污染物調查的基礎上進行的。污染源評價的目的是要確定主要污染物和主要污染源，提供環(huán)境質量水平的成因；為環(huán)境影響評價提供基礎數(shù)據，為污染源治理和區(qū)域治理規(guī)劃提供依據。因此，污染源評價是環(huán)境影響評價和污染綜合防治的重要一環(huán)，一項重要的基礎工作。

污染源評價是指對污染源潛在污染能力的鑒別和比較。潛在污染能力是指污染源可能對環(huán)境產生的最大污染效應。它和污染源對環(huán)境產生的實際污染效應是不同的。污染源對環(huán)境產生的實際污染效應，不僅取決于污染源本身的特性（排放污染物的種類、性質、排放量、排放方式等），還取決于環(huán)境的性質（背景值、自凈能力、擴散條件），接受者的性質，以及各種污染物之間的作用和協(xié)生效應等。潛在污染能力取決于污染源本身的性質。因此，用潛在污染能力評價污染源是合適的。

污染源潛在污染能力主要取決于排放污染物的種類、性質、排放方式等。這些具有不同量綱的量是很難進行比較的。污染源評價的關鍵在于，把具有不同量綱的量進行標準化處理，使其具有可比性，然后進行分析比較。進行標準化處理的方法不同，產生了不同的評價方法

根據污染源調查的結果進行污染源評價有兩類方法。一類是類別評價；一類是綜合評價。類別評價是根據各類污染源某一種污染物的排放濃度、排放總量（體積或質量），統(tǒng)計指標（檢出率、超標倍數(shù)、標準差）等項指標，來評價污染物和污染源的污染程度。污染源綜合評價方法不僅考慮污染物的種類、濃度、排放量、排放方式等污染源性質，還要考慮排放場所的環(huán)境功能。

各種污染物具有不同的特性和不同的環(huán)境效應，為了使不同的污染物和污染源能夠在同一個尺度上加以比較，需要采用特征數(shù)來表示評價的結果；或者說，需要對污染物和污染源進行標準化比較。污染源評價要確定的三個特征數(shù)是：等標污染指數(shù)、等標污染負荷、污染負荷比。在此基礎上，可進一步確定主要污染源和主要污染物。

根據污染的產生過程可分為兩類：

⒈一次污染物：由污染源釋放的直接危害人體健康或導致環(huán)境質量下降的污染物。2.二次污染物：排放物質在一定環(huán)境條件下產生的一系列物理、化學和生物化學反應，導致環(huán)境質量下降。

按污染物的來源按污染物的來源可分為天然污染源和人為污染源。

污染源天然污染源是指自然界自行向環(huán)境排放有害物質或造成有害影響的場所，如正在活動的火山。

人為污染源是指人類社會活動所形成的污染源。后者是環(huán)境保護工作研究和控制的主要對象。人為污染源有多種分類方法。按排放污染的種類，可分為有機污染源、無機污染源、熱污染源、噪聲污染源、放射性污染源、病原體污染源和同時排放多種污染物的混合污染源等。

事實上，大多數(shù)污染源都屬于混合污染源。例如燃煤的火力發(fā)電廠就是一個既向大氣排放二氧化硫等無機污染物，又向環(huán)境排放廢熱和其他廢物的混合污染源。然而，在研究某一特定環(huán)境問題時，往往把某些混合污染源作為只排放某一類污染物的污染源。

按排放污染的種類

可分為有機污染源 、無機污染源、熱污染源、噪聲污染源、放射性污染源和同時排放多種污染物的混合污染源等。

按污染的主要對象

污染源按污染的主要對象，可分為大氣污染源、水體污染源和土壤污染源等；

按排放污染物的空間分布方式

按排放污染物的空間分布方式，可分為點污染源（集中在一點或一個可當作一點的小范圍排放污染物）、面污染源（在一個大面積范圍排放污染物）。

按人類社會活動功能

按人類社會活動功能分為工業(yè)污染源、農業(yè)污染源、交通運輸污染源和生活污染源。

固定污染源和流動污染源

污染源分為固定污染源和流動污染源。固定污染源指煙道、煙囪、排氣筒等排放場所。它們排放的廢氣中既包含固態(tài)的煙塵和粉塵，也包含氣態(tài)和氣溶膠態(tài)的多種有害物質。如發(fā)電廠的燃煤煙囪，鋼鐵廠、水泥廠、煉鋁廠、有色金屬冶煉廠、磷肥廠、硝酸廠、硫酸廠、石油化工廠、化學纖維廠的大工業(yè)煙囪等。流動污染源主要指交通車輛、飛機、輪船等排氣源，其排放廢氣中含有煙塵、有機和無機的氣態(tài)有害物質。

污染源天然污染源

天然污染源指自然界自行向環(huán)境排放有害物質或造成有害影響的場所，如正在活動的火山。常見大氣污染源有：向大氣排入有害物質的源地稱污染源，進入大氣的有害物質稱污染

物。

污染源大氣污染源

大氣污染源分人工源和自然源，自然源包括火山噴發(fā)、森林著火、風吹揚塵等，它們每年向大 氣排入約5.5億噸污染物，人工源包括工業(yè)污染源、農業(yè)污染源、城鄉(xiāng)交通和居民生活污染源等，它們平均總計向大氣排入的污染物在20世紀90年代約每年超過6.5億噸，其中以工業(yè)污染排放量最為主要。中國1990年工業(yè)源共排放大氣污染物約0.4億噸，按人口平均遠低于發(fā)達國家的排發(fā)水平。

大氣污染物分為一次污染物和二次污染物，它們的種類超過100多種。從污染源排 進大氣后，直接污染空氣的稱一次污染物，其中最主要的有二氧化硫、一氧化碳（CO）、 氮氧化物（NO）、二氧化氮、顆粒物（飄塵、降塵、油煙等）、CO和氨氣、及含氧、 氮、氯、硫有機化合物以及放射性物質等。所謂二次污染物則是由于陽光照射污染物、 污染物間相互發(fā)生化學反應、污染物與大氣成分發(fā)生化學反應生成的有害物質，光化煙霧就是一種二次污染物。

污染源人為污染源

人為污染源是指人類社會活動所形成的污染源。后者是環(huán)境保護研究和控制的主要對

象。

污染源工業(yè)污染源

工業(yè)生產中的一些環(huán)節(jié)，如原料生產、加工過程、燃燒過程、加熱和冷卻過程、成品整理過程等使用的生產設備或生產場所都可能成為工業(yè)污染源。除廢渣堆放場和工業(yè)區(qū)降水徑流構成的污染以外，多數(shù)工業(yè)污染源屬于點污染源。它通過排放廢氣、廢水、廢渣和廢熱污染大氣、水體和土壤；還產生噪聲、振動來危害周圍環(huán)境。各種工業(yè)生產過程排出的廢物含有不同的污染物。例如，煤燃燒過程排出的煙氣中含有一氧化碳、二氧化硫、苯并（a）芘和粉塵等污染物；一些化工生產過程排出的廢氣主要含有硫化氫、氮氧化物、氟化氫、氯化氫、甲醛、氨等各種有害氣體。又如煉油廠廢水中主要含原油和石油制品，以及硫化物、堿等；電鍍工業(yè)廢水中主要含有重金屬（鉻、鎘、鎳、銅等）離子、酸和堿、氰化物和各種電鍍助劑；火力發(fā)電廠主要排出煙氣和廢熱。此外，由于化學工業(yè)的迅速發(fā)展，越來越多的人工合成物質進入環(huán)境；地下礦藏的大量開采，把原來埋在地下的物質帶到地上，從而破壞了地球上物質循環(huán)的平衡。重金屬、各種難降解的有機物等污染物在人類生活環(huán)境中循環(huán)、富集，對人體健康構成長期威脅?？梢?，工業(yè)污染源對環(huán)境危害最大。

污染源農業(yè)污染源

在農業(yè)生產過程中對環(huán)境造成有害影響的農田和各種農業(yè)設施稱為農業(yè)污染源。不合

理施用化肥和農藥會破壞土壤結構和自然生態(tài)系統(tǒng)，特別是破壞土壤生態(tài)系統(tǒng)（見農藥污染）。降水所形成的徑流和滲流把土壤中的氮和磷、農藥以及牧場、養(yǎng)殖場、農副產品加工廠的有機廢物帶入水體，使水體水質惡化，有時造成河流、水庫、湖泊等水體的富營養(yǎng)化。大量氮化合物進入水體則導致飲用水中硝酸鹽含量增加，危及人體健康。氮肥分解產生的氮氧化物直接影響大氣的物質平衡。在農業(yè)高度現(xiàn)代化的國家，農業(yè)污染源排放的硝酸鹽、氮和無機磷已經對水體構成極大危害。有的研究報告指出，在生活污水中氮的濃度一般為18～20毫克/升，而農田徑流中，氮的濃度為1～70毫克/升，上限遠超過生活污水。農田徑流中磷的含量為 0.05～1.1毫克/升。農田徑流里的氮、磷含量都大大超過藻類生長需要。一般認為水中有 0.3毫克/升的無機氮和0.01毫克/升的無機磷就足以使藻類繁殖到致害的程度。

污染源交通污染源

對周圍環(huán)境造成污染的交通運輸設施和設備。這類污染源發(fā)出噪聲，引起振動，排放廢氣，泄漏有害液體，排放洗刷廢水（包括油輪壓艙水），散發(fā)粉塵等，都會污染環(huán)境。交通運輸污染源排放的主要污染物有一氧化碳、氮氧化物、碳氫化合物、二氧化硫、鉛化合物、笨并 (a）芘、石油和石油制品以及有毒有害的運載物。它們對城市環(huán)境、河流、湖泊、海灣和海域構成威脅（特別是在發(fā)生事故時）。這類污染源排出的廢氣是大氣污染物的主要來源之一。

污染源生活污染源

人類消費活動產生廢水、廢氣和廢渣都會造成環(huán)境污染。城市和人口密集的居住區(qū)是人類

消費活動集中地，是主要的生活污染源。

生活污染源污染環(huán)境的途徑有三：①消耗能源排出廢氣造成大氣污染。如中國的一些城市里，居民普遍使用小煤爐做飯、取暖，這些小煤爐在城市區(qū)域范圍內構成大氣的面污染源。②排出生活污水（包括糞便）造成水體污染。生活污水中含有機物、合成洗滌劑和氯化物以及致病菌、病毒和寄生蟲卵等。生活污水進入水體，惡化水質，并傳播疾病。以有機污染物為例，一個百萬人口的城市，如果平均每人每天排放BOD5（五日生化需氧量）36克，受納該城市生活污水的水體中BOD5本底值是2毫克/升，為使受納水體中的BOD5不超過5毫克/升，而且對這個城市的生活污水不作任何處理，則每天至少需要1200萬立方米的天然水來稀釋（估算時忽略生活污水的流量）。這相當于一條流量約為140立方米/秒的河流的水量。③排出的廚房垃圾、廢塑料、廢紙、金屬、煤灰和碴土等城市垃圾造成環(huán)境污染。在不同國家和地區(qū)中，由于生活習慣和生活水平的差別，上述各種垃圾在城市垃圾總量中的比重也有所不同。中國大城市中普遍設有廢舊物資回收網點，城市垃圾中廢紙、金屬、塑料制品和玻璃等所占的比例就較低；由于相當數(shù)量的居民用煤作燃料，垃圾中煤灰所占的比例就較高。中國城市垃圾數(shù)量和構成也在變化，如由于逐步改用煤氣、石油液化氣作燃料以及采用集中供熱方式，煤灰在生活垃圾中所占的比例逐漸減少。

線污染源（Line pollution sources）是指 形態(tài)在空間上呈連續(xù)線狀分布的污染源。川流不息的交通干線上的汽車、火車、輪船等交通運輸工具所排出的廢氣對大氣的污染及所輻射的噪聲污染屬于線污染。線污染源往往是移動污染源形成的。制訂一個地區(qū)的環(huán)境保護綜合防治規(guī)劃，要預先繪制出該地區(qū)各種線污染源分布圖和密度圖。線污染源的防治要采取綜合防治措施。