重金屬污染的特點(diǎn)是因其某些化合物的生產(chǎn)與應(yīng)用的廣泛,在局部地區(qū)可能出現(xiàn)高濃度污染。另外,重金屬污染物一般具有潛在危害性。它們與有機(jī)污染物不同,水中的微生物難于使之分解消除(可稱為降解作用),經(jīng)過(guò)"蝦吃浮游生物,小魚(yú)吃蝦,大魚(yú)吃小魚(yú)"的水中食物鏈被富集,濃度逐級(jí)加大。而人正處于食物鏈的終端,通過(guò)食物或飲水,將有毒物攝入人體。若這些有毒物不易排泄,將會(huì)在人體內(nèi)積蓄,引起慢性中毒。
中文名稱 | 重金屬污染物 | 外文名稱 | heavy metal pollutant |
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代表金屬 | 鉛、汞、鎘、砷 | 存在形式 | 化合物 |
產(chǎn)生原因 | 化工生產(chǎn)等人為活動(dòng) | 危害 | 環(huán)境污染、人體傷害 |
治理方法 | 加強(qiáng)監(jiān)管、控制源頭 |
無(wú)機(jī)污染物中的氰化物(KCN.NaCN)的毒性是很強(qiáng)的,氰化物以各種形式存在水中,人中毒后,會(huì)造成呼吸困難,全身細(xì)胞缺氧,導(dǎo)致窒息死亡。氰化物主要來(lái)自各種含氰化物的工業(yè)廢水,如電鍍廢水、煤氣廠廢水,煉焦煉油廠和有色金屬冶煉廠等的廢水。
最應(yīng)引起人們注意的重金屬污染物是鉛、汞、鎘。
鉛可以作為農(nóng)藥及汽油、油漆、家具、瓷器等的添加劑。燃煤也會(huì)釋放出大量的鉛。鉛的危害主要是會(huì)引起兒童智力發(fā)育障礙。兒童處于發(fā)育階段,機(jī)體對(duì)鉛毒的易感性較高。另外,高濃度的鉛塵大多距地面一米以下,這個(gè)高度恰好與兒童的呼吸帶高度一致。因此,兒童通過(guò)呼吸進(jìn)入體內(nèi)的鉛遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)成人,加上某些兒童有吮吸手指的不潔行為,學(xué)習(xí)用具如鉛筆、蠟筆、涂改筆及油漆桌椅中的鉛,都可"趁機(jī)而入"。此外,鉛在極低濃度下即可經(jīng)胎盤轉(zhuǎn)移,損害胎兒及出生后嬰兒的智能及生長(zhǎng)發(fā)育。良好的衛(wèi)生習(xí)慣是預(yù)防鉛危害最簡(jiǎn)單的方法。另外如果有鉛的接觸,可以到醫(yī)院檢查血鉛指標(biāo),以便及早預(yù)防和治療。
汞是一種重要的化工產(chǎn)品,可以在采礦和相關(guān)的化工生產(chǎn)中流入環(huán)境而造成污染。另外燃煤、化妝品、日光燈、溫度計(jì)等都可能含有一定數(shù)量的汞。如果大量吸入和接觸,汞會(huì)對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)和肝臟、腎臟等器官產(chǎn)生嚴(yán)重的損壞。汞污染造成中毒最典型的就是"水俁病"。1956年,日本水俁灣附近發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的病。這種病癥最初出現(xiàn)在貓身上,被稱為"貓舞蹈癥"。病貓步態(tài)不穩(wěn),抽搐、麻痹,甚至跳海死去,被稱為"自殺貓"。隨后不久,此地也發(fā)現(xiàn)了患這種病癥的人。患者由于腦中樞神經(jīng)和末梢神經(jīng)被侵害,輕者口齒不清、步履蹣跚、面部癡呆、手足麻痹、感覺(jué)障礙、視覺(jué)喪失、震顫、手足變形,重者神經(jīng)失常,或酣睡,或興奮,身體彎弓高叫,直至死亡。后來(lái)研究證明,汞來(lái)自灣邊的一個(gè)化工廠的污水排放。由于化學(xué)甲基化和生物甲基化作用,汞可以在環(huán)境中變?yōu)榧谆谆哂泻芨叩亩拘?,容易在食物鏈中富集和放大,造成極大的危害。有些具有美白祛斑功效的化妝品含有很高含量的汞,購(gòu)買使用時(shí)要謹(jǐn)慎選擇。汞易揮發(fā),如果遇到汞溢出或泄漏事件時(shí),在沒(méi)有防護(hù)的情況下,不要輕易去處理,應(yīng)迅速離開(kāi)至安全地方。
鎘用途很廣,鎘鹽、鎘蒸燈、顏料、煙霧彈、合金、電鍍、焊藥、標(biāo)準(zhǔn)電池等,都要用到鎘。鎘是一種毒性很大的重金屬,其化合物也大都屬毒性物質(zhì)。日本富縣的神通川流域出現(xiàn)的"痛痛病"就是鎘環(huán)境污染造成的人類健康公害事件之一。由于礦山廢水污染了農(nóng)田,鎘通過(guò)食物鏈進(jìn)入了人體,慢慢積累在腎臟和骨骼中并引發(fā)了中毒?;剂?quot;痛痛病"的人,主要癥狀為骨質(zhì)疏松。曾有一個(gè)患者,打了一個(gè)噴嚏,全身數(shù)處發(fā)生骨折,后來(lái)發(fā)展為骨質(zhì)軟化和萎縮?;颊咛弁醇觿?,自下肢開(kāi)始,再到膝、腰、背等各個(gè)關(guān)節(jié),最后疼痛遍及全身,"痛痛病"因而得名。預(yù)防鎘的危害,主要是不要食用污染地區(qū)的農(nóng)產(chǎn)品,這些工作需要政府部門嚴(yán)格的控制和管理。
重金屬污染物 heavy metal pollutant
在生物體內(nèi)的某些重金屬又可被微生物轉(zhuǎn)化為毒性更大的有機(jī)化合物(如無(wú)機(jī)汞可轉(zhuǎn)化為有機(jī)汞)。例如眾所周知的水侯病就是由所食魚(yú)中含有氯化甲基汞引起的,"痛痛病"則由鎘(Cd)污染引起的。這些震驚世界的公害事件都是工廠排放的污水中含有這些重金屬所致。重金屬污染物的毒害不僅與其攝入機(jī)體內(nèi)的數(shù)量有關(guān),而且與其存在形態(tài)有密切關(guān)系,不同形態(tài)的同種重金屬化合物其毒性可以有很大差異。如烷基汞的毒性明顯大于二價(jià)汞離子的無(wú)機(jī)鹽;砷的化合物中三氧化二砷(As2O3,砒霜)毒性最大;鋇鹽中的硫酸鋇(BaSO4)因其溶解度小而無(wú)毒性;BaCO3雖難溶于水,但能溶于胃酸,所以和氯化鋇(BaCl2)一樣有毒。重金屬對(duì)人體的危害和大,積累多了腫瘤幾多了,還會(huì)影響我們的新陳代謝,如鉛會(huì)和我們?nèi)梭w的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物化合成致癌物。
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重金屬常用分析檢測(cè)手段 目前重金屬主要分布在固相、液相和氣相里面,對(duì)于不同相態(tài)的情況,檢測(cè)方法各異。大體看來(lái),土壤中的重金屬遷移,大部分來(lái)自被污染的水體;堆積存放的可浸出固體污染物,在雨水浸...
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對(duì)水環(huán)境造成污染的重金屬及其化合物。主要包括銅、鎳、鉛、鉻、鎘、汞、鋅等。主要來(lái)源于工業(yè)生產(chǎn)中的重金屬流失和廢水排放。重金屬污染水體后,有些可通過(guò)食物鏈富集于生物體內(nèi)而致病。
汞汞是一種對(duì)動(dòng)植物及人體無(wú)生物學(xué)作用的有毒元素。土壤中的汞按其存在的化學(xué)形態(tài)可分為金屬汞、無(wú)機(jī)化合態(tài)汞和有機(jī)化合態(tài)汞。無(wú)機(jī)汞化合物的主要存在形式有HgS、HgO、HgCO3、HgHPO4、HgCl2和Hg(NO3)2等;有機(jī)汞化合物主要有甲基汞和有機(jī)配合汞等。除甲基汞、HgCl2、Hg(NO3)2外,大多均為難溶化合物。在各種含汞化合物中,甲基汞和乙基汞的毒性最強(qiáng)。土壤中汞的遷移轉(zhuǎn)化比較復(fù)雜,主要有以下幾種途徑:(1)土壤中汞的氧化-還原(2)土壤膠體對(duì)汞的吸附(3)配位體對(duì)汞的配合-整合作用(4)汞的甲基化作用
鎘鎘的污染主要來(lái)源于鉛、鋅、銅的礦山和冶煉廠的廢水、塵埃和廢渣、電鍍、電池、顏料、塑料穩(wěn)定劑和涂料工業(yè)的廢水等。農(nóng)業(yè)上,施用磷肥也可能帶來(lái)鎘的污染。
鉛鉛是人體的非必需元素。土壤中鉛的污染主要來(lái)自大氣污染重的鉛沉降,如鉛冶煉廠含鉛煙塵的沉降和含鉛汽油燃燒所排放的含鉛廢氣的沉降等。另外,其他鉛應(yīng)用工業(yè)的“三廢”排放也是污染源之一。土壤中鉛主要以二價(jià)態(tài)的無(wú)機(jī)化合物形式存在,極少數(shù)為四價(jià)態(tài)。植物從土壤中吸收鉛主要是吸收存在于土壤中的可溶性鉛。植物吸收的鉛絕大多數(shù)積累于根部,而轉(zhuǎn)移到莖葉、種子中的則很少。另外,植物除通過(guò)根系吸收土壤中的鉛以外,還可以通過(guò)葉片上的氣孔吸收污染空氣中的鉛。
鉻鉻是人類和動(dòng)物的必需元素,但其濃度較高時(shí)對(duì)生物有害。土壤中鉻的污染主要來(lái)源于某些工業(yè),如鐵、鉻、電鍍、鉻酸鹽和三氧化鉻工業(yè)的“三廢”排放及燃煤、污水灌溉或污泥施用等。
砷砷是類金屬元素,不是重金屬。但從它的環(huán)境污染效應(yīng)來(lái)看,常把它作為重金屬來(lái)研究。土壤中砷的污染主要來(lái)自化工、冶金、煉焦、火力發(fā)電及電子等工業(yè)排放的“三廢”。土壤中砷主要以正三價(jià)和正五價(jià)存在于土壤環(huán)境中。其存在形式可分為水溶性砷、吸附態(tài)砷和難溶性砷。三者之間在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)土壤中含硫量較高時(shí),在還原性條件下,可以形成穩(wěn)定的難溶性As2S3。一般認(rèn)為,砷不是植物、動(dòng)物和人體的必需元素。但植物對(duì)砷有強(qiáng)烈的吸收積累作用,其吸收作用與土壤中砷的含量、植物品種等有關(guān)。砷在植物中主要分布在根部。浸水土壤中,土壤中可溶性砷含量比旱地土壤高,故在浸水土壤中生長(zhǎng)的作物,其砷含量也較高。所以,為了有效地防止砷的污染及危害,可采取提高土壤氧化-還原電位的措施,以減少三價(jià)亞砷酸鹽的形成,降低土壤中砷的活性。
近日,環(huán)境類國(guó)際知名期刊《危險(xiǎn)材料雜志》發(fā)表了我國(guó)中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能所專家在去除水環(huán)境中重金屬污染物方面取得的新突破。該突破是他們研制出一種單晶多孔納米材料,可快速、高效去除高毒性重金屬離子六價(jià)鉻。六價(jià)鉻為常見(jiàn)的高毒性重金屬污染物,皮膚接觸可能導(dǎo)致過(guò)敏、濕疹;吸入會(huì)造成不同程度的沙啞、鼻粘膜萎縮;食入會(huì)引起嘔吐、腹疼、致癌。六價(jià)鉻還有可能造成遺傳性基因缺陷,對(duì)環(huán)境具有持久性危害。
中科院專家介紹,在眾多六價(jià)鉻的處理方法中,光催化法是一種高效且清潔的處理方法,通過(guò)將高毒性六價(jià)鉻光催化還原成低毒性且是人體內(nèi)必需的三價(jià)鉻,可有效降低鉻離子的危害。
智能所科研人員在六價(jià)鉻的高效光催化材料方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究,制備出了一種單晶多孔納米材料。實(shí)驗(yàn)表明,多孔結(jié)構(gòu)在納米片的表面造成了大量具有高催化活性的位點(diǎn)。這種納米材料投入水中,對(duì)六價(jià)鉻催化還原率可以達(dá)到百分之百,同時(shí)對(duì)苯、酚等有機(jī)污染物的催化降解率也大大提高。
據(jù)了解,這項(xiàng)研究工作得到國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目“應(yīng)用納米技術(shù)去除飲用水中微污染物的基礎(chǔ)研究”、中科院“引進(jìn)海外杰出人才”百人計(jì)劃項(xiàng)目以及國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等的支持。