常见重金属污染及危害篇1

关键词：实验室废弃物，危害，处理

实验室主要分布在学校、科研、环境监测、质检、卫生防疫等单位，区域分散，废弃物排放量较少，对环境所造成的污染不被人们所重视，从各类实验室排出的废弃物，特别是化学物质（如化学废气、废液、废渣等），尽管量少，但大多数未经处理就直接排放到自然界中，天长日久其危害可想而知，因此实验废弃物对污染环境的问题应引起人们高度重视。

实验室废弃物污染主要有：化学污染、生物性污染、放射性污染等，其中较为普遍的为化学污染及生物性污染。

一、实验室废弃物污染的危害

实验过程中产生的各种废弃物，在没有达到排放标准以前直接排放都会对我们赖以生存的自然环境造成不同程度的污染，对人类健康带来危害。

1、废气实验室废气是由实验过程中化学试剂的挥发、泄漏、分解等产生的，其成分多为易燃及有毒气体，根据对人体的危害不同，可将其分为两类：一类是刺激性有毒气体，它们对人的眼和呼吸道粘膜有刺激作用，最常见的有氯气、氨气、二氧化硫、三氧化硫及氮氧化物等；另一类是能造成人体缺氧的窒息性气体，如一氧化碳、硫化氢、氰化氢、甲烷、乙烷、乙烯等，这些气体不但危害人体健康，引起各种疾病，而且会引发火灾等恶性事故。

2、废液

实验室产生的废液包括一般废水和化学性实验废液。一般废水主要来源于清洗仪器用水、清扫实验室用水及大量洗涤用水；化学实验废液主要有样品分析残液、失效的药液等，如各种酸碱性废液、重金属废液、含氰废液、含氟废液、含有机物废液及细菌毒素废液等等。这些废水、废液若随意排放必然污染地下水、地表水，不但水生动物遭殃，而且沿途流域居民生活、人们的生命健康也必定会受到严重影响。

3、固体废弃物

固体废弃物组成复杂，危害较大，特别是过期失效的化学药品，若随意排放，混入居民生活垃圾，将直接危害居民健康，严重污染周围环境。

二、实验室废弃物的处理原则及方法

实验室废弃物的处理一般遵循专人负责、分类收集、定点存放、统一处理的原则，可采用以下几种方法进行处理。

1、有毒气体在实验过程中，许多有毒气体（如Cl2、HCl、H2S、SO2等等）对人体会造成伤害，不要直接放空，可通过气体吸收装置及相关药品吸收处理。

2、废液废液要分类并统一回收在合适的容器中，同时要标明废物种类、储存时间。论文参考网。根据废液的组成及性质，分别通过酸碱中和、混凝沉淀、氧化剂氧化等方法进行处理，若自身无能力处理，则应联系具有处理资格的单位处理。对含有金属离子的废液要根据金属离子的特性将其转化为沉淀，再通过化学手段将其转化为金属及其化合物；对含有易燃性物质如CS2、乙醚等的废液，应尽快处理，不要久放。在处理废液的过程中，往往伴随着有毒气体以及放热、爆炸等危险，故在处理前必须充分了解废液的组成及性质，谨慎地进行处理，边操作边观察，以防危险事故发生。

3、固体废弃物实验室产生的固体废弃物成分复杂，包括多余样品、分析产物、破损或使用过的实验用品（如玻璃器皿、检验用品、纱布、手套及有关实验器材）、过期失效的化学试剂等混合物等。论文参考网。对过期失效的药品试剂要送交有处理能力的部门处理，对一次性使用的物品如口罩、手套、帽子、纱布等集中焚烧处理，对一般废渣可采用挖坑深埋处理。论文参考网。

环境保护是利国利民的大事，任何一个实验部门及有关实验工作人员，都必须加深对环境保护的认识，在思想上引起足够重视，坚持实验室的科学管理，对实验室的废弃物自觉采取相应的处理措施，防止其对环境造成污染，在改善环境质量、保护人体健康方面发挥自己应有的作用。

参考文献

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[2]贾寿华盛峰王玉华搞好三废”综合治理，创建绿色化学实验室[j]实验技术与管理200421（2）

[3]江玉萍浅谈高校化学实验的绿色化[j]实验技术与管理200522（7）

[4]徐静年苏建茹郭奋高校实验室污染不容忽视[j]实验技术与管理200522（11）

[5]俞美香常见实验室废液处理[j]环境导报2002（3）

常见重金属污染及危害篇2

关键词食品；有毒金属；污染来源；危害；预防

中图分类号R155.5+1文献标识码A文章编号1007-5739（2012）11-0285-02

人体内含有多种金属元素，有些金属元素是人体正常组织成分或维持生理功能所必需的。但有些金属元素，尚未证实其具有生理功能，或者正常情况下人体只需要极少的数量或者人体只可耐受极少的数量，剂量稍高，即可呈现毒性作用，这些金属被称为有毒金属。其中，最引起人们关注的有毒金属包括铅、镉、汞、砷等。

1食品中有毒金属的来源

1.1工业“三废”排放和化学品使用污染

现代工业发展迅速，特别是有些乡镇企业，重效益轻环保。农用化学品的使用和工业“三废”的排放，造成环境污染，并通过动植物的摄食在植物体内累积造成污染。与一般农药、化肥污染不同，即使这些有毒金属在环境中的浓度很低，但由于其在环境中不易净化，使大气、土壤、水体均受到污染，并通过食物链富集，类似于持久有机污染物，被称为持久性有毒物[1-3]。

1.2自然环境的本底值高

有特殊地质地理条件的地区，在土壤、水体以及空气中某些金属含量较高，致使在此环境中的动、植物体内的有毒金属含量也往往较高。如高硒地区，不少人毛发、指甲脱落，四肢麻木，皮肤红肿、溃烂，经过分析检验出病因是食物中含超量的硒元素。

1.3食品加工过程中的污染

食品加工过程中，因工艺需要加入的食品添加剂品质不纯，或所使用的容器、管道、金属机械等中含有有毒金属杂质可能造成食品污染。

2食品中有毒金属污染的危害

有毒金属进入人体后，多以原型金属或金属离子形式存在，但有些可以转变为毒性更强的化合物。尽管一次大剂量摄入可以引起急性中毒，但大多数属于低剂量长期摄入后在肌体中积蓄造成的食源性危害。有些金属毒物还具有致畸、致突变和致癌作用[4-5]。

2.1铅对人体的危害

铅主要侵害肾脏、造血器官和神经系统。常见症状表现主要有贫血、腹痛及便秘和腹泻、关节肌肉疼痛、头昏、失眠、口腔金属味、胃肠炎、食欲不振等，严重者可发生休克和死亡。因为慢性铅中毒影响凝血酶活性，使凝血时间延长，在后期出现急性腹痛或瘫痪。铅中毒患者可以观察到血中点彩红细胞和齿龈的“铅线”。铅还损害人体的免疫系统，使抗体产生明显下降。膳食中补充蛋白质、钙、铁、锌、硒和维生素C可以降低铅的毒性。

2.2汞对人体的危害

食品中有机汞的消化吸收率很高，甲基汞的人体吸收率可以达到80%以上；无机汞的吸收率较低，而金属汞几乎不被人体吸收，90%以上可由粪便排出。吸收的汞以肝、肾、脑等器官的含量最高，在全身组织和器官均有分布。长期摄入甲基汞可导致中毒，其症状主要表现为损害神经系统。如神经症状、感觉障碍、听力障碍、视野缩小、语言障碍、运动失调等，严重者可能发生吞咽困难、肢体变形、瘫痪，甚至死亡。甲基汞还可通过胎盘进入胎儿体内，引起胎儿或新生儿中毒。

2.3镉对人体的危害

镉吸收在人体主要积蓄部位为肝脏和肾脏。镉中毒主要损害消化系统、骨骼和肾脏。临床上可见蛋白尿、氨基酸尿、糖尿和高钙尿，导致体内钙的负平衡，并由于骨钙迁出而发生骨质疏松和病理性骨折。镉及其化合物对动物和人体有致突变、致癌和致畸作用，严重时引发急、慢性中毒。

2.4砷对人体的危害

砷由于其许多理化性质类似于金属，故常称为“类金属”，其实际为一种非金属。砷进入人体后可以分布于全身组织。急性砷中毒主要表现为胃肠炎症状，严重者可导致中枢神经系统麻痹而死亡，并出现全身出血症状。慢性中毒主要表现为皮肤色素异常，包括皮肤白斑、颜面和四肢与躯干色素沉着引起的砷源性黑皮病、皮肤角化过度、四肢末梢神经疼痛、神经衰弱等多发性末梢神经炎等。流行病学研究发现，无机砷与人类皮肤癌和肿瘤的发生有关，许多砷的化合物具有致突变作用。

3食品中有毒金属污染的预防措施

3.1严格执行食品卫生标准

目前，我国规定各种食品中铅的限量标准（以Pb计）如下：谷类、豆类、薯类、畜禽肉类0.2mg/kg，鱼、贝类0.5mg/kg，水果、蔬菜（叶菜及食用菌除外）0.1mg/kg，叶菜、食用菌0.3mg/kg，蛋类0.2mg/kg，酒类0.2mg/kg。

我国规定汞在各种食品中的限量标准（以Hg计）为：粮食0.02mg/kg，蔬菜、水果0.01mg/kg，鱼及其他水产品0.3mg/kg，肉、蛋（去壳）、油0.05mg/kg，乳类0.01mg/kg。

我国规定镉在各种食品中的限量标准（以Cd计）为：大米0.2mg/kg，面粉、豆类、花生0.1mg/kg，畜禽肉0.1mg/kg，鱼、贝类0.1mg/kg，蔬菜、水果（叶菜、芹菜、食用菌除外）0.05mg/kg，叶菜、芹菜、食用菌0.2mg/kg，蛋类0.05mg/kg。

我国规定砷在各种食品中的限量标准（以As计）为：粮食0.7mg/kg，蔬菜、水果0.5mg/kg，淡水鱼0.5mg/kg，蛋类0.5mg/kg，食用油0.1mg/kg，醋和酱油0.5mg/kg。

3.2在动、植物生长过程中防止污染

食用动、植物在良好的自然环境中生长和发育，是保证食品质量，防止有毒金属污染的重要环节。因此，应做到：不用被污染的饲料和水饲养畜、禽；不在受污染水域养殖水产品；不在有毒金属含量高的土壤或工业“三废”严重的土壤上种植作物，并注意灌溉用水的水质；在生产过程中，不滥用农药，含有金属元素的汞制剂、砷制剂应严禁使用[6-7]。

3.3合理实施食品加工

使用食品加工机械、管道等生产设备时，一定要清洗干净，并防止机械空转，直接摩擦而产生金属尘粒混入食品；盛装食品的容器要慎重选择，尽量避免使用陶瓷或铝制容器，以防止接触酸性物质而溶出铅和镉渗入食品；食品添加剂应按国家食品卫生标准中对其规定的使用范围和剂量使用。此外，食品加工的环境条件也应符合卫生要求，防止大气中某些有毒金属尘埃溅落于食品上。

4参考文献

[1]陈倩，洛海明，赵春玲，等.北京市食品中五种食源性致病细菌污染状况调查研究[J].中国卫生检验杂志，2003（5）：507-571.

[2]张森富，赵婷.浅析现阶段我国食品安全问题[J].内蒙古煤炭经济，2009（3）：101-103.

[3]中华人民共和国卫生部，中国国家标准化管理委员会.食品中真菌毒素限量（GB2761-2005）[S].北京：中国标准出版社，2005.

[4]杨平，牛春燕.浅谈环境污染对食品安全的影响[J].世界农业，2009（12）：43-46.

[5]桑立伟.食品安全高效监管途径探索[J].食品安全导刊，2009（6）：28-29.

常见重金属污染及危害篇3

【关键词】重金属元素；分析；环境监测

1重金属污染及其危害

1.1重金属污染的来源

据调查研究，发生重金属污染事故的主要是工业、农业、城市和环境等方面。其中，在采矿、选矿、冶炼、锻造、加工、运输等生产过程会产生大量的重金属污染。含有重金属的废水排放、废弃物和其他污染物进入水体和土壤沉淀后，也会对水体等环境产生污染，特别是重金属含量的偏高易使环境污染超标。

农业生产过程中，由于使用了含重金属的化肥，会对土壤产生重金属污染，尤其是农药灌溉水会直接污染土壤。而城市的重金属污染主要来自污水厂污泥的不当处置、垃圾填埋场渗滤液渗漏、使用含铅汽油、使用含重金属的汽车轮胎等等；含有大量重金属的污泥、垃圾焚烧处理不当会造成重金属污染。在繁忙的高速公路附近也会产生一些重金属超标。突发性环境污染事故会造成严重的重金属污染，如某地发生的砷污染。某些重金属污染也可由多种情况综合引起。如血铅事件是由于管理不当，交通事故和环境污染事故长期积累的结果。

1.2重金属的危害

经过污染的重金属进入土壤和水，严重危害土壤和水生环境。因为重金属能透过空气、水和土壤退化的环境进入植物和动物，例如环境、食物链，然后浓缩到体内。进入人体中的重金属会引起严重的作用，它会与蛋白质、核酸等发生反应，造成蛋白质活性降低或消失，导致核酸结构的改变，从而导致突变。重金属会累积在人体肠道，破坏人体功能。医学科学已证明，水俣病、骨痛病、阿尔茨海默氏病和重金属是有很大联系的，所以对人体有害的重金属不容忽视。

2重金属分析

2.1分析概述

前面分析了重金属污染主要来自受污染的土壤和水，除了这些还包括受污染固体悬浮物，排放的废水、废气和固体废物，如颗粒物。由此可以看出在环境监测中的重金属样品主要是水中样品和固体样品。一般用于分析的样品，先进行某些处理，再进行分析，这是所谓的前处理或样品的预处理。

目前，重金属的检测基本上都采用仪器分析的方法，主要是光分析和电化学分析。光学分析方法，常用的是原子吸收光谱（AAS），原子荧光光谱仪（AFS），紫外-可见分光光度法（UV-VIS）。现在电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP）的应用日益广泛，因为其具有快捷方便的特点。电化学分析主要是极谱分析。此外，生物方法，如酶抑制方法等，也可在环境监测中应用。选择分析方法主要是考虑样品中的重金属含量，对分析方法和其他因素的选择，各检出元素之间的关系和相互作用等。

2.2样品制备方法分析

样品的预处理是在分析中非常重要的一部分，对分析结果的影响程度可能比仪器本身甚至更多。因为环境监测中的重金属含量一般比较低，如果在样品制备时污染它可以产生较大的误差。

2.2.1水样预处理

预处理的目的是为了消除一些干扰，如悬浮物或有机吸附组分的存在可造成分析误差。处理的方法是用孔径为0.45μm的滤膜过滤，酸化至pH=1?2保存。通过氧化酸消解法，如HNO3，王水，HClO4等进行试验。抑制样品的挥发性可以用碱性消解法，如用NaOH-H2O2等。消解通常需要加热，过去一般使用电热板加热。微波消解法是一种非常快速、有效的方法，现在也用于很多的试验当中。水样中处于检测下限的元素，也可进行分离和浓缩后测定，如蒸馏、萃取、吸附等，主要的进行处理的方法是离子交换方法。

2.2.2固体样品前处理

固体样品如土壤、沉积物，预处理方法包括酸分解法、碱熔、固体悬浮液制备等，或者是直接固体进样方法。在酸分解法的基础上，利用电热板加热、高压闭合消解和微波消解可以更有效。酸消化时混合酸通常用HNO3-HF-HClO4，HNO3-HCl-HF-H2O2等。电热板法是经典的方法，因为热处理时间长，易造成易挥发元素等的损失，因此近年来也采用高压密封微波消解法。高压密封微波消解法加快了升温速度，降低了试剂消耗量，减少易挥发元素的损失，减少有毒气体的排放量，具有显著优点。当不使用酸水解或酸溶液的时候，也可以使用碱熔法。碱熔法可以完全破坏样品的晶格，释放被测元素。常用的碱熔剂是偏硅酸锂、四硼酸锂、碳酸钠、氢氧化钠和过氧化钠等。样品在高温下通过碱熔融，冷却后成玻璃晶体料，然后用酸来溶解熔块，过滤后的溶液可以在试验后进行分析。固体悬浮液取样通常用于超声处理并加入琼脂悬浮液等手段来稳定该悬浮液，然后在相同液样品的稀释样品处理后进行分析。由于省去了消化过程，大大简化了操作，目前的问题是精度和准确性无法得到保证。直接固体进样，无疑是最简单的加工工艺，现在被测试土壤样品也取得了一定的效果。

2.3重金属分析

如前所述，由于大量的重金属分析方法，很难做出正确的选择，以ICP-AES法为例来说明，需要注意测定的一些问题。ICP-AES是电感耦合等离子体原子发射光谱法的简称，是光源的电感耦合等离子体激励频谱分析，具有快速、检出限低、灵敏度高的特点，线性范围宽，特别是它能够同时的测定各种元素的优点，这样，其在重金属监测方面已成为一个重要分析工具。

（1）由上述方法，消解水样；然后样品以相同的方式，去相同体积的离子水消化以制备空白溶液。（2）仪器参数。诸多因素性能的ICP-AES分析，高频功率，载气流量，观测高度，不同项目的波长元分析应选择合适的参数。（3）试剂，使用分析纯或优级纯试剂。制备单元素和多元素标准溶液混合。（4）水的样品。在所选择的仪器参数和样品，分别与空白溶液的操作依照规定进行标准化。标准化后，使用样品和空白溶液进行测定。使用背景消除系数法的消除背景干扰。（5）ICP-AES法结果频谱分析，选择谱线做中小干扰信号强度分析，并进行湾检测限。元素通常5次为一组的方法进行检出限测试，回收率和精密度应符合要求。

3结语

重金属污染的防治工作正愈来愈受到重视，重金属元素的监测工作需要更加高效。随着监测技术的不断发展和完善，作为环境监测工作者的一员也需要与时俱进，不断地学习和提高。

参考文献：

[1]陈程等.环境重金属污染的危害与修复[J].环境保护，2010（03）.

常见重金属污染及危害篇4

【关键词】水体；重金属污染；危害；生物监测

随着城市化进程的加快和工农业的迅猛发展，重金属排放造成的环境污染问题不断凸显，据统计，自2009年以来，我国已连续发生30多起重特大重金属污染事件。重金属污染已不单是环境保护问题，而愈来愈演变为威胁公共安全的重大事件，亟待解决。2011年2月，国务院通过了《重金属污染综合防治“十二五”规划》，这成为中国第一个“十二五”国家规划，也是首个针对“重金属污染综合防治”的五年规划，由此可见党中央、国务院对解决环境中重金属污染问题的高度重视。近年来，水体的重金属污染日趋加剧已成为不争的事实，水环境重金属污染不但造成了重大经济损失，还对水生生态系统平衡及人类生命健康都带来了极大的破坏。因此，加强对重金属污染的研究和监测显得尤为重要。

1.水体重金属污染的危害分析

重金属指比重大于5g/cm3的金属，约有45种，如铜、铅、锌等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。重金属污染是一个世界性的环境问题，其根源是由于人类活动导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，从而导致环境质量恶化。重金属元素经由各种工业(如采矿、冶炼、电镀等)废水和固体废弃物的渗出液直接排入河流、湖泊或海洋等水体，致使水体含有较高含量的重金属。由于这种受重金属污染的水在颜色、气味等方面与正常水没有太大差别，所以不易引起人们的警觉，容易引起重金属污染事故。

重金属在水体中不能被微生物降解，只能以不同的价态在水、底质和生物之间迁移转化，发生分散和富集作用，当在水体中积累到一定的限度就会对水体――水生植物――水生动物系统产生严重危害。重金属进入水生生态系统后分布于水生生态系统的各个组分中，对生态系统各组分产生影响(即生态效应)。当生物体内重金属积累到一定数量后，就会出现受害症状，生理受阻、发育停滞，甚至死亡，并使整个水生生态系统结构和功能受损、崩溃。鱼类和贝类富集重金属后被人类所食用，或者重金属被稻谷、小麦等农作物所吸收并被人类食用，重金属就会进入人体。重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中累积，使人产生重金属中毒，影响人类健康，轻则发生怪病（水俣病、骨痛病等），重者就会死亡。此外，重金属还具有较高的移动性和较低的中毒浓度，如毒性较强的Hg、Cd产生毒害的浓度仅为0.01～0.001mg/L，使得重金属污染具有一定的隐蔽性和延后性。有些重金属在微生物作用下转化为毒性更强的重金属化合物，如甲基汞进入生态系统后，经食物链的生物放大作用，逐级在较高级的生物体内富集，引起生态系统中各级生物的不良反应，危害包括人体在内的各种生命体的健康与生存。有关学者研究表明：水体中Zn、Cu和Mn能抑制月形藻的生长；Cu、Zn、Mn等金属离子在鱼体内的积累，能影响鱼的性别和生长；水体中重金属离子的含量超过一定浓度会引起文昌鱼中毒，使其身体逐渐弯曲，并最终导致死亡；净水中残留的过量Pb对人体健康会产生危害，主要是抑制胚胎神经的正常发育、导致痴呆、骨萎缩等。

目前我国绝大多数城市都不同程度地存在着突出的水质问题，对我国各大湖泊的调查结果表明，近年各种重金属污染呈上升趋势。从我国七大水系的调研结果可以看出，长江水系Cd污染仅次于Hg、COD、BOD和挥发酚；黄河水系有16.7%的断面总Cd含量超标；淮河干流总Cd含量超标率为16.7%；海滦河总Cd含量平均超标率为16.7%～83.9%；大辽河水系污染较轻。在对所统计的26个国控湖泊、水库的监测中发现了不同程度的Cd污染问题，污染程度仍次于Hg污染。

2.水体重金属污染的生物监测方法

水体重金属污染的生物监测指利用水生生物在一定的水环境条件下，受水体重金属污染物影响会产生各种生物反应来测试水体的污染状况。利用生物对环境污染进行监测，可从不同层次上分析污染危害程度，为环境评价、污染预报和污染物危险性提供依据。

2.1水藻类

水藻类是水体的初级生产者，在水生生态系统的食物链中起着十分重要的作用。重金属通过各种途径进人水体后，一旦被藻类吸收，将引起藻类生长代谢与生理功能紊乱，抑制光合作用，减少细胞色素，导致细胞畸变、组织坏死，甚至使藻类中毒死亡，改变天然环境中藻类的种类组成。通过分析水生藻类的种类和数量组成，研究其生理、生化反应及积累毒物的特点，可以准确地判断水体的污染性质和污染程度。例如，海带就常常用作监测重金属污染的指示植物。海带在水域长期与重金属接触，体内会富集较多的重金属，对其进行抽样测定，不但可以指示该水域重金属的污染程度，而且可以推演其富集的潜在影响。海带生长时间的长短与水域重金属污染情况成正相关。

2.2浮游动物

浮游动物包括原生动物、轮虫、枝角类和桡足类等动物，是水生生态系统的主要组成部分。很多浮游动物对环境变化敏感，同时有积累和代谢一定量污染物的作用。通过研究一定生态系统中浮游动物的种类、组成、数量的变动以及生物量的分布，采用生物污染指数和生物多样性指数，可以评价水体的污染程度。例如，黄玉瑶、任淑智等以河蚬作为指示动物对蓟运河的Hg污染进行了监测，结果表明，河蚬体内的Hg含量与污染源距离明显相关，根据河蚬体内的Hg含量可以反映蓟运河的Hg污染程度与变化。英国、美国、法国等国家利用贻贝和牡蛎作为指示生物监测海洋重金属污染；香港用釉蚝、翡翠贻贝、蚌等双壳类软体动物进行重金属生物监测。

2.3微生物

生物种群数量的变化是重金属污染的重要表征，微生物群落是用于湖泊、水库、池塘和河流水质监测的国家标准方法之一。通过测定微生物群落的结构和功能的各种参数可预测出水体的质量变化。同时，微生物群落也被应用于室内毒性试验，可预防废水和化学物质包括重金属对水体微生物的毒性，为制定相应的安全浓度和最高允许浓度提出群落水平的基准。例如，可以利用发光细菌监测水体的重金属污染，其正常的新陈代谢过程中会发出400nm的蓝绿色可见光，一旦受到重金属污染的干扰，就会破坏其发光，因此，可以根据其发光的变化来测定水体重金属污染程度。■

【参考文献】

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［7］常学秀，文传浩，王焕校．重金属污染与人体健康[J]．云南环境科学，2000，19(1)：59-61．

常见重金属污染及危害篇5

关键词镉污染;锌污染;hakanson潜在生态危害指数法;都龙矿区

中图分类号x143文献标识码a文章编号1007-5739(2010)22-0263-03

studyoncadmium&zincpollutionofsoilsandplantsindulongmine

lifeng-weibeirong-tawuming

(departmentofenvironmentscience&engineering,southwestforestryuniversity,kunmingyunnan650224)

abstracttheanalysisonsamplesofsediments,tailings,ricesoilsandplantsinxiaobairiverpollutedbycadmiumandzincweretested.theresultsshowedthatsoilsediments,tailingsandricesoilsallhadbeenseverelypollutedbycd,andthezncontentofricesoilsandsedimentswerebeyondthestandardofsoilenvironmentalqualitylevelⅱ.thelarshankanson’smethodwasusedtoassesspotentialecologicalriskoftheheavymetalsinxiaobairiver.theassessmentresultsshowedthateachsamplepointwashighwithpotentialecologicalrisk,whichwascausedbyhighlevelsofcd.inaddition,znandcdcontentsofplantsgrowingincontaminatedsoilsweremuchmorethanthoseinnopollutedsoils.itwasindicatedthattheplantswereseverelypollutedincontaminatedsoils.somemeasuresshouldbeadoptedtointegratecontrolforthepollutedarea.

keywordscadmiumpollution;zincpollution;potentialecologicalriskassessmentofhakanson;dulongmine

金属矿产资源是不可再生资源,对国民经济的发展起着重要作用。但是矿山的开发及其一系列采矿、选矿经过加工程序都是高污染过程,尤其对河流、土壤、植物的污染更表现为直接性和危险性[1]。土壤重金属污染物造成土壤营养不良,导致土壤生产力低下,也影响着农产品的品质,已成为土壤环境科技工作者研究的首要问题[2]。

该研究通过对已受矿区污水污染的小白河流域的土壤,包括河流底泥、污染土壤,并对该地生长的几种植物进行分析测定,了解土壤中的镉(cd)、锌(zn)等重金属污染情况,从而对受污染的土壤提出合理的生态治理修复措施。

1材料与方法

1.1研究区概况

试验材料来源于云南省文山州马关县都龙镇小白河流域的三岔河。马关县位于云南省文山州南部,地处东经103°52′～104°39′、北纬22°42′～23°15′,属低纬度亚热带山地季风气候。年平均气温16.9℃,1月平均气温9.6℃,7月平均气温21.7℃,年均降水量1345mm,最大降水量1776mm,最小降水量1027mm。研究区马关县都龙矿区是锌、锡、砷和铁共生的多金属矿床,并伴生有铟、锗、镉、镓、钴、银等稀贵金属。

1.2样品处理方法

1.2.1土壤样品采集及处理。试验确定3块采样地,第1块样地是小白河三岔河段河岸底泥,第2块样地是已废弃的尾矿坝,第3块样地是远离重金属污染的距小白河200m的水稻田。采用“之”字形的布点方法,按0～20cm的深度取样,每个样点取5个混合土样。四分法弃取,保留1kg土壤样品,贴好标签,带回实验室进行处理,清除枯根败叶,在阴凉处风干,磨碎,过100目尼龙筛,封装待测。

1.2.2植物样品的采集及处理。每个样地分别采集5种常见的植物5～10株,把根、茎、叶、果实混合在一起。5种植物为紫茎泽兰(eupatoriumadenophorumspreng)、木贼(equisetumhyemalelsppl)、多花抗子梢(multiforonsclovershrub)、野牡丹(melastomaaffined.don)、光叶蕨(knuiwatsukiacuspidata)。将采回植物鲜样洗净、切碎,放在阴凉处晾干。然后用瓷制研钵研碎,过20目尼龙筛,封装待测。

1.3测定方法

1.3.1植物样品的预处理。将标有号码的瓷坩埚在高温电炉中灼烧15～30min,移至炉门口稍冷却,放入干燥器内冷却至室温,称重。必要时再次灼烧、冷却、称重,至恒重为止。在坩埚中准确称取磨碎、烘干、混合的样品2～3g(称准到0.01g),放在电炉上缓缓加热炭化,烧至无烟时移放在已烧到暗红色的高温电炉门口处,片刻后再放进炉内深处,关闭炉门,加热至约450℃(暗红色),在此温度下烧至灰分近于白色为止,大约需要1h(0.75～2.00h)。将坩埚移放在炉门口稍冷却,最后放入干燥器内冷却至室温[3]。用1∶1hcl溶解灰分,定容到50ml容量瓶中,待测。

1.3.2土壤样品消解。准确称取过80目的风干底泥样品0.3～0.7g(精确至0.0001g)于小烧杯中,加少许蒸馏水润湿,加王水15ml。同时做试剂空白试验。在电热板上加热微沸(140～160℃),至有机物剧烈反应后,加高氯酸5ml,继续加热至冒浓白烟,强火加热至样品呈灰白色,小心赶去高氯酸(若出现棕色烧结干块,则继续加入少许王水,加热至灰白色)。然后,取下样品,用1%硝酸15ml加热溶解,以中速定量滤纸过滤于50ml容量瓶中,用少量水冲洗残渣,定容待测。

1.3.3仪器的调整和设定。在原子吸收分光光度计(wfx-130a)上安装镉、锌2种空心阴极灯,并设定好每一种金属的测定条件。

1.3.4标准曲线的绘制。吸取混合标准溶液(cd:10mg/l;zn:10mg/l)0、0.05、1.00、3.00、5.00、10.00ml分别放入6个100ml容量瓶中,用0.2%硝酸稀释定容;然后,按测定步骤测量吸光度,用经校准的吸光度对相应的浓度作图,绘制标准曲线。

1.3.5测定吸光度。按标准曲线的绘制方法测定样液中的吸光度,并在标准曲线上查出样液中镉、锌的浓度,最后计算水样、底质中2种重金属的含量。

1.3.6计算方法。土壤或植物中重金属含量的计算方法为:

式中:c—从标准曲线或线性方程上查到的各样液的浓度(mg/l);v—样液的定容体积(ml);w—样品的干重(g);a—土壤或植物中镉、锌的含量。

2结果与分析

2.1土壤中cd、zn含量分析

将小白河流域各采样点河流底泥、尾矿土和水稻土中的zn、cd含量(表1)与我国二、三级环境土壤标准进行比较,分析重金属zn、cd的毒性对土壤造成的危害。由表1可知,河流底泥cd含量为74.67mg/kg,尾矿土cd含量为77.84mg/kg,水稻土cd含量为11.19mg/kg;分别是我国二级土壤环境标准的248.9倍、259.5倍和37.3倍。与我国三级土壤环境标准相比较,上述土壤cd的含量分别是相应标准的74.67倍、77.84倍和11.19倍,说明cd对该流域土壤污染严重。河流底泥zn含量为1737.60mg/kg,尾矿土zn含量为115.00mg/kg,水稻土zn含量为715.74mg/kg。尾矿坝土zn的含量为我国二级土壤环境标准的一半,而小白河流底泥和水稻土的zn含量分别是我国土壤二级环境质量标准的6.95倍和2.86倍。说明zn对该小白河流域河流底泥影响最大,河流底泥zn污染对河水相互影响,使受河水灌溉的水稻土受到影响,其zn含量比较高,但尾矿土壤没受到zn的污染。综上所述,对小白河流域土壤污染最大的重金属是cd,其次是zn。

2.2小白河流域植物cd、zn含量分析

(1)污染区植物重金属含量分析。在不同的生长区域各种植物中重金属的含量不同,通过对试验区5种植物重金属cd、zn含量分析,与无污染区作对照。由表2可知,受污染植物体内的重金属含量明显要高于对照,说明土壤环境中金属元素含量越高,植物体内的重金属含量也就高。对cd的吸收最为显著的植物是多花抗子梢,污染区生长的多花抗子梢植物体内cd含量是无污染区的1314倍,该植物体内cd含量高达13.14mg/kg。其次为光叶蕨和紫茎泽兰,污染区生长的光叶蕨体内cd含量是无污染区的1033倍,污染区生长的紫茎泽兰体内cd含量是无污染区生长的354倍。因此,植物对cd的吸收能力依次为多花抗子梢>光叶蕨>紫茎泽兰。

对zn的吸收最为显著的植物是紫茎泽兰,污染区生长的紫茎泽兰体内zn含量是无污染区83.80倍,该植物体内zn含量为33.100mg/kg,其次为光叶蕨和多花抗子梢,污染区生长的光叶蕨体内zn含量是无污染区的21.25倍,污染区生长的多花抗子梢体内zn含量是无污染区的6.98倍。因此,植物对zn的吸收能力依次为紫茎泽兰>光叶蕨>多花抗子梢。

(2)同一污染植物不同重金属的含量分析。由于同一种植物对不同的重金属敏感程度及其含量不同,重金属zn、cd对已污染的植物危害也不同。分别分析矿区紫茎泽兰、多花抗子梢、野牡丹和光叶蕨这4种植物的zn、cd含量,研究植物体内zn、cd富集程度及对其造成的危害。图1和表3表明紫茎泽兰体内重金属zn的含量明显高于其他3种植物,它们有着相同的生态环境,但紫茎泽兰比其他植物更加适宜zn污染的土壤环境;而紫茎泽兰对重金属元素cd的吸收表现出弱势,光叶蕨次之,多花抗子梢吸收的cd含量最高,在野牡丹中没有发现cd存在。表明多花抗子梢比其他3种植物更加适宜cd污染的土壤环境。光叶蕨体的重金属含量高于多花抗子梢,表明光叶蕨比多花抗子梢更加适宜重金属污染的土壤环境。

2.3小白河流域土壤重金属的生态危害评价

(1)评价方法。瑞典学者hakanson[4]提出的潜在生态危害指数法是评价重金属生态危害的常用方法。按照该方法,某区域土壤中第i种重金属潜在危害指数为:eri=tri(csi/cbi)。式中:csi为土壤中重金属i的实测值;cbi为重金属i的参照值(背景值);csi/cbi为富集系数;tri为毒性响应系数(cd为30,zn为1)。土壤中多种重金属的生态危害指数为单种重金属危害指数之和:ri=∑eri;参照值的选择无统一标准,该文选择工业化以前土壤重金属cd、zn的最高背景值作为参照值[5]分别为0.30、80.00mg/kg。

毒性相应系数反映了重金属的毒性水平和生物及环境对重金属的敏感程度,一般该系数越大,对生物的毒性就越大。土壤中重金属生态危害程度的划分标准:eri<40或ri<150为生态危害轻微;40≤eri<80或150≤ri<300为生态危害中等;80≤eri<160或300≤ri<600为生态危害强;160≤eri<320或ri>600为生态危害很强。

(2)评价结果。利用hakanson潜在生态危害指数法对小白河流土壤重金属生态危害评价,结果如表4所示。

可以看出,cd的富集系数在37.30～259.47之间,zn的富集系数在1.44～21.72之间。以单个重金属的潜在生态危害指数来评价重金属的生态危害,cd在3个采样点的生态危害均为很强,eri在1119.00～7784.10之间,均远远高于160,其在尾矿坝附近土壤潜在生态危害最强,河流底泥生态危害程度略低于尾矿土。尾矿土的ri值高达7785.54,表明其潜在生态危害最强;河流底泥ri值为7488.72,水稻土ri值为1127.95,均远大于600,也属于生态危害很强。在全部监测面的ri值中,cd的数值最大。如果不考虑cd而只考虑zn污染的权重,河流底泥、尾矿土、水稻土样点的ri值分别为21.72、1.44、8.95,均小于160,其潜在生态危害轻微。3个采样点潜在生态危害均属于很强,主要是因为3个采样点土壤中的cd含量远远高于土壤二级环境质量标准,且cd的毒性响应系数又比较高。因此,对小白河流域土壤中的cd污染治理要予以重视。

3结论与建议

3.1结论

(1)小白河流域重金属cd的含量均远远高于我国土壤环境质量二级标准,说明小白河流域土壤已受到重金属cd的严重污染;河流底泥和水稻土的zn含量分别是我国土壤二级环境质量标准的6.95倍和2.86倍,表明zn对该小白河流域河流底泥的影响最大。河流底泥和河水相互影响,相互污染,使受河水灌溉的水稻土受到一定影响,导致水稻土中zn含量比较高,且受到了不同程度的污染,但尾矿土壤还没受到zn的污染。表明小白河流域的河水已受到污染,不能用作灌溉水源。

(2)由于土壤长期受含zn、cd废水的影响,生长在其上面的植物受到严重污染。与对照相比,受污染的植物cd含量超过354～1314倍,受污染的植物zn含量超过6.98～83.80倍。在所监测的植物中,cd含量吸收最为显著的植物是多花抗子梢,其次是光叶蕨和紫茎泽兰,植物对cd的吸收依次为多花抗子梢>光叶蕨>紫茎泽兰;植物对zn的吸收最为显著的是紫茎泽兰,其次为光叶蕨和多花抗子梢,植物对zn的吸收依次为紫茎泽兰>光叶蕨>多花抗子梢。

(3)在相同的生态环境中,紫茎泽兰更适宜锌污染的土壤环境,多花抗子梢更适宜cd污染的土壤环境。光叶蕨体内的重金属zn含量高于多花抗子梢,表明光叶蕨比多花抗子梢更加地适宜锌污染的土壤环境。

(4)利用hakanson潜在生态危害指数法对小白河流域土壤重金属生态危害评价结果表明,各采样点的重金属污染潜在生态危害都很强,主要原因是cd含量过高引起的。

(5)对小白河流域的cd、zn应予以足够重视,需要采取措施防止cd、zn由底泥进入水相,对沿河两岸排放含cd、zn的污水也要采取一定措施,减少含cd、zn废水的排放。

3.2建议

根据环境保护部环发《关于加强土壤污染防治工作的意见》(〔2008〕48号),为改善土壤环境质量,保障农产品质量安全,建设良好人居环境,促进社会主义新农村建设,必须尽快研究防控重金属污染的措施[6]。首先,贯彻依法预防的原则,建立健全和贯彻防治土壤污染的有关法律法规和标准。其次,充分利用土壤污染状况调查结果,加快产业结构调整,优化工农业发展规划和布局,发展清洁生产工艺,控制和消除重金属污染源。第三,提高土壤环境容量和土壤净化能力,建立土壤污染监测、预报与评价系统。第四,小白河流域的河水已受到污染,不能作为农业灌溉用水。加强小白河流域河道重金属污染治理,加大管理力度,严格控制矿区污水排放标准,严禁不达标的选矿废水排入河道。第五,对已受zn、cd污染的水稻田,不能继续种植水稻等对cd吸收能力强的植物。要加强重金属污染治理,改茬换种zn、cd吸收较弱的作物。第六,采用乡土物种,植树种草,适当选用紫茎泽兰、光叶蕨和杨树等当地物种,保护土壤环境,对已污染的土壤采取治理措施,物理措施、化学措施和生物措施综合运用[7]。总之,矿山开发一定要科学、合法、有序、适度,并严格加强管理、监督,确保维护良好的生态环境。整理

4参考文献

常见重金属污染及危害篇6

一、废电池的危害性

二、废电池的成分分析和危害

三、深刻的个人感受,受益匪浅

关键词:废电池、环境污染、保护环境、造福人类

前言:

近两年,废电池对环境的影响成为国内媒体热门话题之一。有的报道称电池对环境污染很严重,一节电池可以污染数十万立方米的水①。有的甚至说废电池随生活垃圾处理可以引起诸如日本水俣病②之类的危害,这些报道在社会上引起了很大反响,有很多热爱环保的人士和团体开展或参加了回收废电池③的活动。我们作为一名新世纪的中学生,也应加入到预防废电池污染的活动中来。

正文:

废电池中含有汞、镉、铅、锌等重金属有毒物质。人若汞中毒,会损害中枢神经系统,死亡率高达40%;镉的主要危害是肾毒性,还会续发“痛痛病”(引起骨质疏松,软骨病和骨折)同时还是致癌物质;人体食用含铅的食物,会影响酶及正常血红素合成,影响神经系统;

废电池在填埋处理一个月内,其金属外壳就会被腐蚀穿孔,废电池中的有害物质就会进入土壤、水体,对环境造成污染。据环保专家测试,如果6吨生活垃圾中混入一粒含汞电池,当这些垃圾进行填埋后,土壤中汞的浓度就会超过安全标准;若废电池混入生活垃圾进入焚烧厂,则其中的汞、镉等金属将会在高温下气化排入大气,使大气环境受污染,影响人体的健康。

正常使用时电池中的汞、镉等并不会渗漏出来造成危害。

一、(废)电池的危害性:

万事开头难,面对着这么大的一个课题,应该从哪里研究起呢我们两人都不约而同地想到从电池的危害性入手。人都说废电池有害,那么是不是所有的废电池都有害呢电池的危害性又表现在哪里呢为此,我们上网查阅了有关资料,并得出了以下结论:

①。并不是所有的废电池都是危险品,碰也碰不得,电池种类不同,对于环境的污染差别也很大,应区别对待,有些电池如碱性干电池和镍氢电池不会对环境造成严重危害,但有些电池如镉镍电池含有有害物质,进入环境长期作用,可能直接危及人们的健康。

②。电池污染具有生产多少废弃多少,集中生产,分散污染;短时使用,长期污染的特点,电池污染是因为电池含有以下重金属:

铅:神经系统(神经衰弱,手足麻木),消化系统(消化不良,腹部绞痛),血液中毒和其他的病变。

汞:精神状态改变是汞中毒的一大症状。脉搏加快,肌肉颤动,口腔和消化系统病变。发生在日本的水俣病就是汞中毒的典型。

镉,锰:主要危害神经系统。镉中毒后患者手足疼痛,全身各处都很易发生骨折,俗称“痛痛病”

③废旧电池污染环境的途径:

俗话说得好:病从口入,废电池也一样。我们分析了种种电池污染过程,不外乎以下几种,且这些元素本被封存在电池壳内部,并不会对环境造成影响。是经过长期机械磨损和腐蚀,使得内部的重金属和酸碱等泄露出来,进入土壤或水源,才会通过各种途径进入人的食物链,从而危害人类健康。

这些过程简述如下:

电池土壤微生物动物循环

粉尘农作物食物人体神经沉积发病

其他:水源植物食品消化

生物从环境中摄取的重金属可以经过食物链的生物放大作用,逐级在较高级的生物中成千上万地富积,然后经过食物进入人的身体,在某些器官中积蓄造成慢性中毒。

④废旧电池危害的其它表现:

那么,废电池是如何进入环境的呢,目前我国还没有进行垃圾分类回收,目前生活垃圾处理主要是卫生填埋,堆肥和焚烧三种方式,混入生活垃圾的废旧电池在这三个过程中的污染作用体现在:

填埋:废旧电池的重金属通过渗滤作用污染水体和土壤。(主要是干电池)

焚烧:废旧电池在高温下,腐蚀设备,某些重金属在焚烧炉中挥发在飞灰中,造成大气污染,焚烧炉底重金属堆积,给产生的灰渣造成污染。

堆肥:废旧电池的重金属含量较高,造成堆肥的质量下降。

废电池对人体的危害及其处理

21世纪朝着我们奔来,可是人们的环保意识有没有跨入21世纪呢?垃圾随地可见,随地吐痰成了人们的习惯,废电池混于垃圾之中,污染着整个社会环境、危害着人们的身体健康……

说起电池,大家非常熟悉,日常生活中都要用到,可又有多少人知道用完的废电池对社会环境的污染,对人体有些什么危害,而我们又应该怎样处理呢?作为当代的小主人,从对社会负责的责任心和好奇心,想了解废电池中有些什么原素,它的威力为什么这么大?同学们在讨论中提出了许许多多的为什么,使我们非常急切地想通过自己探索,依靠自己,了解废电池对人体的影响及其处理对策。

我们开始了第一阶段的研究——讨论实施计划。首先由我提出了第一个问题:了解废电池的危害。我觉得先要知道废电池的危害后才能对废电池进行处理。陈峰同学提出了下一步应该如何对废电池的处理进行探讨,同学们一致认同了。XX说完,XX又迫不及待地说:仅仅知道了废电池的危害还不够,还要在学校、家庭、社会进行广泛宣传,才能引起全社会的重视。同学们觉得她提出的主意非常好。经过集思广益,我们拟定了小组计划:

一、以路桥为限,了解社会对电池的需求量(一周时)

通过市场调查,了解社会对电池的需求量

二、通过问卷调查,了解废电池对社会环境的污染及对人体危害的认识(一周时)

了解电池内部结构,通过查找资料和数据,了解危害性。

三、对废电池的处理(一周时与第二步同时进行)

在了解电池的危害后,对它们的处理进行探讨。

四、对社会进行广泛宣传(一周时)

了解危害,知道处理方法后,进行宣传。

虽然在问卷调查中受到了不少挫折和麻烦,但是我们能顺利的完成了预期的目标。对废电池危害认识的调查结果表明:中牛人中76..7%表示知道;8.3%知道很少;15%的人则根本不知道。中老人中55.7%知道,24.3%的人知道的很少,20%的人不知道。青年人(包括学生)中则有98%的人知道对环境的危害,仅有2%的人表示知道得很少,没有人不知道。

废电池对人类的危害到底有哪些呢,根据资料证明:电池用完后若弃之于自然界,对环境造成的污染是相当严重的,对人体的危害也不容忽视。因为电池中含有汞,外层金属锈蚀后,汞就会慢慢从电池中溢出来,进入土壤或地下水,再通过农作物或饮用水进入人体,将会损伤人的肾脏。一节一号电池烂在地理能使一平方米的土地失去利用价值,可想而知,真是让人听了可怕极了。此外,我们还用一节五号电池做过实验。我们先将一洗净了的塑料瓶子里装了半瓶自来水,然后将一节五号电池放入水中,过了片刻,水和电池都没任何变化。我们又取来一只空瓶,像刚才一样洗净后,装入水,我们又取来一节用完的五号电池,想用刀片把它分成两半,可是不管用剪刀,还是刀片都不能使它们分开,有同学提出用斧头敲。第二天,一位同学带来了一把斧头,我们又拿出一节五号电池,用斧头对着一节电池敲了起来,没有多少间,一些灰色的粉末渗出了金属,我们又断续敲,灰色的粉末变成了漆黑的了,经过大家的分析和判断,确定了这些粉末是汞、镉、镍、铅等制度配制出来的。经过实验,我们体会到,不管做什么事都要齐心协力,不能遇到困难就退缩,要克服困难,才能把事情顺利完成。接着,我们又开始对废电池的处理进行了探讨。讨论中,大家提出许多很好的建议:

1、如到商店里去买电池,要带着一节废电池,这样就可以便宜、打折。

2、如果要买电池,不带废电也,就不能买。

3、写一份倡议书,告诉居民们废电池的危害,然后请他们把用剩下的废电池扔进居委会设有的废电池回收箱内……

二、废电池的成分分析和危害:

常用电池的组成

电池系列大量元素或物质主要有害物质

锌锰电池ZnMnO2NH4CIZnCI2Hg

碱性锌锰电池ZnMnO2KOHHgKOH

镍镉电池CdNiKOHCdKOH

镍氢电池MHNiKOHKOH

锂离子电池LiCo或NiMn有机电解质

铅蓄电池PbH2SO4PbSO4PbH2SO4PbSO4

曾有媒体报道说“一颗纽扣电池能污染将近60万升水,相当于一个人一生的饮水量”等等。对于这种说法,笔者分析如下。美国威斯康辛麦德逊大学的一个研究组的调查结果表明:每个人的需水量差异很大,在未脱水的情况下,一个人每天的摄取量可以从最低1.2升到最高7.7升之间,而且与年龄差异关系不大。我们可以自己计算,假设一个人平均每天饮水2.3升,一年按365天计算,并假设该自然人活到75岁,则一个人一生饮水量为:2.3×365×75=62962.5升=62.9625立方米=62.9625吨。

通过以上分析,我们得知要理解汞等重金属对环境的污染,还要参考相关的环境标准,如我们国家的国标《地表水环境质量标准》(标准号:GB3838-2002),

一类、二类饮水标准规定,每升水中若含有超过0.00005毫克的汞则可以认为突破了国标的限制,造成了环境污染。因此可以推算5毫克汞全部溶解于水中可以污染100000升水,也就是10万升水。而我们的纽扣电池一般也就含3-4mg的汞,所以即使这些汞全部溶解于水,也只能造成6万升水的污染,相当于一个人一生的饮水量,我们至此找到了媒体的“一颗纽扣电池可以污染一个人一生的饮水”的说法的根源。但是我们前面也讲过,扩散和溶解要一个漫长的过程,所以这只是为了引起人们高度主意的一个形象的说法,大家要客观对待。

三、深刻的个人感受,受益匪浅