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摘 要: 汞是一种累积性毒物,甲基汞进入人体很容易被富集,不易降解。人体受汞慢性中毒会有头痛、昏迷、震颤等症状。大量吸入汞蒸汽会有可能会形成肝炎、肾炎、蛋白尿和尿毒症等。这类病有严重的后遗症和较高的死亡率,更为严重的是该病可遗传。在我国松花江流域的一些渔民体内有明显的汞积累,而且已经出现了“拟似水俣病”的病人。本文主要叙述了水体汞污染对人体健康和环境的影响,水体汞污染的来源、治理预防的方法。
关键词: 水体汞;污染; 健康; 治理
前言
我们人类赖以生存的地球,环境问题严重。人们对这些环境问题越来越重视,其中就包括水体汞污染对人类生活环境及人们身体健康的破坏。汞对人体许多器官都有损害,其中对神经系统有高度毒性。
据估计,1970~1979年全世界由于人类活动直接向水体排放汞的总量约1.6万吨;排向大气的总汞量达10万吨左右;排入土壤总汞约为10万吨,而排向大气和土壤的也将随着水循环回归入水体,通过食物链最终危害人类身体健康。
一、水体中汞的污染化学
1.1水体中汞的污染源
造成水体中汞污染的主要污染源有生产汞的厂矿、有色金属冶炼、使用汞的生产部门、矿物燃料的燃烧、有机汞农药的使用等。
2.2水体中汞类的物理性质
汞是室温下惟一的液体金属,熔点为-38.87℃,具有很高的挥发性。汞在熔化时即开始蒸发,温度越高,汞蒸气越多。
2.3汞的化学性质
2.3.1金属汞的化学性质。
汞是化学性质比较稳定的金属,在室温下不易被空气氧化,加热至沸腾才慢慢地与氧气作用形成氧化汞。汞不与盐酸和稀硫酸作用,仅仅与氧化性的硝酸、高氯酸反应。
2.3.2水体中汞类污染物的生物效应
水体中的汞化合物主要是通过食物链的形式进入人体,进入后被血液吸收并迅速弥散到全身各个器官。血液和组织中蛋白质的巯基与汞迅速而牢固地结合,并且将汞集中到人体具有解毒功能的肝脏和肾脏中。随着汞不断富集,肝脏和肾脏慢慢会被损坏。
二、第二松花江水体汞污染情况
3.1区域概况及主要污染源
松花江上游段(嫩江汇入前)全部在吉林省内,也称第二松花江。其干流长790km。中等干旱年份(P=75%)年径流量133亿m3流域面积占吉林省总面积的40%,流域人口占全省的1/2。汞污染的主要江段为吉林市肇源江段,其污染源均分布在吉林省境内。
3.2江水中的汞与甲基汞
主要含汞废水出口附近的江水含汞量,在汞输入高峰期可达0.05mg/L,汞输入下降期为0.005mg/L左右,在汞的低水平输入期则降为0.0005mg/L以下。江水中甲基汞浓度,在高峰期为20~130ug/L。低水平输入期,整个江段的甲基汞浓度为0.15ug/L左右。
3.3沉积物中的汞与甲基汞
沉积物汞浓度以含汞废水出口附近最高。沉积物汞输入高峰期含汞量平均值为51.0mg/kg,最高值达440mg/kg。在汞输入低水平期,平均值为12.2mg/kg,最高值为352mg/kg。甲基汞输入高峰期,沉积物中有明显的甲基汞积累,废水出口至下游20km江段,甲基汞浓度达70~300ug/kg;20~170km江段为16~60ug/kg;170~300km江段为10ug/kg左右。输入下降期,上述各江段甲基汞浓度分别为5~100ug/kg。低水平输入期,除废水出口处为10ug/kg左右外,其他江段均在2ug/kg以下。可见甲基汞从沉积物中净化的速率比汞快。
3.4鱼体中的汞与甲基汞
在汞输入高峰期,松花江吉林至三岔河口江段鱼类平均含汞量0.744mg/kg。肉食性鱼类平均超过1mg/kg。含汞量最高的鱼类个体,其中含汞量达3.240mg/kg。经多次调查发现春季鱼类含汞量比秋季高,鲫鱼最明显,可高2~3倍,可能与鱼的不同来源有关。鱼类含汞量的水平分布,其趋势与江水、沉积物的基本一致,但上、下游间的变化却平缓很多。输入高峰期鱼体汞含量为0.8mg/kg左右,输入低峰期又降到0.5mg/kg左右。
甲基汞在鱼类肌肉中站总汞的60%左右,肉食性鱼达62~77%。鱼类甲基汞浓度随输入速率的变化过程与汞的浓度变化过程相似。进入甲基汞低水平输入期后,其下降幅度比总汞大,故甲基汞占总汞的比例也相应降低。
3.5 水体汞污染的环境影响
3.5.1对人体健康的影响
松花江吉林市至肇源江段原是鱼类资源丰富的鱼类基地。人们通过食用这些鱼类已经有部分人出现了与日本慢性水俣病相似的症状。
3.5.2对农业的影响
通过观测,用被汞污染的江水灌溉的农田土壤均有汞的累积。离主要供污染源越近汞污染越明显,灌区土壤中,植物易于利用的可溶性汞占总汞量的15~40%。水田耕層土壤还普遍检出了甲基汞含量为0.00034~0.018mg/kg。在主要汞污染源下游的水田中,部分田块上的稻米含汞量超过国家规定的实用标准。也就是说如果人们食用了这些被污染的稻米粮食将影响到人类的健康。
三、第二松花江水体汞污染治理的方法
针对第二松花江水体汞污染问题采取一些相应的治理方法措施。废除用汞工艺,改用无汞工艺进行生产,是治理汞污染源的关键措施之一。此外,还可进行多种含汞及甲基汞废水处理方法的研究,如用Na2S法处理乙醛含汞废水的实验、用腐植酸处理含汞及甲基汞废水的实验、用铁屑法处理含汞废水的实验等等。
要做好第二松花江水体汞污染源的治理工作,还可以通过以下这些方法来进行处理。
4.1化学絮凝沉淀法
向含汞废水中加入硫化钠,由于汞离子和硫离子有容易结合,能够生成溶度积小的硫化汞而从溶液中除去。用硫化物沉淀法适用于处理含汞量较高的废水,它能除去90%~95%的汞,为了更好的沉淀去除废水中的汞,可以采用硫氢化钠、明矾两步处理,由于产生氢氧化铝共沉淀,使排出废水中含汞量降至0.006~0.05mg/L,提高了沉降效率。
4.2金属还原法
呈离子状态的无汞化合物可以通过还原的方法将其转化为金属汞形态,然后再用过滤或其他固-液分离法予以分离。
4.3离子交换法
用带有—SH基团的聚巯基苯乙烯树脂能够很好的处理含汞废水。树脂上的巯基对汞离子有很强的吸附能力,吸附在树脂上的汞可以用浓盐酸洗脱,定量回收。含汞废水经过处理后汞含量可降至0.05mg/L。
4.4疏浚法
疏浚是用来清除河床沉积物、疏通河道的重要方法。对于河流比较浅、污染面积小、汞含量大的河床,挖掉含汞沉积物是比较合适的。
四、结论
当前,重金属污染日益严重地危害地球生态环境和人类的健康。我国的汞污染问题已不容忽视。严格规范汞的使用,从源头上消除污染是最为有效的方法。
水体汞污染给我们的身体及环境带来的破坏非常严重,我们必须重视起来。在水体汞污染治理及防治中,我们首先要对已经被污染的环境和已经遭受迫害的身体进行恢复,再则我们也要预防,不能等污染造成之后再想办法进行治理,我们必须从头到尾重视起来,与可持续发展战略相结合,保护好生态环境,给子孙留下美丽的生活家园。
参考文献
[1]陈静生,周家义.中国水环境重金属研究,2000,6.
[2]王稔华、王书海,第二松花江汞的污染与迁移过程历史分析,地理科学.
[3]郭立书、瞿平阳,松花江三岔河—哈尔滨江段汞污染分布状况的探讨,环境科学丛刊.
[4]王九思编著.水处理化学.北京:化学工业出版社,2002.
[5]中国大百科全书.化工卷.
[6]王云彩,汞污染对人体健康的危害2004(03).
[7]王凯雄编著,水化学.北京:化学工业出版社,2001.
关键词: 水体汞;污染; 健康; 治理
前言
我们人类赖以生存的地球,环境问题严重。人们对这些环境问题越来越重视,其中就包括水体汞污染对人类生活环境及人们身体健康的破坏。汞对人体许多器官都有损害,其中对神经系统有高度毒性。
据估计,1970~1979年全世界由于人类活动直接向水体排放汞的总量约1.6万吨;排向大气的总汞量达10万吨左右;排入土壤总汞约为10万吨,而排向大气和土壤的也将随着水循环回归入水体,通过食物链最终危害人类身体健康。
一、水体中汞的污染化学
1.1水体中汞的污染源
造成水体中汞污染的主要污染源有生产汞的厂矿、有色金属冶炼、使用汞的生产部门、矿物燃料的燃烧、有机汞农药的使用等。
2.2水体中汞类的物理性质
汞是室温下惟一的液体金属,熔点为-38.87℃,具有很高的挥发性。汞在熔化时即开始蒸发,温度越高,汞蒸气越多。
2.3汞的化学性质
2.3.1金属汞的化学性质。
汞是化学性质比较稳定的金属,在室温下不易被空气氧化,加热至沸腾才慢慢地与氧气作用形成氧化汞。汞不与盐酸和稀硫酸作用,仅仅与氧化性的硝酸、高氯酸反应。
2.3.2水体中汞类污染物的生物效应
水体中的汞化合物主要是通过食物链的形式进入人体,进入后被血液吸收并迅速弥散到全身各个器官。血液和组织中蛋白质的巯基与汞迅速而牢固地结合,并且将汞集中到人体具有解毒功能的肝脏和肾脏中。随着汞不断富集,肝脏和肾脏慢慢会被损坏。
二、第二松花江水体汞污染情况
3.1区域概况及主要污染源
松花江上游段(嫩江汇入前)全部在吉林省内,也称第二松花江。其干流长790km。中等干旱年份(P=75%)年径流量133亿m3流域面积占吉林省总面积的40%,流域人口占全省的1/2。汞污染的主要江段为吉林市肇源江段,其污染源均分布在吉林省境内。
3.2江水中的汞与甲基汞
主要含汞废水出口附近的江水含汞量,在汞输入高峰期可达0.05mg/L,汞输入下降期为0.005mg/L左右,在汞的低水平输入期则降为0.0005mg/L以下。江水中甲基汞浓度,在高峰期为20~130ug/L。低水平输入期,整个江段的甲基汞浓度为0.15ug/L左右。
3.3沉积物中的汞与甲基汞
沉积物汞浓度以含汞废水出口附近最高。沉积物汞输入高峰期含汞量平均值为51.0mg/kg,最高值达440mg/kg。在汞输入低水平期,平均值为12.2mg/kg,最高值为352mg/kg。甲基汞输入高峰期,沉积物中有明显的甲基汞积累,废水出口至下游20km江段,甲基汞浓度达70~300ug/kg;20~170km江段为16~60ug/kg;170~300km江段为10ug/kg左右。输入下降期,上述各江段甲基汞浓度分别为5~100ug/kg。低水平输入期,除废水出口处为10ug/kg左右外,其他江段均在2ug/kg以下。可见甲基汞从沉积物中净化的速率比汞快。
3.4鱼体中的汞与甲基汞
在汞输入高峰期,松花江吉林至三岔河口江段鱼类平均含汞量0.744mg/kg。肉食性鱼类平均超过1mg/kg。含汞量最高的鱼类个体,其中含汞量达3.240mg/kg。经多次调查发现春季鱼类含汞量比秋季高,鲫鱼最明显,可高2~3倍,可能与鱼的不同来源有关。鱼类含汞量的水平分布,其趋势与江水、沉积物的基本一致,但上、下游间的变化却平缓很多。输入高峰期鱼体汞含量为0.8mg/kg左右,输入低峰期又降到0.5mg/kg左右。
甲基汞在鱼类肌肉中站总汞的60%左右,肉食性鱼达62~77%。鱼类甲基汞浓度随输入速率的变化过程与汞的浓度变化过程相似。进入甲基汞低水平输入期后,其下降幅度比总汞大,故甲基汞占总汞的比例也相应降低。
3.5 水体汞污染的环境影响
3.5.1对人体健康的影响
松花江吉林市至肇源江段原是鱼类资源丰富的鱼类基地。人们通过食用这些鱼类已经有部分人出现了与日本慢性水俣病相似的症状。
3.5.2对农业的影响
通过观测,用被汞污染的江水灌溉的农田土壤均有汞的累积。离主要供污染源越近汞污染越明显,灌区土壤中,植物易于利用的可溶性汞占总汞量的15~40%。水田耕層土壤还普遍检出了甲基汞含量为0.00034~0.018mg/kg。在主要汞污染源下游的水田中,部分田块上的稻米含汞量超过国家规定的实用标准。也就是说如果人们食用了这些被污染的稻米粮食将影响到人类的健康。
三、第二松花江水体汞污染治理的方法
针对第二松花江水体汞污染问题采取一些相应的治理方法措施。废除用汞工艺,改用无汞工艺进行生产,是治理汞污染源的关键措施之一。此外,还可进行多种含汞及甲基汞废水处理方法的研究,如用Na2S法处理乙醛含汞废水的实验、用腐植酸处理含汞及甲基汞废水的实验、用铁屑法处理含汞废水的实验等等。
要做好第二松花江水体汞污染源的治理工作,还可以通过以下这些方法来进行处理。
4.1化学絮凝沉淀法
向含汞废水中加入硫化钠,由于汞离子和硫离子有容易结合,能够生成溶度积小的硫化汞而从溶液中除去。用硫化物沉淀法适用于处理含汞量较高的废水,它能除去90%~95%的汞,为了更好的沉淀去除废水中的汞,可以采用硫氢化钠、明矾两步处理,由于产生氢氧化铝共沉淀,使排出废水中含汞量降至0.006~0.05mg/L,提高了沉降效率。
4.2金属还原法
呈离子状态的无汞化合物可以通过还原的方法将其转化为金属汞形态,然后再用过滤或其他固-液分离法予以分离。
4.3离子交换法
用带有—SH基团的聚巯基苯乙烯树脂能够很好的处理含汞废水。树脂上的巯基对汞离子有很强的吸附能力,吸附在树脂上的汞可以用浓盐酸洗脱,定量回收。含汞废水经过处理后汞含量可降至0.05mg/L。
4.4疏浚法
疏浚是用来清除河床沉积物、疏通河道的重要方法。对于河流比较浅、污染面积小、汞含量大的河床,挖掉含汞沉积物是比较合适的。
四、结论
当前,重金属污染日益严重地危害地球生态环境和人类的健康。我国的汞污染问题已不容忽视。严格规范汞的使用,从源头上消除污染是最为有效的方法。
水体汞污染给我们的身体及环境带来的破坏非常严重,我们必须重视起来。在水体汞污染治理及防治中,我们首先要对已经被污染的环境和已经遭受迫害的身体进行恢复,再则我们也要预防,不能等污染造成之后再想办法进行治理,我们必须从头到尾重视起来,与可持续发展战略相结合,保护好生态环境,给子孙留下美丽的生活家园。
参考文献
[1]陈静生,周家义.中国水环境重金属研究,2000,6.
[2]王稔华、王书海,第二松花江汞的污染与迁移过程历史分析,地理科学.
[3]郭立书、瞿平阳,松花江三岔河—哈尔滨江段汞污染分布状况的探讨,环境科学丛刊.
[4]王九思编著.水处理化学.北京:化学工业出版社,2002.
[5]中国大百科全书.化工卷.
[6]王云彩,汞污染对人体健康的危害2004(03).
[7]王凯雄编著,水化学.北京:化学工业出版社,2001.