淺析水環(huán)境中有毒污染物的來源和危害

王文忠

(西山煤電公司古交給排水分公司)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，水環(huán)境作為工農(nóng)業(yè)廢棄物的最終排放點(diǎn)，污染現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。水體有毒污染現(xiàn)已成為世界各國科技界和政府關(guān)注的熱點(diǎn)。水環(huán)境中有毒污染物從化學(xué)角度，可分為無機(jī)有毒物和有機(jī)有毒物兩大類。

1 無機(jī)有毒物

這類物質(zhì)具有強(qiáng)烈的生物毒性，它們排入天然水體，常會(huì)影響水中生物，并可通過食物鏈危害人體健康。這類污染物都具有明顯的累積性，可使污染影響持久和擴(kuò)大。

根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)，此類污染物可分為以下兩類。

1.1 重金屬毒性物質(zhì)

重金屬是構(gòu)成地殼的物質(zhì)，在自然界分布非常廣泛，指的是比重大于或等于5.0的金屬。重金屬在自然環(huán)境中存在著本底含量，在正常的天然水中含量均很低。如汞的含量介于0.001－0.1 mg/L，鈷為0.004 3 mg/L，鎳為0.001 mg/L。

在環(huán)境污染方面所說的重金屬，主要指汞、鎘、鉛、鉻等生物毒性顯著的重元素，還包括具有重金屬特性的鋅、銅、鈷、鎳、錫等。

1.1.1 汞

汞具有很強(qiáng)的毒性，有機(jī)汞比無機(jī)汞的毒性更大，更容易被吸收和積累，長期的受毒后果嚴(yán)重。人的致死劑量為1－2 g。汞濃度0.006－0.01 mg/L可使魚類或其他水生動(dòng)物死亡，濃度0.01 mg/L即可抑制水體的自凈作用。甲基汞能大量積累于人腦中，引起乏力、動(dòng)作失調(diào)、精神混亂甚至死亡。水體汞的污染主要來自生產(chǎn)汞的廠礦、有色金屬冶煉以及使用汞的生產(chǎn)部門排出的工業(yè)廢水。尤以化工生產(chǎn)中汞的排放為主要污染來源。

1.1.2 鎘

鎘進(jìn)入人體后，主要累積于肝、腎和脾臟內(nèi)，能引起骨節(jié)變形，腰關(guān)節(jié)受損，有時(shí)還會(huì)引起心血管病。鎘濃度0.2－1.1 mg/L可使魚類死亡，濃度0.1 mg/L時(shí)對(duì)水體的自凈作用有害。工業(yè)含鎘廢水的排放，大氣鎘塵的沉降和雨水對(duì)地面的沖刷，都可使鎘進(jìn)入水體。鎘是隨水遷移性元素，除了硫化鎘外，其他鎘的化合物均能溶于水。在水體中，鎘主要以Cd2+狀態(tài)存在。進(jìn)入水體的鎘，還可與無機(jī)和有機(jī)配位體生成多種可溶性混合物。

1.1.3 鉛

如攝取鉛量每日超過0.3－1.0 mg，就可在人體內(nèi)積累，引起貧血、腎炎、神經(jīng)炎等癥狀。鉛對(duì)魚類的致死濃度為0.1－0.3 mg/L，濃度0.1 mg/L時(shí)可破壞水體自凈作用。由于人類活動(dòng)及工業(yè)的發(fā)展，幾乎在地球上每個(gè)角落都能檢測出鉛。礦山開采、金屬冶煉、汽車廢氣、燃煤、油漆、涂料等都是環(huán)境中鉛的主要來源。巖石風(fēng)化及人類的生產(chǎn)活動(dòng)，使鉛不斷由巖石向大氣、水、土壤和生物轉(zhuǎn)移，從而對(duì)人體的健康構(gòu)成潛在威脅。天然水中鉛主要以Pb2+狀態(tài)存在。

1.2 非金屬的無機(jī)毒性物質(zhì)

1.2.1 氰化物

水體中的氰化物主要來源于工業(yè)企業(yè)排放的含氰廢水，如電鍍廢水、焦?fàn)t和高爐的煤氣洗滌冷卻水、化工廠的含氰廢水，以及選礦廢水等。在常見的電鍍液配方中，鍍鋅液含NaCN 80－120 g/L，鍍銅液含 NaCN 12－18 g/L，鍍銀液含 NaCN 40－60 g/L。當(dāng)電鍍完畢進(jìn)行漂洗時(shí)，粘在鍍件上的含氰液便隨漂洗水排出。

氰化物是劇毒物質(zhì)，一般人只要誤服0.1 g左右的氰化鉀或氰化鈉便會(huì)立即死亡。含氰廢水對(duì)魚類有很大毒性，當(dāng)水中CN－含量達(dá)0.3－0.5 mg/L時(shí)，魚便可死亡。世界衛(wèi)生組織訂出了魚的中毒限量為游離氰0.03 mg/L，生活飲水中氰化物不可超過0.05 mg/L，地面水中容許濃度為0.1 mg/L。

1.2.2 砷

巖石風(fēng)化、土壤侵蝕、火山作用以及人類活動(dòng)都能使砷進(jìn)入天然水中。淡水中砷含量為0.2－230 μg/L。天然水中砷可以 H3AsO4、H2AsO4－、、AsO43－等形態(tài)存在。

砷是傳統(tǒng)的劇毒物，As2O3即砒霜，對(duì)人體有很大毒性。長期飲用含砷的水會(huì)慢性中毒，主要表現(xiàn)是神經(jīng)衰弱、腹痛、嘔吐、肝痛、肝大等消化系統(tǒng)障礙，并經(jīng)常伴有皮膚癌、肝癌、腎癌、肺癌等發(fā)生。

2 有機(jī)有毒物

這一類物質(zhì)多屬于人工合成的有機(jī)物質(zhì)，這些有機(jī)物往往含量低，毒性大，異構(gòu)體多，毒性大小差異懸殊。種類繁多，現(xiàn)僅舉幾種作一簡單介紹。

2.1 農(nóng)藥

水中常見的農(nóng)藥，概括起來主要為有機(jī)氯和有機(jī)磷農(nóng)藥，此外還有氨基甲酸酯類農(nóng)藥。它們通過噴施、地表徑流以及農(nóng)藥生產(chǎn)廠的廢水排入水體中。

有機(jī)氯農(nóng)藥由于難以被化學(xué)降解和生物降解，在環(huán)境中的滯留時(shí)間很長。其水溶性低而脂溶性高，易在動(dòng)物體內(nèi)累積，對(duì)動(dòng)物和人造成危害。

有機(jī)磷農(nóng)藥、氨基甲酸酯農(nóng)藥與有機(jī)氯農(nóng)藥相比，較易被生物降解，它們在環(huán)境中滯留時(shí)間較短，在土壤和地表水中降解較快，殺蟲力較高。目前，在地表水中能檢出的不多，污染范圍較小。

此外，近年來化學(xué)除草劑的使用量逐漸增加，可用來殺死雜草和水生植物。它們具有較高的水溶解度和低的蒸汽壓，通常不易發(fā)生生物富集、沉積物吸附和從溶液中揮發(fā)等反應(yīng)。這類化合物的殘留物通常存在于地表水體中?；瘜W(xué)除草劑及其中間產(chǎn)物是污染土壤、地下水以及周圍環(huán)境的主要污染物。

2.2 酚類化合物

水體中酚的來源主要是冶金、煤氣、煉焦、石油化工、塑料等工業(yè)排放的含酚廢水。由于各工業(yè)的原料、工藝、產(chǎn)品不同，各種含酚廢水的濃度、成分、水量都有較大的差別。焦化廠含酚廢水量大(按經(jīng)驗(yàn)系數(shù)酚水量為0.35 m3/t干煤)，水質(zhì)成分復(fù)雜，含酚量高，如回收氨工段的出水含揮發(fā)酚可達(dá)1 600－3 600 mg/L，含不揮發(fā)酚可達(dá) 300－500 mg/L。城市煤氣站含酚廢水分高濃度和低濃度兩種，前者主要來自煤氣初冷器集氣管的冷凝水，后者主要來自煤氣終冷塔，如上海煤氣廠前者含揮發(fā)酚 2 300－3 000 mg/L，含不揮發(fā)酚 70－2 000 mg/L，后者含揮發(fā)酚40－60 mg/L，含不揮發(fā)酚10－20 mg/L。石油加工廠含酚廢水的主要特征是含酚量低，通常為50 mg/L左右。

2.3 多環(huán)芳烴(PAH)

多環(huán)芳烴是由石油、煤、天然氣及木材，在不完全燃燒或在高溫處理?xiàng)l件下產(chǎn)生的，排入大氣中的懸浮粉塵經(jīng)沉降和雨洗等途徑到達(dá)地表，加之各類廢水的排放，引起地表水和地下水的污染。多環(huán)芳烴是環(huán)境中重要致癌物質(zhì)之一?，F(xiàn)已證實(shí)，多環(huán)芳烴化合物中有許多種類具有致癌或致突變作用，致癌物有苯并(a)芘，苯(a)并蒽、蒽、二苯并(a、h)蒽、二苯并(a、h)芘等，還有多種屬助癌劑，如熒蒽、芘、苯并(e)芘等。

在天然水中，PAH一般濃度在每升微克以下，在飲用水中也可發(fā)現(xiàn)0.001－0.01 μg/L。PAH難以降解，而易于吸附在顆粒物上。

2.4 多氯聯(lián)苯(PCB)

多氯聯(lián)苯是聯(lián)苯分子中一部分或全部氫被氯取代后所形成的各種異構(gòu)體混合物的總稱，廣泛用于工業(yè)，劇毒，化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，難與酸、堿、氧化劑等作用。難以燃燒，耐高溫。脂溶性大，易被生物吸收。在天然水和生物體中很難降解，故一旦侵入機(jī)體就不易排泄，而易聚集在脂肪組織、肝和腦中，引起皮膚和肝臟損害。隨著水體水分循環(huán)，PCB污染已成為環(huán)境污染影響最具代表性的物質(zhì)，不僅污染地表水，而且可污染海洋。

2.5 表面活性劑

凡能顯著降低水的表面張力的物質(zhì)稱為表面活性劑。表面活性劑在工業(yè)上和生活中用途極為廣泛，諸如家用各種洗滌劑，食品、乳制品和畜產(chǎn)品加工廠對(duì)廢油(脂)類物質(zhì)的清洗中和汽車沖洗行業(yè)中都要大量使用清洗劑。這些含一定濃度洗滌劑的工業(yè)和生活污水排入地面水體，會(huì)造成對(duì)水體的污染。合成洗滌劑中有一定量的氮(陽離子型季銨鹽類)和磷(焦磷酸三鈉)，排入河、湖易發(fā)生水體富營養(yǎng)化。據(jù)報(bào)道，日本琵琶湖水中磷含量的1/5來自合成洗滌劑。

［1］鄭素琴.SKALAR San++型連續(xù)流動(dòng)分析儀測定水中揮發(fā)酚的方法研究［J］.水利科技與經(jīng)濟(jì)，2011(7):26－27.