飲用水中硝酸根離子

1、. .飲用水中硝酸鹽的來(lái)源及危害摘要：近年來(lái)，世界上許多地區(qū)的飲用水硝酸鹽污染日益嚴(yán)重，本文主要介紹了地下水中的硝酸鹽的污染現(xiàn)狀，主要來(lái)源以及危害。關(guān)鍵詞：硝酸鹽污染1. 我國(guó)地下水中硝酸鹽污染狀況隨著經(jīng)濟(jì)的大力開展，大量作為飲用水和工業(yè)用水水源的地表水水體受到嚴(yán)重污染，水質(zhì)惡化而 達(dá)不到使用標(biāo)準(zhǔn)。人們生活水平的提高又促使對(duì)飲用水水質(zhì)的更高要求，于是人們轉(zhuǎn) 向了“ 清潔 的地 下水源。在美國(guó)，地下水提供了一半以上人口的飲用水源。在我國(guó)，據(jù)對(duì)、*、*21個(gè)省市和*、*、*等27個(gè)主要城市的統(tǒng)計(jì)，有一半 以上的城市是以地下水為主要飲用水水源。特別是我國(guó)北方干旱地區(qū)，大局部飲用水和工業(yè)用水來(lái)源于地下

2、水。我國(guó)取用地下水的許多城市和地區(qū)，由于過量開采不僅面臨地下水枯竭，導(dǎo)致海水入侵、破壞地面 設(shè)施和引起地面沉降等問題，而且很容易被人們所無(wú)視的是：隨著地表水水質(zhì)的惡化，原先認(rèn)為清潔的 地下水( 主要是淺層地下水) 也逐漸受到污染。深層地下水由于深埋于地下，受人類括動(dòng)的影響較小，受污染相對(duì)較輕些。在淺層地下水開發(fā)利用中，無(wú)論是工業(yè)興旺國(guó)家或開展中國(guó)家，硝酸鹽( 本文指硝酸 鹽及亞硝酸鹽) 對(duì)地下水的污染已成為一個(gè)重要環(huán) 境問題。在一些國(guó)家和地區(qū)硝酸鹽的污染已相當(dāng)嚴(yán)重。我國(guó)早在 80年代對(duì)全國(guó)118個(gè)太中城市2 7 年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)就說(shuō)明，有76個(gè)城市地下水受到嚴(yán)重污染，占6 4 ， 39個(gè)城市地

3、下水受輕度污染，占33，僅有3個(gè)城市地下水資源未受污染。我國(guó)地下水普遍的水質(zhì)問題是硬度、硝酸鹽等超標(biāo) 1 。目前，雖然硝酸鹽超標(biāo)不是很嚴(yán)重，但這些硝酸鹽可以在地下水中持續(xù)幾十年，并且隨著污染的逐漸加重積累越來(lái)越多而可能至很高濃度，因此必須給予足夠的重視。 2. 硝酸鹽的危害飲用水中硝酸鹽的污染問題在近年來(lái)受到越來(lái)越多的關(guān)注，因?yàn)轱嬘盟邢跛猁}濃度過高，會(huì)誘發(fā)一些水體產(chǎn)生一些亞硝胺類的致癌物質(zhì)，導(dǎo)致新生兒易患高鐵血紅蛋白癥(又稱“藍(lán)嬰綜合癥 )。亞硝酸鹽中毒的原理是其與血紅蛋白作用，使正常的二價(jià)鐵被氧化成三價(jià)鐵，形成高鐵血紅蛋白。高鐵血紅蛋白能抑制正常的血紅蛋白攜帶氧和釋放氧的功能，因而致使組織

4、缺氧，特別是中樞神經(jīng)系統(tǒng)缺氧更為敏感。亞硝酸根(NO2-)是一種對(duì)人體有毒的原子團(tuán)，由亞硝酸根和金屬元素組成的鹽叫做亞硝酸鹽。亞硝酸鹽主要是亞硝酸鈉和亞硝酸鉀，是一種白色不透明結(jié)晶的化工產(chǎn)品，形狀極似食鹽。工業(yè)鹽又稱私鹽因系由化工原料加工制成，含有大量的亞硝酸鹽。亞硝酸鹽是劇毒物質(zhì)，成人攝入0.2一0.5克即可引起中毒，3克即可致死。亞硝酸鹽同時(shí)還是一種致癌物質(zhì)，據(jù)研究，食道癌與患者攝入的亞硝酸鹽量呈正相關(guān)性，亞硝酸鹽的致瘤機(jī)理是：在胃酸等環(huán)境下亞硝酸鹽與食物中的仲胺、叔胺和酰胺等反響生成強(qiáng)致癌物N一亞硝胺。亞硝胺還能夠透過胎盤進(jìn)入胎兒體內(nèi)，對(duì)胎兒有致崎作用。6個(gè)月以內(nèi)的嬰兒對(duì)亞硝酸鹽特別敏感

5、，臨床上患“高鐵血紅蛋白癥的嬰兒即是食用亞硝酸鹽或硝酸鹽濃度高的食品引起的，病癥為缺氧，出現(xiàn)紫紺，甚至死亡，因此歐盟規(guī)定亞硝酸鹽嚴(yán)禁用于嬰兒食品。亞硝酸鹽中毒發(fā)病急速，一般潛伏期1一3小時(shí)，中毒的主要特點(diǎn)是由于組織缺氧引起的紫紺現(xiàn)象，如口唇、舌尖、指尖青紫，重者眼結(jié)膜、面部及全身皮膚青紫。頭暈、頭疼、乏力、心跳加速嗜睡或煩躁、呼吸困難、惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉，嚴(yán)重者昏迷、驚厥、大小便失禁，可因呼吸衰竭而死亡。3. 飲用水中NO3-的標(biāo)準(zhǔn)為了提高飲水平安性 ,世界上很多國(guó)家設(shè)定了飲用水中硝酸鹽和亞硝酸鹽濃度標(biāo)準(zhǔn) ,世界衛(wèi)生組織(WHO)規(guī)定的飲用水中硝酸鹽氮含量不超過 10 mg/ L ；我國(guó)現(xiàn)

6、行 G B/T14848 - 93地下水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中類飲用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定NO3- N 20mg/ L ( G B/ T 14848 - 93) 2 ，已經(jīng)是很低的標(biāo)準(zhǔn)。但是即使按低標(biāo)準(zhǔn)衡量, 我國(guó)城市地下水三氮超標(biāo)地區(qū)仍然很多，如、*、*、*、*、*、呼和浩特等北方城市有大面積超標(biāo)區(qū), 地下水中硝酸鹽最高值為 314 m /L，*市地下水中NO3-含量達(dá) 20 40 m /L，最高值為 96 m/L3 。我國(guó)地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 4 如下：4.地下水硝酸鹽的污染成因已有研究說(shuō)明地下水中的氮具有多來(lái)源的特點(diǎn),包括大氣、雨水中的塵埃、工業(yè)和生活污水、土壤和含水層介質(zhì)、含氮的化學(xué)物質(zhì)、化肥、糞便以及工業(yè)生產(chǎn)

7、過程中產(chǎn)生的含氮物質(zhì) 5我國(guó)地下水硝酸鹽污染主要原因有以下5 個(gè)方面。4.1化肥、農(nóng)藥、動(dòng)物糞便及污水灌溉人工化肥：有硝酸銨、硝酸鈣、硝酸鉀、硝酸鈉和尿素等；生活污水、生活垃圾與人畜糞便，據(jù)測(cè)試1升生活污水在自然降解過程中，可產(chǎn)生110毫克硝酸鹽；1公斤垃圾糞便堆肥在自然條件下經(jīng)淋濾分解后，可產(chǎn)生492毫克硝酸鹽；長(zhǎng)期使用氮素化肥的地區(qū), 地下水含氮量在逐年增高。據(jù)調(diào)查, 地區(qū)地下水中硝酸鹽含量持續(xù)升高, 其增長(zhǎng)速度達(dá)每年 1.25 m /L, 污染面積已在3000 km 2以上。據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院提供, 凡施肥量超過 500 kg/ hm 2的地區(qū), 地下水的硝酸鹽含量都超過飲用水標(biāo)準(zhǔn) 6

8、 。因此, 集中于人口密集的城市周邊地區(qū)的集約化種植的菜果花農(nóng)田是城市地下水硝酸鹽污染的重要來(lái)源。含高濃度養(yǎng)分和鈣等的灌溉農(nóng)業(yè)廢水、農(nóng)產(chǎn)品腐爛剩余物質(zhì)； 禽畜糞便中的有機(jī)物、細(xì)菌等; 施肥、改良土壤的藥劑, 也是地下水硝酸鹽污染的主要因素。4.2生活污水、醫(yī)藥污水生活污水是城市淺層地下水的主要NO3- N污染源。在居住區(qū)還存在點(diǎn)源污染, 如化糞池；面源污染，如城市綠化用地施用的過量有機(jī)肥。醫(yī)院排出未經(jīng)嚴(yán)格處理、含有病毒細(xì)菌的污水, 都能轉(zhuǎn)入地下水造成水源氮污染?？偟膩?lái)說(shuō), 城市化進(jìn)程的加速, 人類活動(dòng)的加劇對(duì)地下水影響較大。4.3工業(yè)污染源化工制造業(yè)、食品加工和食品制造業(yè)、造紙業(yè)、石油加工業(yè)

9、7 等,這些行業(yè)的氨氮排放量逐年增加。.食品、燃料、煉油等工廠排出大量的含氨廢棄物，經(jīng)過生物、化學(xué)轉(zhuǎn)換后均形成硝酸鹽進(jìn)入環(huán)境中；汽車、火車、輪船、飛機(jī)、鍋爐、民用爐等燃燒石油類燃料、煤炭、天然氣，可產(chǎn)生大量氮氧化物，平均燃燒1噸煤、1千升油和1萬(wàn)立方米天然氣可分別產(chǎn)生二氧化氮?dú)怏w9、13與63公斤，這些二氧化氮?dú)怏w經(jīng)降水淋溶后可形成硝酸鹽降落到地面和水體中；食品防腐與保鮮：硝酸鹽與亞硝酸鹽被廣泛用在肉品和魚的防腐和保存上，以使肉制品呈現(xiàn)紅色和香味，在每公斤肉食品中參加亞硝酸鹽一般為亞硝酸鈉5毫克以下，在一定時(shí)間內(nèi)肉色觀感良好；參加20毫克以上，可呈現(xiàn)商業(yè)上需要的穩(wěn)定色彩；參加50毫克那么有特殊

10、氣味。這些行業(yè)沒有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)控制, 或者廢水整治達(dá)標(biāo)率不高, 也是地下水硝酸鹽的主要來(lái)源。我國(guó)華北及東北地區(qū)老工業(yè)區(qū)大面積污染與此關(guān)系密切。3.4大氣氮氧化合物的干濕沉降N2O (氧化亞氮) 是排在 CO2和 CH4之后的三大溫室氣體之一，其排放量與化學(xué)氮肥的施用量嚴(yán)密相關(guān)。我國(guó)氮肥的年使用量占世界總量的約 30% ，因此,N 2O 的排放量受到世界關(guān)注。我國(guó)農(nóng)田N 2O 的直接排放量, 1990 年估計(jì)為 28.2 萬(wàn) t, 1995 年增至 33.6萬(wàn)t，主要來(lái)源于旱地和氮肥。另外，工業(yè)廢氣和汽車尾氣中的氮氧化物也不可無(wú)視。大氣中的這些氣體在降雨過程中溶于水, 通過淋溶進(jìn)入土壤, 從而成為

11、硝酸鹽的一大來(lái)源。3.5其他突發(fā)性環(huán)境災(zāi)難油管破裂、石油泄漏、化工廠化學(xué)品外泄、礦山事故等突發(fā)性環(huán)境災(zāi)難均為制造地下水硝酸鹽污染的污染源。 5. 防止地下水污染的措施面對(duì)著地下水污染逐步加重的嚴(yán)重趨勢(shì), 緊緊圍繞我國(guó)地下水資源可持續(xù)利用和地下水環(huán)境保護(hù)這一主題, 提出以下合理開發(fā)利用地下水資源的保護(hù)對(duì)策和建議。(1) 關(guān)鍵是要切斷污染源，盡可能從源頭上防止水源被污染。農(nóng)業(yè)方面：建立生態(tài)農(nóng)業(yè)體系，合理規(guī)劃和布置農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；合理使用化肥。工業(yè)方面：強(qiáng)化工業(yè)自身處理廢水、廢氣的能力，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。生化垃圾、污廢水方面：對(duì)生活垃圾進(jìn)展合理的管理，實(shí)行定點(diǎn)倒放，集中處理，減低污水管道滲漏量，強(qiáng)化污水處理設(shè)

12、施的處理能力，處理好糞池的滲漏問題。(2) 目前的當(dāng)務(wù)之急是應(yīng)從政府管理部門入手，由環(huán)保、地礦、水利、衛(wèi)生、建立等部門聯(lián)合，建立強(qiáng)有力的機(jī)構(gòu)，以加強(qiáng)全國(guó)地下水的統(tǒng)一管理。(3) 制定相關(guān)的法律法規(guī)，修改和完善廢水排放標(biāo)準(zhǔn)、污染控制標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)方法。(4) 地下水的污染治理依靠政府是應(yīng)該的, 但也不能完全依賴, 應(yīng)讓民眾盡可能的參與進(jìn)來(lái)。只有加大環(huán)保宣傳、提高環(huán)保意識(shí)政府的效率才會(huì)提高得更快, 治理也才會(huì)更有效。另外，對(duì)于大面積硝酸鹽嚴(yán)重污染的區(qū)域，應(yīng)該逐步采取水質(zhì)凈化方法去除地下水中硝酸鹽 8 。去除地下水硝酸鹽方法有離子交換法、生物脫硝酸鹽法、化學(xué)復(fù)原法、反滲透及電滲析法，其中離子交換法與生物

13、脫硝酸鹽法相對(duì)可行且實(shí)用，二者只是適用水處理規(guī)模不同 9 。.針對(duì)當(dāng)前現(xiàn)狀，為更好地開展新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，急需建立一個(gè)與生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)相配套的飲水水源地的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，更好地保障飲水衛(wèi)生平安，發(fā)揮最大的應(yīng)用效果 10 。6. 小結(jié)目前對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)，需制訂完善的地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)還存在農(nóng)業(yè)地區(qū)肥料單一化，氮肥利用效率很低( 只有30，技術(shù)先進(jìn)國(guó)家達(dá)68) ，一些地區(qū)的氮肥使用過量等同題。另外我國(guó)許多地區(qū)森林面積逐年減少，森林和耕地面積比偏??；土地利用又相當(dāng)不合理。在一些地方引用未經(jīng)處理的污水灌溉農(nóng)田， 不僅造土壤中重金屬累積，也導(dǎo)致地下水中硝酸鹽污染。在許多地區(qū)地下水過量開采， 地下水位太幅度下降

14、，而人工回灌的水量缺乏、水質(zhì)較差，引起地下水水質(zhì)的進(jìn)一步惡化。這些問題的解決不僅要依靠科技力量，更依賴于環(huán)保意識(shí)的提高。只有充分認(rèn)識(shí)地下水的重要性及污染的嚴(yán)重性，能花大力氣解決，否那么后果是十分嚴(yán)重的。 參考文獻(xiàn)： 1 國(guó)家統(tǒng)計(jì)局, 中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì) 2000 M 1 : 中國(guó)環(huán)境, 20011. 2 硝酸鹽污染飲用水的去除技術(shù)研究進(jìn)展.X彥浩。環(huán)境保護(hù)科學(xué) 第 35 卷 第 4 期 2021 年 8 月。 3 周愛國(guó), 蔡鶴生, X存富。硝酸鹽中15N 和18O 的測(cè)試新技術(shù)及其在地下水氮污染防治研究中的進(jìn)展 J 1 地質(zhì)科技情報(bào), 2001, 20 (4) : 94- 98. 4 GB/T 14848- 93,地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) S .5 X芳香, 陸雍森1 我國(guó)地下水中硝酸鹽污染防治及水源保護(hù)區(qū)劃分 J 1污染防止技術(shù), 1999, 12 (1) : 20- 23. 6 蔡 恩 明 . 濫 用 化 肥 危 害 極 大 EB/O l .h t tp: /stats.cpcia./hgt j/N ew s/A r t icle.aspx. 2005 - 10 -28. 7 中國(guó)地質(zhì)環(huán)境信息網(wǎng), 我國(guó)地下水水質(zhì)情況 EB/ O l .h t tp: /.cigem