重金屬污染及其防治措施

關(guān)于重金屬污染及其防治措施第2頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月基本定義重金屬污染指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染。主要由采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬超標(biāo)制品等人為因素所致。因人類活動(dòng)導(dǎo)致環(huán)境中的重金屬含量增加，超出正常范圍，直接危害人體健康，并導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量惡化。第3頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月二、重金屬的來源

第4頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月

1、工業(yè)來源

工業(yè)能源大都以煤、石油類為主，它們是環(huán)境中汞、鉛、鎘、鉻、砷等重金屬污染的主要來源。采礦、冶煉、鍛造、加工、運(yùn)輸?shù)裙I(yè)生產(chǎn)過程廢水、廢渣、廢氣的直接排放

廢棄尾礦隨意堆放第5頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月2、農(nóng)業(yè)來源在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，污水灌溉、農(nóng)藥、劣質(zhì)化肥等的不合理使用是重金屬的重要污染來源。以磷肥為例，生產(chǎn)磷肥的磷礦石成分復(fù)雜，含有較多的重金屬如Zn、Cr、Ni、Cu、Cd、Pb等，因此如不合理地使用，則劣質(zhì)化肥中的重金屬雜質(zhì)會(huì)直接導(dǎo)致土壤被污染。第6頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月3城市來源城市日益變成重金屬污染的重要來源之一，污染過程主要包括：含有大量的重金屬，不經(jīng)處理直接排放，造成二次污染垃圾燃燒的飛灰及堆埋過程中產(chǎn)生的滲濾液中重金屬量嚴(yán)重超標(biāo)交通密集公路帶土壤中重金屬的含量顯著高于交通非密集區(qū)域土壤中的含量，交通主干道兩側(cè)土壤中重金屬元素的含量顯著高于公園土壤第7頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月4、突發(fā)事件來源近年來突發(fā)性的重金屬污染事件驟增，它會(huì)導(dǎo)致重金屬在短時(shí)間內(nèi)高濃度地進(jìn)入環(huán)境，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。近年來，我國(guó)相繼發(fā)生了貴州獨(dú)山縣、湖南辰溪縣、廣西河池等多起砷污染事件，陜西鳳翔兒童血鉛超標(biāo)、湖南瀏陽(yáng)鎘污染及山東臨沂砷污染事件。這些重金屬污染事件有些是由于管理不當(dāng)、交通事故等人為原因?qū)е碌?，有些則是環(huán)境長(zhǎng)期受到污染、污染物含量超過環(huán)境容量而突然爆發(fā)的結(jié)果。第8頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月主要特點(diǎn)重金屬原義是指比重大于5的金屬（密度大于4.5克每立方厘米的金屬），包括金、銀、銅、鐵、鉛,汞，

鎘，鉻等。重金屬污染與其他有機(jī)化合物的污染不同。不少有機(jī)化合物可以通過自然界本身物理的、化學(xué)的或生物的凈化，使有害性降低或解除。而重金屬具有富集性，很難在環(huán)境中降解。目前中國(guó)由于在重金屬的開采、冶煉、加工過程中，造成不少重金屬如鉛、汞、鎘、鈷等進(jìn)入大氣、水、土壤引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。第9頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月如隨廢水排出的重金屬，即使?jié)舛刃?，也可在藻類和底泥中積累，被魚和貝類體表吸附，產(chǎn)生食物鏈濃縮，從而造成公害。水體中金屬有利或有害不僅取決于金屬的種類、理化性質(zhì)，而且還取決于金屬的濃度及存在的價(jià)態(tài)和形態(tài)，即使有益的金屬元素濃度超過某一數(shù)值也會(huì)有劇烈的毒性，使動(dòng)植物中毒，甚至死亡。第10頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月毒性金屬有機(jī)化合物（如有機(jī)汞、有機(jī)鉛、有機(jī)砷、有機(jī)錫等）比相應(yīng)的金屬無機(jī)化合物毒性要強(qiáng)得多；可溶態(tài)的金屬又比顆粒態(tài)金屬的毒性要大；六價(jià)鉻比三價(jià)鉻毒性要大等等。重金屬在人體內(nèi)能和蛋白質(zhì)及各種酶發(fā)生強(qiáng)烈的相互作用，使它們失去活性，也可能在人體的某些器官中富集，如果超過人體所能耐受的限度，會(huì)造成人體急性中毒、亞急性中毒、慢性中毒等，對(duì)人體會(huì)造成很大的危害，例如，日本發(fā)生的水俁?。ü廴荆┖凸峭床。ㄦk污染）等公害病，都是由重金屬污染引起的。第11頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月重金屬在大氣、水體、土壤、生物體中廣泛分布，而底泥往往是重金屬的儲(chǔ)存庫(kù)和最后的歸宿。當(dāng)環(huán)境變化時(shí)，底泥中的重金屬形態(tài)將發(fā)生轉(zhuǎn)化并釋放造成污染。重金屬不能被生物降解，但具有生物累積性，可以直接威脅高等生物包括人類，有關(guān)專家指出，重金屬對(duì)土壤的污染具有不可逆轉(zhuǎn)性，已受污染土壤沒有治理價(jià)值，只能調(diào)整種植品種來加以回避。因此，底泥重金屬污染問題日益受到人們的重視。第12頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月鉛污染鉛污染是可在人體和動(dòng)物組織中積蓄的有毒金屬。主要來源于各種油漆、涂料、蓄電池、冶煉、五金、機(jī)械、化妝品、染發(fā)劑、釉彩碗碟、餐具、燃煤、膨化食品、自來水管等。它是通過皮膚、消化道、呼吸道進(jìn)入體內(nèi)與多種器官親和，主要毒性效應(yīng)是貧血癥、神經(jīng)機(jī)能失調(diào)和腎損傷，易受害的人群有兒童、老人、免疫低下人群。人體內(nèi)正常的鉛含量應(yīng)該在0.1毫克/升，如果含量超標(biāo)，容易引起貧血，損害神經(jīng)系統(tǒng)。而幼兒大腦受鉛的損害要比成人敏感得多，一旦血鉛含量超標(biāo)，應(yīng)該采取積極的排鉛毒措施。兒童可服用排鉛口服液或借助其他產(chǎn)品進(jìn)行排鉛。第13頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月鎘污染

鎘的毒性很大，可在人體內(nèi)積蓄，主要積蓄在腎臟，引起泌尿系統(tǒng)的功能變化；鎘主要來源有電鍍、采礦、冶煉、燃料、電池和化學(xué)工業(yè)等排放的廢水；廢舊電池中鎘含量較高、也存在于水果和蔬菜中，尤其是蘑菇，在奶制品和谷物中也有少量存在，鎘能夠取代骨中鈣，使骨骼嚴(yán)重軟化，骨頭寸斷，會(huì)引起胃臟功能失調(diào)，干擾人體和生物體內(nèi)鋅的酶系統(tǒng)，導(dǎo)致高血壓癥上升。用含鎘0.04Mg/L的水進(jìn)行灌溉時(shí)，土壤和稻米受到明顯污染，農(nóng)灌水中含鎘0.007mg/L時(shí)，即可造成污染。第14頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月汞污染汞及其化合物屬于劇毒物質(zhì)，可在人體內(nèi)蓄積。主要來源于儀表廠、食鹽電解、貴金屬冶煉、化妝品、照明用燈、齒科材料、燃煤、水生生物等。血液中的金屬汞進(jìn)入腦組織后，逐漸在腦組織中積累，達(dá)到一定的量時(shí)就會(huì)對(duì)腦組織造成損害，另外一部分汞離子轉(zhuǎn)移到腎臟。進(jìn)入水體的無機(jī)汞離子可轉(zhuǎn)變?yōu)槎拘愿蟮挠袡C(jī)汞，由食物鏈進(jìn)入人體，引起全身中毒作用；如果急性汞中毒，會(huì)誘發(fā)肝炎和血尿。第15頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月鉻污染主要來源于劣質(zhì)化妝品原料、皮革制劑、金屬部件鍍鉻部分，工業(yè)顏料以及鞣革、橡膠和陶瓷原料等；如誤食飲用，可致腹部不適及腹瀉等中毒癥狀，引起過敏性皮炎或濕疹，呼吸進(jìn)入，對(duì)呼吸道有刺激和腐蝕作用，引起咽炎、支氣管炎等。水污染嚴(yán)重地區(qū)居民，經(jīng)常接觸或過量攝入者，易得鼻炎、結(jié)核病、腹瀉、支氣管炎、皮炎等。第16頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月事件回放1956年，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?；颊哂捎谀X中樞神經(jīng)和末梢神經(jīng)被侵害，癥狀如上。當(dāng)時(shí)這種病由于病因不明而被叫做“怪病”。這種“怪病”就是日后轟動(dòng)世界的“水俁病”，是最早出現(xiàn)的由于工業(yè)廢水排放污染造成的公害病。第17頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月“水俁病”的罪魁禍?zhǔn)资钱?dāng)時(shí)處于世界化工業(yè)尖端技術(shù)的氮（N）生產(chǎn)企業(yè)。氯乙烯和醋酸乙烯在制造過程中要使用含汞（Hg）的催化劑，這使排放的廢水含有大量的汞。當(dāng)汞在水中被水生物食用后，會(huì)轉(zhuǎn)化成甲基汞（CH3HgCl）。第18頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月這種劇毒物質(zhì)只要有挖耳勺的一半大小就可以致人于死命，而當(dāng)時(shí)由于氮的持續(xù)生產(chǎn)已使水俁灣的甲基汞含量達(dá)到了足以毒死日本全國(guó)人口2次都有余的程度。水俁灣由于常年的工業(yè)廢水排放而被嚴(yán)重污染了，水俁灣里的魚蝦類也由此被污染了。這些被污染的魚蝦通過食物鏈又進(jìn)入了動(dòng)物和人類的體內(nèi)。甲基汞通過魚蝦進(jìn)入人體，被腸胃吸收，侵害腦部和身體其他部分。進(jìn)入腦部的甲基汞會(huì)使腦萎縮，侵害神經(jīng)細(xì)胞，破壞掌握身體平衡的小腦和知覺系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，有數(shù)十萬(wàn)人食用了水俁灣中被甲基汞污染的魚蝦。第19頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月第20頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月第21頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月日本痛痛病20世紀(jì)初期開始，人們發(fā)現(xiàn)該地區(qū)的水稻普遍生長(zhǎng)不良。1931年又出現(xiàn)了一種怪病，患者大多是婦女，病癥表現(xiàn)為腰、手、腳等關(guān)節(jié)疼痛。病癥持續(xù)幾年后，患者全身各部位會(huì)發(fā)生神經(jīng)痛、骨痛現(xiàn)象，行動(dòng)困難，甚至呼吸都會(huì)帶來難以忍受的痛苦。到了患病后期，患者骨骼軟化、萎縮，四肢彎曲，脊柱變形，骨質(zhì)松脆，就連咳嗽都能引起骨折?；颊卟荒苓M(jìn)食，疼痛無比，因無法忍受痛苦而自殺。這種病由此得名為“骨癌病”或“痛痛病”（Itai－ItaiDisease）。第22頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月“骨痛病”正是由于煉鋅廠排放的含鎘廢水污染了周圍的耕地和水源而引起的。第23頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月第24頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月生物富集作用生物富集作用又叫生物濃縮，是指生物將環(huán)境中低濃度的化學(xué)物質(zhì)，通過食物鏈的轉(zhuǎn)運(yùn)和蓄積達(dá)到高濃度的能力。化學(xué)物質(zhì)在沿著食物鏈轉(zhuǎn)移的過程中產(chǎn)生生物富集作用，即每經(jīng)過一種生物體，其濃度就有一次明顯的提高。所以，位于食物鏈最高端的人體，接觸的污染物最多，對(duì)其危害也最大。第25頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月重金屬污染的治理1、土壤重金屬污染的修復(fù)方法土壤重金屬污染的修復(fù)方法主要有物理化學(xué)法、化學(xué)修復(fù)法、植物修復(fù)法和微生物修復(fù)法等。第26頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月

物化修復(fù)技術(shù)物化修復(fù)技術(shù)主要包括化學(xué)固化、土壤淋冼等?；瘜W(xué)固化即在土壤中加入固化劑，使重金屬被吸附在土壤中或者形成沉淀，從而使其毒性降低。土壤淋洗主要是用能提高置金屬可溶性試劑，如有機(jī)或無機(jī)態(tài)酸、堿、鹽和螯臺(tái)劑等，將土壤固相中的重金屬轉(zhuǎn)移到液相中從而修復(fù)污染土壤。第27頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月化學(xué)修復(fù)技術(shù)化學(xué)修復(fù)技術(shù)主要包括化學(xué)改良和有機(jī)質(zhì)改良。通過向土壤中添加一些改良劑，使土壤的pH值改變從而減輕重金屬污染程度。常用的改良劑有石灰、磷酸鹽、硅酸鹽等。第28頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月植物修復(fù)技術(shù)植物修復(fù)技術(shù)主要指利用植物使重金屬固定、揮發(fā)及提取。植物在土壤重金屬修復(fù)中有著重要的作用。例如汞污染稻田改種苧麻后土壤汞的年凈化率高達(dá)41%，土壤的自凈恢復(fù)年限是種植水稻的2/17倍。第29頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月微生物修復(fù)技術(shù)

微生物修復(fù)技術(shù)是利用細(xì)菌可以通過多種直接或間接作用影響環(huán)境中重金屬的活性，如細(xì)菌可以通過電性吸附將重金屬離子富集于細(xì)胞表面，降低重金屬在環(huán)境中的生物有效性。細(xì)菌的氧化還原作用可以改變變價(jià)重金屬離子的價(jià)態(tài)，降低其在環(huán)境中的毒性等。細(xì)菌的這些作用，可以有效進(jìn)行環(huán)境重金屬污染的生物修復(fù)。第30頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月2、水體重金屬污染的修復(fù)方法

水體重金屬污染的修復(fù)方法主要有物化法和生態(tài)修復(fù)法。第31頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月物化法

沉淀法：使重金屬以氫氧化物或碳酸鹽的形式從水中分離出來絮凝法：常采用鐵鹽、鋁鹽及其改性材料作絮凝劑吸附法：利用多孔性固態(tài)物質(zhì)吸附水中污染物。常用吸附劑：活性炭、粉煤灰、殼聚糖、竹炭等第32頁(yè),共35頁(yè)，星期六，2024年，5月生態(tài)修復(fù)法生態(tài)修復(fù)法是利用水生植物、水生動(dòng)物對(duì)重金屬離子進(jìn)行吸收、容納、轉(zhuǎn)移，從而使