水體的重金屬元素污染

　　國務(wù)院于1996年7月召開了第四次全國環(huán)境保護(hù)會議，在閉幕式上提出：防治水污染是“九五”期間全國性重點(diǎn)任務(wù)，是當(dāng)務(wù)之急。現(xiàn)在全國不少淡水中的污染物超標(biāo)，一些地區(qū)的地下水被污染，有的水源已不能用作飲水，對人民的生存和工作造成了直接危害，如不改變這種狀況，對人民及后代禍害無窮。

　　水污染物主要有下列幾類：耗氧廢物（人和動物排泄的廢物，腐敗的植物）；病原體；殺蟲劑；化肥（磷酸鹽、硝酸鹽等）；洗滌劑（包括其中的磷酸鹽）；重金屬元素（Hg、Cd、Pb等）；其它無機(jī)物和有機(jī)物（如氰化物、石油類等）；廢熱；懸浮物；放射性物質(zhì)等。

　　1.汞

　　汞蒸氣和大多數(shù)汞鹽都是有毒的，有機(jī)汞化合物如甲基汞Hg(CH3)2的毒性更大。水體中的汞和汞化合物主要來自有關(guān)工業(yè)生產(chǎn)中的排放廢物。在某些水體底部存在于污泥中的厭氧菌，可使進(jìn)入水體底部的汞轉(zhuǎn)化為劇毒的甲基汞（其沸點(diǎn)為92℃）。50年代在日本熊本縣水俁灣發(fā)現(xiàn)的水俁病，就是由于甲基汞進(jìn)入魚體并在其中不斷富集，人們長期吃了這樣的魚后發(fā)生的病癥。甲基汞極易被人體腸道所吸收，并隨血液分布到全身各組織，進(jìn)入腦組織中的甲基汞被氧化成Hg2+，Hg2+難以再返回血液，逐漸富集在腦中，導(dǎo)致腦損傷；其它如腎臟也能富集Hg2+。Hg2+的富集，使人體發(fā)生慢性中毒，中毒的主要癥狀有：頭痛、頭暈、肢體麻木和疼痛、肌肉震顫和運(yùn)動失調(diào)等，嚴(yán)重的可致死。

　　2.鎘

　　水體中鎘污染的主要來源為冶鋅廠（鋅礦常含有鎘元素，而獨(dú)立的鎘礦極為少見）及鍍鎘廠。1955—1972年，日本富山縣神通川流域，由于鋅鉛冶煉廠排放的含鎘廢水污染了神通川水體，兩岸農(nóng)民利用該河水灌溉農(nóng)田，收獲的稻米含鎘，人們食用含鎘的稻米和飲用含鎘水而中毒，許多人得了一種骨痛病，嚴(yán)重的也因此而死亡。這種骨痛病是慢性鎘中毒引起的，Cd2+進(jìn)入人體后，可取代骨骼中部分鈣，引起骨質(zhì)疏松、骨質(zhì)軟化等病癥而使人體感到骨痛，鎘中毒的其它癥狀有高血壓、腎臟病，鎘還可能引起癌變。

　　3.鉛

　　鉛和可溶性鉛鹽都是有毒的，水體中鉛污染的主要來源是從冶鉛廠等排出的廢水。Pb2+進(jìn)入人體后有90—95%形成不易溶解的磷酸鉛，沉積于骨骼中，當(dāng)遇上過度疲勞、外傷、感染發(fā)燒、患傳染病、缺鈣或食入酸性藥物使血液中酸堿平衡改變時，磷酸鉛就會變成可溶性的磷酸氫鹽進(jìn)入血液，引起中毒。鉛主要損害造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)，能引起貧血、頭痛、頭暈、疲乏、記憶力減退、失眠等。對嬰幼兒的影響更大，可造成嬰幼兒智力低下，發(fā)育異常。

　　4.鉻

　　污染水體的鉻化合物中的鉻有兩種價態(tài)，+3和+6價，二者之間的相互轉(zhuǎn)化隨水體酸堿度及氧化還原條件而定。+6價鉻的毒性是+3價鉻毒性的100倍，+3價鉻可對胎兒產(chǎn)生致畸作用，而+6價鉻有致癌作用，但是鉻卻是人體必需的微量元素之一，成年人每天對鉻的正常攝入量需20—50微克，缺鉻可引起糖尿病、動脈粥樣硬化癥。水體中鉻污染物的主要來源為電鍍鉻廠、有關(guān)的顏料制造廠及制革廠排放的廢水。

　　5.砷

　　砷屬非金屬元素，但是它的最穩(wěn)定的一種單質(zhì)——灰砷有金屬光澤及其它的金屬性質(zhì)，而許多砷的化合物的類型和性質(zhì)與同處于第ⅤA族的銻的相應(yīng)化合物類似。作為有毒污染物，砷元素常與上述重金屬元素相提并論。砷在化合物中主要呈+3或+5價（在少數(shù)化合物中呈-3價），砷的化合物在不同程度上有毒性，一般說來，+3價砷的毒性比+5價砷的毒性大，但也不可一概而論，如AsF3和AsF5都是劇毒的，三氧化二砷As2O3（不純的俗稱砒霜）是砷的最重要的化合物之一，微溶于水，有劇毒，致死最小量是0.06—0.2克，As2O3的毒性約比As2O5的大60倍。單質(zhì)砷也有毒，但毒性不太大。長期攝入低劑量的砷，會在體內(nèi)累積發(fā)生慢性中毒，主要表現(xiàn)為食欲不振、頭痛、四肢酸痛、脫發(fā)、肝腫大等。急性中毒常見于口服一小時后發(fā)生，表現(xiàn)為惡心、嘔吐、腹瀉、脫水等，嚴(yán)重時出現(xiàn)痙攣、昏迷以至死亡。水體中砷化合物的來源有某些金屬硫化物礦的冶煉廠排放的廢水，作為磷酸鹽中的雜質(zhì)而與磷酸鹽一起排放的砷酸鹽等。

　　采用Q67發(fā)光菌和大型蚤為試驗(yàn)生物，在實(shí)驗(yàn)室條件下對長江武漢段、黃河花園口段的河水及表層沉積物和孔隙水及其加標(biāo)樣品(Cu、Pb、Zn、Cd、Ni)進(jìn)行了毒性測試，通過測定樣品對受試生物的EC50和LC50值，評價了2河段水體重金屬毒性和對毒性的屏蔽效應(yīng)。結(jié)果表明長江武漢段和黃河花園口段的上覆水和沉積物孔隙水均未對Q67發(fā)光菌產(chǎn)生毒性，但是長江沉積物樣品在96 h內(nèi)對大型蚤產(chǎn)生明顯的急性毒性。加標(biāo)重金屬后，長江孔隙水中觀察到的毒性均小于黃河孔隙水；而在上覆水中，加標(biāo)后毒性增加，其中加入相同質(zhì)量濃度Zn和Ni，長江表現(xiàn)出的毒性反而大于黃河；對加標(biāo)的長江沉積物，不同重金屬對大型蚤的毒性大小順序是Cd,Cu,Zn,Pb。