地下水中的镉污染

1、地下水中的镉污染摘要：该文介绍了地下水镉的来源,存在形式及含量,总结了地下水镉的迁移,对人体的影响及防治方法。关键词： 地下水、镉、形态、迁移、防治重金属污染是水环境污染的公害之一,而金属镉是一种被公认的水环境污染最危险的物质。自然界中原有的镉的化学循环处于生态平衡中，不会造成公害，但在人类活动参与下，将地下岩石圈中含镉的矿物开发利用，又将大量废弃物以渣、烟和废水的形式向环境中排放，从而引起环境有害的变化，甚至威胁到人类健康，这种状况就称之为镉污染。镉污染的来源环境中镉污染最主要的来源是有色金属矿产开发和冶炼排出的废水、废气、废渣。用来制造硫酸和化肥的某些矿石，也是镉污染的一个重要来源。燃煤、

2、石油燃烧和垃圾废弃物的焚烧也能造成镉对大气的污染。电镀、冶炼合金、颜料、电池、化肥、杀虫剂、塑料的生产中镉也被广泛应用,并在生产和使用的过程中以多种途径进入环境中最终污染环境水体。工业生产上采矿、冶炼、燃煤、镀镉工业、尾矿堆、垃圾堆的冲刷和溶解以金属为原料生产碳酸镉催化剂，其生产过程产生镉粉尘、氧化镉烟雾、含镉废水等污染，最终通过尘降污染水体和土壤。工矿排放的废水是镉污染水体的主要污染源。镉的赋存形态在自然环境中，镉有时以正一价，主要以正二价形式存在，镉的化合物最常见的有氧化镉、硫化镉、卤化镉、氢氧化镉、硝酸镉、硫酸镉、碳酸镉。其中硝酸镉、卤化镉（除氟化镉外）、硫酸镉均溶于水。氢氧化镉与氢氧化

3、锌不同，它不溶于碱，表明它是酸性化合物，非两性化合物。镉在环境中存在的形态很多，大致可分为水溶性镉、吸附性镉和难溶性镉。镉在水中可以简单离子或络离子而溶于水，在岩石风化成土过程中，镉易以硫酸盐和氯化物形式存在于土壤溶液中，然而水中的镉离子在天然水的ph范围内都可以发生逐级水解而生成羟基络合物与氢氧化物沉淀。同时在水淹条件下，土壤中，硫酸根可被还原成二价硫离子，镉易成硫化镉形式存在。上述过程中镉是由可溶态转化为难溶态。镉的迁移镉同其它重金属一样,在环境中不能被微生物降解,只能在各种形态之间相互转化以及分散和富积。镉在水体中的迁移与沉淀、络合、吸附作用有关。水中的oh、cl、so4可以与cd络合生

4、成cdoh、cd(oh)20、cd(oh)、cdcl、cdohcl0、cdso而形成可溶态。难溶态主要有cd(oh)、cdco、cds。实际上水体中的镉主要被水体中的悬浮物和底泥所吸附 。其中ph对水-土界面镉的迁移特征的影响有： (1)不同ph条件下,水体中cd质量浓度变化差别较大.在酸性条件下,cd迁移能力最强;其次是碱性条件;中性条件下,cd迁移能力最差.(2)不同ph条件下,水-土界面cd扩散速度差异显著.一般在取样的第14 d,不同ph处理的cd扩散速度都出现一个高峰(ph=10除外),尤其是在ph=2和ph=12的情况下,这种变化趋势体现得尤为明显.(3)水体中cd的质量浓度与ph

5、呈显著负相关的关系(ph<7),但在ph>7的情况下,则表现出正相关的关系。镉随着沉降、雨水淋滤和污水入渗进入包气带，污染环境及地下水。镉在包气带中迁移、转移和积累是复杂的物理、化学及生物化学综合作用的结果。吸附一阳离子交换和溶解一沉淀是土壤与水之间锡再分配及控制其毒性危害大小的二个重要反应。镉的危害大小与岩土和水中镉的各种存在形式的含量多少密切相关，特别是水中镉的浓度对其具有重要作用。溶解一沉淀是包气带中镉络合物反应的主要组成部分。吸附与阳离子交换反应是固一液相反应的另一范畴，在动力学上比溶解一沉淀反应更快。镉在包气带入渗过程中迁移转化的特征，除了与岩土组分等因素有关之外，还与污

6、染液在岩土中的人渗机制、方式和岩土水分与水势状况密切相关。非饱和环境的间歇式入渗，有利于毒性金属在岩土中积累;充分供水入渗过程中的空气阻力效益，为包气带表层土壤吸附镉等污染物质创造了两个有利条件:一是增加了土壤与溶液之间物质交换的作用时间;二是由于土壤中空气顶托入渗液下移，可使包气带表层土壤较充分饱水，这样相对提高了固、液相界面之间物质交换的动力学条件。镉在包气带人渗过程中迁移转化的特征，是入渗的方向效应、作用频率效应和渗水量与浓度变化效应综合影响的结果。镉污染对人体的影响镉的毒性作用除干扰铜、钴和锌的代谢外,还直接抑制某些酶系统,特别是需要锌等微量元素来激活的酶系统。镉的慢性中毒现象，初期有

7、咳嗽、多痰等症状，以后发展为肺气肿。若将痰咽至腹中，则发生食欲不振、呕吐、腹泻等肠胃病，特别是引起肾功能损伤，肾结石、贫血等病。由于粮食作物是镉进入人类食物链的主要来源，因此土壤污染的危害是全球性的，对决定农业系统中镉迁移动力学的关键过程、粮食作物中的镉含量、影响植物有效性的各类因子作了综述和讨论。此外，镉在食物中的形态可能影响其有效性及在人体内的分布，镉在植物中主要与第i类金属蛋白结合，以植物金属鳌合蛋白形态存在。过量接触锡将严重危害人体健康。土壤和水体中镉的可溶部分,一般称可溶态或可交换态,它能被植物吸收,且可通过食物链进入人体。当其超过一定限量时,会对生态环境和人体造成危害。对植物的影响

8、包括两个方面:其一影响其生长发育和产量,如使水稻在生理生化过程中的光合强度降低,叶绿素含量下降导致失绿,返青分蘖推迟,根系短少。据研究,当土壤镉可溶态含量为0·43mg/kg时,水稻减产10%;当含量为8.1mg/kg时,水稻减产达25%。其二影响品质,表现在作物中的镉含量与土壤可溶态镉含量成极显著正相关,如稻米镉和土壤可溶态镉的相关系数达0.997,这不仅使稻米的有害成分增加成为“镉米”,而且还影响稻米的氨基酸及淀粉中的支链淀粉和直链淀粉比例改变,使其品质变差。动物实验表明,镉对抗体的危害是：(1)肾脏损害。(2)骨骼损害,主要表现骨质疏松,脱钙、骨质软化等。(3)肺部损害,急性镉

9、中毒可引起肺水肿、肺气肿等。(4)心血管损害。(5)睾丸损害。(6)致癌、致畸作用等。镉污染的防治镉污染不同于有机物污染，后者在环境中可被微生物降解，或者通过化学反应而分解，从而从环境中消除。而镉污染一旦形成，很难消除，因此治理镉污染以防为主。消除镉对环境的污染必须采取综合防治的多种途径，包括工艺改革、含镉废物处理等措施。1.粉尘处理一般用吸尘罩或通风管进行集尘。集尘装置分为干式和湿式。干式法对捕集后粉尘的回收利用是有利的，但必须防止捕集后粉尘的重新分散。湿式法对处理亲水性或水溶性粉尘有利，但要对转入介质溶液中的镉进行处理，然后排放。2.废水处理（1）固液分离法废水中镉离子多与其他金属化合物或

10、有机物共存，而且是以固体或离子的形态存在。因此可采取加入碳酸钠、氢氧化钠、石灰和硫化钠的方法将镉分离。含镉废水经化学沉淀处理后，镉从离子态转变为难溶性化合物，于是从水中转入污泥中，应注意沉淀污泥的无害化处理。（2）浮上分离法处理较低浓度的含镉废水，采用浮上分离法有利。属于这种方法的有离子浮选、沉淀浮选、吸附离子浮选等。离子浮选。在含镉废水中加入一种与待去离子具有相反电荷的表明活性剂，使其成水溶性或不溶性络合物而附在气泡上上浮，并以泡沫和浮渣分别加以回收。目前广泛应用的镉离子浮选剂是黄药（黄原酸盐），属于矿石浮选剂。沉淀浮选。将含镉废水中镉与锌转变成硫化物沉淀，再投加捕集剂十八烷胺醋酸酯，采用气

11、泡上浮的方法分离。对含镉5×10、锌10×10的废水能够达到99%以上的去除率。吸附离子浮选，使镉离子在膨润土等粒子表面吸附或交换吸附后，投加捕集剂，通气使其上浮分离除镉。（3）铁氧体法铁氧体法是处理含镉废水的新方法。此处理方法，首先在含镉废水中投加适当的硫酸亚铁，然后加碱中和，通气生成铁氧体。参考文献1 吴东军，陈眷华，王文博，秦操.镉污染水环境中的鱼类研究概述.贵州畜牧兽医， 2007，31（1）：182 段玉梅，傅式洲.镉的污染及防治方法.陕西环境，2003,10（6）:54553 安静.重金属镉对环境的污染与治理. 现代农业:894 冯德福.镉污染与防治. 沈阳化工,2000,29(1):44455 金彩霞,周启星.ph对水-土界面镉迁移特征的影响. 沈阳建筑大学学报(自然科学版),2006,22(4):6266286张光辉.镉在包气带中的迁移与积累特征. 西安地质学院学报,1995,17(2)：66727 张光辉，周素文，费宇红.