镉污染
镉是一种化学元素,一种蓝白色的过渡金属,性质柔软,有毒。据环保专家介绍,从天上到地下,镉广泛地存在于环境中。同时,镉又是一种有益于人类的重金属,广泛应用于电镀工业、化工业、电子业和核工业等领域。但自从1955年日本富山县神通川发生闻名于世的骨痛病以来,镉污染及其防治已引起世界各国的十分关注。而中国“镉污染”现状相当严峻,每年由工业废弃物排放到环境中的镉总量约680余吨,加之对废电池回收工作不重视,增加了环境镉污染机会。
提问 编辑摘要镉是一种化学元素,它的化学符号是Cd,它的原子序数是48,是一种蓝白色的过渡金属,性质柔软,有毒。镉和锌均会用作电池的材料。镉不像汞、铅那样为人熟知。镉是一种有益于人类的重金属,广泛应用于电镀工业、化工业、电子业和核工业等领域。
但自从1955年日本富山县神通川发生闻名于世的骨痛病以来,镉污染及其防治已引起世界各国的十分关注。目前(截止2009年6月)世界上每年生产的镉大约为2万吨左右,而锌大约为700万吨左右。镉在电镀、颜料、塑料稳定剂、Ni-Cd电池工业、电视显像管制造的应用上已日益增加。随着采矿、冶炼精炼和电镀工业的不断发展,大量的含镉废水排入河流而造成镉的污染。
而中国“镉污染”现状相当严峻,每年由工业废弃物排放到环境中的镉总量约680余吨,加之对废电池回收工作不重视,增加了环境镉污染机会。镉在人体的半衰期长达10至30年,一旦进入人体内,就会蓄积很长时间,甚至伴随人的整个生命周期,即相当于在体内建造了一个“镉库”,它不断释放并产生持续毒性作用和累积效应,造成人体肾、骨骼损害,对生殖、免疫系统有毒副作用,并导致癌症发生,其中肾脏是镉慢性毒作用的主要靶器官。
事件1:世界最早的镉中毒事件
1930—1960件代,日本富山县神通川流域部分镉污染,事源炼锌厂排放的含镉废水污染了周围的耕地和水源。
其他事件
1)中国杨桃过半数镉含量属严重超标;
2)中国广州中山大学生物科技学院联同香港浸会大学生物系在2006年3至4月期间,抽查化验中港两地市面出售的杨桃,51%镉含量属严重超标;
3)2009年7月30日,湖南浏阳市镇头镇数千群众上街表达对一家化工企业污染的担忧。后在当地政府的劝说下,群众相继散去,8月3日,“浏阳镉污染”事件有了最新的进展,长沙目前已将造成污染的化工厂永久关闭,对缉拿归案的企业法人及相关人员进行刑事追究和经济追偿,环保等职能部门的涉案人员被停职。截至7月31日,已出有效检测结果2888人中尿镉超标509人,当地被检测出尿镉超标民众全部得到了妥善治疗。
欧盟
欧盟列镉为高危害有毒物质和可致癌物质,所以有一定规管。
美国
美国环境保护署限制排入湖,河、弃置场和农田中的镉量,因此不允许杀虫剂中含有镉。
美国环境保护署允许饮水含有10ppb的镉,并打算把限制减到5ppb。
美国食品和药物管理局限制食用色素的含镉量为15ppm。
美国职业安全卫生署也限定工作环境空气中的镉含量, 烟雾为100微克镉/M3及镉尘为200微克镉/ M3。
美国职业安全卫生署打算限制所有镉化合物在1到5微克/ M3。
因为呼吸到镉可能会引起肺癌,美国国家职业安全和卫生研究所希望让工人尽量少呼吸到镉。
20世纪初发现镉以来,镉的产量逐年增加。镉广泛应用于电镀工业、化工业、电子业和核工业等领域。镉是炼锌业的副产品,主要用在电池、染料或塑胶稳定剂,它比其它重金属更容易被农作物所吸附。相当数量的镉通过废气、废水、废渣排入环境,造成污染。污染源主要是铅锌矿,以及有色金属冶炼、电镀和用镉化合物作原料或触媒的工厂。
对大气的污染
目前大气中镉的含量,在欧洲约为0.5—620纤克/米3,北美小于1—41纤克/米3;日本为25纤克/米3;北半球海洋上空为2纤克/米3;南半球海洋上空为0.14纤克/米3;南极上空超过0.015纤克/米3。中国北京西郊大气中的镉含量1975年的测定值为1—3纤克/米3。大气中的镉主要来自工业生产,如有色金属的冶炼、煅烧,矿石的烧结,含镉废弃物的处理,包括废钢铁的熔炼,从汽车散热器回收铜,塑料制品的焚化等。进入大气的镉的化学形态有硫酸镉、硒硫化镉、硫化镉和氧化镉等,主要存在于固体颗粒物中,也有少量的氯化镉能以细微的气溶胶状态在大气中长期悬浮。
对水体的污染
在天然淡水中,镉的含量大约为0.01—3微克/升,中值为0.1微克/升,主要同有机物呈络合状态存在。海水中镉平均含量为0.11微克/升,主要以氯化镉的胶体状态存在。此外,还有镉的胶态有机络合物类腐植酸盐与铜、汞、铅、锑和锌的类腐植酸盐共存。在厌氧条件下,细菌可利用维生素B12使镉甲基化,形成多少具有挥发性的甲基化衍生物。这种物质在水体中的含量甚微。
此外,在海洋或江河中,还发现一些镉的低分子量有机络合物,与有机碳(海水中含0.521毫克/升的有机碳)混合存在。水体的镉污染来自地表径流和工业废水。电镀工业排放的废水中镉含量是很低的,而由硫铁矿石制取硫酸和由磷矿石制取磷肥时排出的废水中含镉较高,每升废水含镉可达数十至数百微克。工业废水的排放使近海海水和浮游生物体内的镉含量高于远海,工业区地表水的镉含量高于非工业区。
对土壤的污染
每公斤土壤含镉量为 0.01—2毫克,平均值每公斤为0.35毫克。炼铝厂附近及其下风向地区土壤中含镉浓度很高,造成土地荒废。含镉废渣堆积,使镉的化合物进入土壤和水体。磷肥的施用面广而且量大,所以,从长远来看,土壤、作物和食品中来自磷肥和某些农药的镉,可能会超过来自其他污染源的镉。日本土壤受镉污染严重。日本环境厅1971年调查了35个都、道、府、县的117个含镉地区的农田土壤,每公斤土壤含镉平均值最高为15.26毫克。在发生痛痛病的水稻产区,受污染的每公斤土壤中镉的测定值超过50毫克。中国北京西郊污水灌溉区表层每公斤土壤的含镉量也达到0.52毫克,是当地本底值的5倍左右。
对人体和生态系统的危害
人体
镉不是人体所必需的元素。新生儿含镉约1微克。在从事无镉职业的情况下,50岁左右体重70公斤的男子全身蓄积的镉量约30毫克,即为新生儿的 30000倍。1979年日本地方卫生研究所协议会对1000人进行测定的结果表明,日本人血中镉含量平均为3ppb左右,血中镉含量与性别无关。镉是通过食物、水、空气、吸烟等经由消化道和呼吸道进入人体的,液体中的镉还可通过皮肤进入人体。
人主要通过消化道摄入环境中的镉,吸收率为5%左右。职业中毒主要通过呼吸道吸入镉所造成,吸收率高达20—40%。成人每天从食物中摄入镉20—50微克。每吸烟20支就会摄入镉15微克。侧流烟气中的镉含量比主流烟气中的高,因此吸烟者近旁的人处在浓度更高的含镉烟气中。用硫化镉和硒化镉制成的耐热的黄色和红色颜料,对使用者有潜在的毒害作用。此外,小儿吞咽印刷品也可摄入油墨中的镉。镉在人体中的生物半衰期很长,达10—25年,所以会在体内积累。
生态系统
镉在鱼体中干扰铁代谢,使肠道对铁的吸收减低,破坏血红细胞,从而引起贫血症。镉在其他脊椎动物体中也有类似的危害作用。镉对植物生长发育是有害的。植株从根部吸收镉之后,各部位的含镉量依根>茎>叶>荚>籽粒的次序递减。根部的镉含量一般可超过地上部分的两倍。日本除痛痛病地区以外,每公斤稻米中镉含量为0.16毫克。中国1976年测得北京东郊通惠河灌区的每公斤糙米中含镉0.002—0.027毫克,平均0.006毫克。
刚刚2008的圣诞及新年假期,有数百万美国孩子收到了从中国进口的玩具礼物。这些玩具使用的同样是在中国生产的含镉电池。含镉电池本身使用时并无危险,而且价格便宜,与用其他电池相比,每件玩具平均可以为美国家长节省1.5美元。但是,含镉电池的生产过程却有可能发生危害。
镍-镉电池行业的演变就是这一趋势的一个缩影。这种1899年就研制出的电池最早在西方国家大量生产,现在的产地主要在中国。中国工人及生产厂周边的土壤和水质正在遭受着镉带来的污染。
随着美国和其他西方国家对镉电池的管制不断加强,镍-镉电池的生产开始逐步转向欠发达国家,最后,大部分生产厂均在中国安了家。加拿大安大略电池企业Pure Energy Visions主管研发的副总裁约瑟夫·丹尼尔·埃维德(Josef Daniel-Ivad)说,几乎所有镉电池厂都搬到中国去了,因为没人愿意再跟镉废料打交道。
中国政府遵照世界卫生组织(WHO)相关规定对涉及镉的行业制定了劳动保护政策。当然,部分企业是安全的。不过,有了法规以后能否得到落实是另一回事。中国有几十处地方的镉污染程度与美国上述“废弃物污染地”相差无几。据中国国家环保总局披露的数据,中国超过10%的耕地受到镉等重金属的污染,这些金属污染物正在进入中国人的食物供应链。
吸入大量氧化镉烟雾所致的急性中毒﹐其治疗与一般刺激性气体中毒的处理相同。关键在于防止肺水肿。应及早撤离出事现场﹑保持安静﹐卧床休息﹐吸入氧气﹐保持呼吸道畅通﹐可用10%硅酮雾化吸入﹐以消除泡沫﹐肾上腺皮质激素能降低毛细血管通透性﹐宜早期定量使用。限制液体入量﹐给予抗生素防止继发感染﹐急性食入性镉中毒时主要采用对症治疗﹐给予大量补液﹑注射阿托品用来止吐和消除腹痛。
为了预防镉中毒﹐熔炼﹑使用镉及其化合物的场所﹐应具有良好的通风和密闭装置。焊接和电镀工艺除应有必要的排风设备外﹐操作时应戴个人防毒面具。不应在生产场所进食和吸烟。中国规定的生产场所氧化镉最高容许浓度为0.1mg/m3。
镀镉器皿不能存放食品﹐特别是醋类等酸性食品。 镉污染土壤﹐可造成公害病痛痛病。镉对土壤的污染﹐主要通过两种形式﹐一是工业废气中的镉随风向四周扩散﹐经自然沉降﹐蓄积于工厂周围土壤中﹐另一种方式是含镉工业废水灌溉农田﹐使土壤受到镉的污染。因此为了防止镉对环境的污染﹐必须做好环境保护工作﹐严格执行镉的环境卫生标准。
2007年3月,日本农村工学研究所发表的一份研究报告说,一种十字花科植物可以有效净化被镉污染的土壤。这一发现使得低成本、大范围净化被镉污染的土壤成为可能。
据日本《每日新闻》报道,这种十字花科植物名为叶芽筷子芥,在日本分布很广。研究小组在一片厚15厘米、每平方千米含有4.7毫克镉的室外土壤上种植了大量的叶芽筷子芥,1年后这片土壤中镉的含量减少到2.6毫克/平方千米。5年后,土壤中镉含量减少到原来的五分之一,而且收割后的叶芽筷子芥经高温处理后,其中所含的镉还可以被回收。
研究小组介绍说,净化被镉污染的土壤常用方法是用其他地方的净土改善污染区的土质,这一方法有很大局限性,难以大范围推广。
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