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水體中鎘的相關(guān)知識(shí)

未污染河水和污染河水的鎘濃度分別小于0.001mg/L和在0.002～0.2mg/L范圍，海水中鎘濃度平均約0.11μg/L，海洋沉積物中一般為0.12～0.98mg/kg，而錳結(jié)核中為5.1～8.4mg/kg。

水體中鎘污染物來源可追溯到含鎘礦物開采冶煉、各種鎘化合物的生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。

鎘及其各種化合物應(yīng)用廣泛，歸納起來大致有以下幾個(gè)方面：①電鍍工業(yè)；②顏料工業(yè)；③作塑料穩(wěn)定劑；④電池和電子器件；⑤合金。如圖5-10所示各應(yīng)用領(lǐng)域都可能存在著鎘污染源。

早先在日本發(fā)生的骨痛病源于礦山含鎘廢水對(duì)水體的污染。20年代起，在日本北部富山縣鎘鋅礦采掘過程中，產(chǎn)生浮選廢渣，內(nèi)含1.5％鋅，其中約1/200是微粒狀鎘，通過河川水從山區(qū)運(yùn)載到下流平地，流動(dòng)緩慢、發(fā)生沉積而污染水田。早期污染使田中水稻不能結(jié)實(shí)，游入水田中的幼鯉魚入泥而死；后來水體中的鎘通過稻米進(jìn)入人體，引起歷年累計(jì)死亡100多人的重大公害事件。

鋅、鎘金屬冶煉中的排出廢水是另一重大水體污染源，廢水中主要含有CdSO4。鎘冶煉及廢物產(chǎn)生過程如圖5-11所示。在該過程中以干法煉鋅工程的中間產(chǎn)物煙灰作原料，經(jīng)硫酸溶解后除去料液中鐵、鉛、鋅、銅等，隨后用鋅板或鋅粉將鎘置換析出，析出的海綿狀鎘再溶解并進(jìn)一步凈化后，作電解精煉。從水洗工段排出廢水中的鎘來源于沾在電解極板上的電解液以及管路、法蘭、泵中泄漏出來的料液等。

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鎘在水體中的形態(tài)

海水中鎘以CdCl+和CdCl2為其主要形態(tài)（合計(jì)占總量的92％），河水中的主要形態(tài)為Cd2+和CdCO3及穩(wěn)定性很小的絡(luò)合態(tài)鎘。在pH值較高的水體中，鎘能以被顆粒物吸附的形態(tài)存在。例如水體中所含土壤微粒、氧化物和氫氧化物膠體顆粒物以及腐植酸等都對(duì)水體中的鎘化合物有強(qiáng)烈吸附作用。圖5-12顯示出Al2O3和SiO2微粒對(duì)鎘的吸附情況，由圖可以看出，當(dāng)水體pH值降到一定范圍時(shí)，呈負(fù)吸附狀態(tài)，即此時(shí)原先含于氧化物中的鎘被解吸而重新溶解。

水體中有機(jī)腐植質(zhì)對(duì)鎘的吸附作用隨pH增大而加強(qiáng)（圖5-13）。腐植酸對(duì)鎘的吸附能力與含羧基的合成吸附劑的吸附能力相近。

鎘在水體中狀態(tài)分布也受水環(huán)境氧化還原電位影響，隨水體氧化性增強(qiáng)，吸附在沉積物表面的鎘化物會(huì)逐漸解吸而釋放到水體中；相反，水體還原性提高，將有利于沉積物對(duì)鎘的吸附。

與汞的情況相異，在水體（包括底泥）、水生生物中未發(fā)現(xiàn)有鎘的烷基化作用，也就不存在烷基鎘的化合物。

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鎘及其化合物的毒性

鎘對(duì)生物機(jī)體的毒性像大多數(shù)其他重金屬那樣通常與抑制酶系功能有關(guān)。人體的鎘中毒主要是通過消化道與呼吸道攝取被鎘污染的水、食物和空氣而引起的。如偏酸性或溶解氧值偏高的供水易腐蝕鍍鋅管路而溶出鎘，通過飲水進(jìn)入人體。又如長期吸煙者的肺、腎、肝等器官中含鎘量超出正常值1倍，煙草中的鎘來源于含鎘的磷肥。鎘在人體內(nèi)的半減期長達(dá)10～30年，對(duì)人體組織和器官的毒害是多方面的，能引起肺氣腫、高血壓、神經(jīng)痛、骨質(zhì)松軟、骨折、腎炎和內(nèi)分泌失調(diào)等病癥。在日本曾發(fā)生過駭人聽聞的“痛痛病”，鎘中毒的受害者開始是腰、手、腳關(guān)節(jié)疼痛，延續(xù)幾年后，全身神經(jīng)痛和骨痛，最后骨骼軟化萎縮，自然骨折，直至在虛弱疼痛中死亡。有關(guān)報(bào)道指出，男性前列腺癌疾患也與人體攝入過量鎘有關(guān)。

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含鎘廢水治理方法

含鎘廢水治理方法很多，但迄今為止，國內(nèi)外對(duì)此還沒有較完善的方法，除沿用老方法外，大多處于研究和探索階段。最常用的治理方法是沉淀法（硫化物、氫氧化物）和吸附法。應(yīng)用電解和蒸發(fā)等方法處理含鎘濃度較大廢水，能使鎘得以回收。

水樣中鎘的分析方法

含鎘水樣的各種分析方法及它們的檢測限列于表中。其中最常用的是原子吸收分光光度法和萃取—分光光度法。后者對(duì)技術(shù)要求較高，且分析時(shí)間長。為了提高原子吸收分光光度法的靈敏度，一般也需先用萃取法將試樣預(yù)作濃集處理。

水樣中鎘的分析方法

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水里鎘超標(biāo)對(duì)人體的危害

水體中鎘的污染主要來自地表徑流和工業(yè)廢水。由硫鐵礦石制取硫酸和由磷礦石制取磷肥時(shí)排出廢水中含鎘較高，每升廢水含鎘可達(dá)數(shù)十至數(shù)百微克；鉛鋅礦開采、有色金屬冶煉、煅燒和塑料制品的焚燒形成的含鎘顆粒粉塵都可能進(jìn)入水中；用鎘作原料的觸媒、顏料、塑料穩(wěn)定劑、合成橡膠硫化劑、殺菌劑等排放的鎘也會(huì)對(duì)水體造成污染；在城市用水過程中，往往由于容器和管道的污染也可使飲用水中鎘含量增加。長期飲用受鎘污染的自來水或地表水，食用受鎘污染的水進(jìn)行灌溉的農(nóng)物作（特別是稻谷），會(huì)致使鎘在體內(nèi)蓄積，造成腎損傷，進(jìn)而導(dǎo)致骨軟化癥，周身疼痛，稱為“痛痛病”。此外，慢性鎘中毒對(duì)人體生育能力也有所影響，它會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷Y因子，使出生的嬰兒多為女性。 電解液分兩種，一種是酸性電解液，一種是堿性，其主要成分前者是硫酸，后者是氫氧化鈉，二者都具有強(qiáng)烈的腐蝕性，其危害不言而喻。主要會(huì)造成中毒（誤吞），化學(xué)腐蝕，以及人體臟器機(jī)械損傷。使用時(shí)要小心，盡量避免其與皮膚的直接接觸，切忌入眼以及誤吞，否則后果不堪設(shè)想。

鎘的污染來源

大氣中的鎘主要來自工業(yè)生產(chǎn)，如有色金屬的冶煉、煅燒，礦石的燒結(jié)，含鎘廢棄物的處理，包括廢鋼鐵的熔煉，從汽車散熱器回收銅，塑料制品的焚化等。進(jìn)入大氣的鎘的化學(xué)形態(tài)有硫酸鎘、硒硫化鎘、硫化鎘和氧化鎘等，主要存在于固體顆粒物中，也有少量的氯化鎘能以細(xì)微的氣溶膠狀態(tài)在大氣中長期懸浮。

水體中鎘的污染主要來自地表徑流和工業(yè)廢水。硫鐵礦石制取硫酸和由磷礦石制取磷肥時(shí)排出的廢水中含鎘較高，每升廢水含鎘可達(dá)數(shù)十至數(shù)百微克，大氣中的鉛鋅礦以及有色金屬冶煉、燃燒、塑料制品的焚燒形成的鎘顆粒都可能進(jìn)入水中；用鍋?zhàn)髟系挠|媒、顏料、塑料穩(wěn)定劑、合成橡膠硫化劑、殺菌劑等排放的鎘也會(huì)對(duì)水體造成污染，在城市用水過程中，往往由于容器和管道的污染也可使飲用水中鎘含量增加。工業(yè)廢水的排放使近海海水和浮游生物體內(nèi)的鎘含量高于遠(yuǎn)海，工業(yè)區(qū)地表水的鎘含量高于非工業(yè)區(qū)。

每公斤土壤含鎘量為 0.01—2毫克，平均值每公斤為0.35毫克。煉鋁廠附近及其下風(fēng)向地區(qū)土壤中含鎘濃度很高，造成土地荒廢。含鎘廢渣堆積，使鎘的化合物進(jìn)入土壤和水體。磷肥的施用面廣而且量大，所以，從長遠(yuǎn)來看，土壤、作物和食品中來自磷肥和某些農(nóng)藥的鎘，可能會(huì)超過來自其他污染源的鎘。

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鎘的危害

鎘不是人體的必需元素。人體內(nèi)的鎘是出生后從外界環(huán)境中吸取的，主要通過食物﹑水和空氣而進(jìn)入體內(nèi)蓄積下來。鎘及其化合物均有一定的毒性。吸入氧化鎘的煙霧可產(chǎn)生急性中毒。中毒早期表現(xiàn)咽痛﹑咳嗽﹑胸悶﹑氣短﹑頭暈﹑惡心﹑全身酸痛﹑無力﹑發(fā)熱等癥狀，嚴(yán)重者可出現(xiàn)中毒性肺水腫或化學(xué)性肺炎，有明顯的呼吸困難﹑胸痛﹑咯大量泡沫血色痰，可因急性呼吸衰竭而死亡。用鍍鎘的器皿調(diào)制或存放酸性食物或飲料，飲食中可以含鎘，誤食后也可引起急性鎘中毒。潛伏期短，通常經(jīng)10～20分鐘后，即可發(fā)生惡心﹑嘔吐﹑腹痛﹑腹瀉等癥狀。嚴(yán)重者伴有眩暈﹑大汗﹑虛脫﹑上肢感覺遲鈍﹑甚至出現(xiàn)抽搐﹑休克。

鎘的測定原理

在特定環(huán)境中，鎘試劑與鎘離子形成穩(wěn)定絡(luò)合物，在固定波長下進(jìn)行分光光度測定，通過吸光度測得鎘的含量。

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