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有毒重金属:镉及其化合物介绍

发布时间:1976-11-01来源:《国外公害资料----污染环境的工业有害物》 作者:石油化学工业出版社 点击:


  人们知道镉的毒性已有百余年,但过去只是注意职业性中毒。直到近期,日本富山县发生了“骨痛病”事件以后,才引起人们的更大注意,并证实镉已成为资本主义世界工业生产中排出的重要环境污染物。

  【性质】


  镉是银白色有光泽的稀有金属,密度为8.65,熔点为321.03℃,沸点为767℃。它常与锌伴生存在。镉及碳酸镉、氢氧化镉、硫化镉等均不溶于水,但硫酸镉、硝酸镉和氯化镉则溶于水。水中的镉化合物处于碱性反应时可沉淀析出。
  金属镉本身无毒,但镉化合物毒性很大。

  【来源】


  自然来源 镉在自然界中常与锌伴生存在。镉矿石主要是硫镉矿及碳酸镉矿、氧化镉矿。据资料介绍,地壳中含镉量为0.18ppm,土壤中含镉0.5ppm,可见其含量不大。

  人为来源 金属镉及其化合物进入环境的主要人为来源,主要是采矿、冶炼、合金制造、电镀、玻璃、油漆和制造、照相材料、光电池、蓄电池、陶瓷、原子反应堆等工业部门。美国是镉的最大消费者。据报导,在1961~1963年间,每年平均用镉5125.7吨,其中用于电镀业的约占55~60%,金属冶炼占7~10%。1968年全世界镉产量为14100吨。

  【排放量】


  由于生产式艺和回收处理的方法不同。各工矿企业排放的废气和废水中的含镉量也不一样。如有的电镀厂,其排出的废水中,镉浓度为0.6毫克/升;某金属加工厂排出的总废水中,镉浓度为16毫克/升,而另外的厂则在0~420毫克/升之间;某锌冶炼厂静电除尘后,从一次烟气除尘器中排出的废水量为9.7立方米/日,内含镉为1500毫克/升,从二次烟气除尘器中排出的废水量为1.9立方米/日,内含镉达2100毫克/升;据测定,某炼铜厂废水量为4.9立方米/分,内含镉0.035毫克/升,该厂废气回收制硫酸部分的废水量为60立方米/分,内含镉0.023毫克/升,而其金属回收厂的废水量为0.1立方米/分,内含镉0.242毫克/升。
  日本安中市东邦炼锌厂,废水中含镉量为0.32毫克/升。日本的神通川接纳大量工业废水,使水中的含镉量高达0.5~0.7毫克/升。估计每年要有3000多吨镉由神通川流入富山湾。含镉废水虽经处理仍有残留,如日本的东京某污水处理厂排出的废水中,仍含镉0.05毫克/升,每天要排出17公斤镉,按此统计,一年要排出6吨多。

  【环境中的情况】


  镉的自然来源很少,目前环境中的镉的污染主要来自工业“三废”。
  空气中的含镉量年平均值约为0.002微克/立方米。瑞典铜镉合金厂附近大气中的含镉量,每周平均值达0.3微克/立方米;日本炼锌厂附近大气中的含镉量与此相近。联合国环境会议的资料认为,当前空气中镉浓度的年平均值,在市区达0.02微克/立方米,郊区达0.003微克/立方米,而工业区则高达0.6微克/立方米。
  水体中的含镉量变化较大。据联合国环境会议的资料报导,淡水中含镉量已高至10微克/升,海水中则为0.02微克/升。
  美国曾对174个供水点作了含镉量的考察,其平均浓度为0.008毫克/升,最低为0.0004毫克/升,最高为0.06毫克/升。在所取163个水样中,有70%的水样含镉量小于0.01毫克/升,如纽约、新奥尔良和丹佛为0.002毫克/升,费城为0.004毫克/升,洛杉机为0.006毫克/升。一般以地下水为水源时含镉量较高,如美国得克萨斯州的加尔维斯顿的地下水含镉量就高达30ppb。
  海水中含镉量通常为0.01~0.05微克/升,但沿岸工业集中的海区,镉含量往往要高出几十倍。如英国的利物浦湾,从河流带入大量工业废水,含镉量高达4.2微克/升,比爱尔兰海其它沿岸海区都高,为外海镉浓度的30~40倍。至于局部的海区,由于大量倾入矿渣和废矿浆,含镉量显著增高。如英国倾弃入泰晤士河口的废矿浆中,含镉量高达30~70毫克/公斤,估计每年因此进入海域的镉可达6~14吨。英国格拉斯哥地区,每年约有100万吨废矿浆倾倒在克莱德港周围,致使底质的镉平均含量高达6.4毫克/公斤;而距格拉斯哥港13公里处的哥拉德河口区,底质含镉量更高,达7.0毫克/公斤。
  土壤的镉污染在日本最为严重。联合国环境会议资料指出,日本受镉污染的稻田土壤内,含镉达1~50毫克/公斤。目前日本已有43个地区7500多公顷的耕地受到镉的严重污染。1970年日本对全国土壤的分析表明,水田土壤的平均含镉量为0.5ppm,旱田为0.4ppm,果园为0.3ppm。
  环境中镉污染的加剧也使食品的含镉量增加。据联合国环境会议资料介绍,一般食品中含镉量小于0.05毫克/公斤,牛奶含镉0.1~0.4毫克/公斤,大米为0.1~1毫克/公斤,而牡蛎则高达8毫克/公斤。据日本1970年调查统计,大米含镉在0.2ppm以下的(即未被污染者)占45%左右,0.2~0.4ppm的占27~33%,0.4~1.0ppm的占19~23%,1ppm的占3~4%。在神通川流域所产的大米中含镉均大于1ppm。
  镉在环境中与其它有害物质具有协同作用,因而特别危险。如在环境中有浓度为0.15毫克/升的锌存在时,当镉的浓度只有0.03毫克/升,即可使幼鲑鱼致死。氰离子与镉离子也有协同作用。
  镉在水域环境中极易为悬浮物所吸附,而沉积于水底。因此,在镉污染的河流中,有时取样却检测不出镉。但当河水被搅动时,沉积物重新悬浮,镉即重新带出而引起危害。
  据日本研究,土壤中的镉有水溶性与非水溶性两类。农作物可吸收水溶性的镉,而对非水溶性的镉则难以吸收。两者在一定的环境条件下可以转化。一般认为氧化还原是转化的主要条件。在还原条件下,可在环境中产生硫离子,能与镉离子形成不溶于水的硫化镉沉淀,极不易被农作物吸收。而在氧化条件下,硫离子可被氧化为硫三根,能与镉离子形成溶于水的硫酸镉,就容易被农作物吸收。

  【危害】


  对人体健康的危害 镉对人体具有毒性,一般的中毒症状如下。
  急性中毒时的症状:无论是职业性中毒或是食用中毒,都可能在摄入10分钟至4~5小时后出现恶心、呕吐、腹泻、腹痛等症状。较重者伴有头痛、眩晕、大汗、手和上肢感觉障碍,甚至抽搐,但一般恢复较快。据报导,摄入量达到10毫克时,所引起的症状近于死亡。口服硫酸镉30毫克即可致死。通过呼吸道引起的工业镉中毒,残废率可达15%。由于口服时有引吐作用,故口服致死的例子较少。
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