浅析水环境中有毒污染物的来源和危害

王文忠

(西山煤电公司古交给排水分公司)

随着科学技术的进步和工农业生产的发展，水环境作为工农业废弃物的最终排放点，污染现象越来越严重。水体有毒污染现已成为世界各国科技界和政府关注的热点。水环境中有毒污染物从化学角度，可分为无机有毒物和有机有毒物两大类。

1 无机有毒物

这类物质具有强烈的生物毒性，它们排入天然水体，常会影响水中生物，并可通过食物链危害人体健康。这类污染物都具有明显的累积性，可使污染影响持久和扩大。

根据物质性质，此类污染物可分为以下两类。

1.1 重金属毒性物质

重金属是构成地壳的物质，在自然界分布非常广泛，指的是比重大于或等于5.0的金属。重金属在自然环境中存在着本底含量，在正常的天然水中含量均很低。如汞的含量介于0.001－0.1 mg/L，钴为0.004 3 mg/L，镍为0.001 mg/L。

在环境污染方面所说的重金属，主要指汞、镉、铅、铬等生物毒性显著的重元素，还包括具有重金属特性的锌、铜、钴、镍、锡等。

1.1.1 汞

汞具有很强的毒性，有机汞比无机汞的毒性更大，更容易被吸收和积累，长期的受毒后果严重。人的致死剂量为1－2 g。汞浓度0.006－0.01 mg/L可使鱼类或其他水生动物死亡，浓度0.01 mg/L即可抑制水体的自净作用。甲基汞能大量积累于人脑中，引起乏力、动作失调、精神混乱甚至死亡。水体汞的污染主要来自生产汞的厂矿、有色金属冶炼以及使用汞的生产部门排出的工业废水。尤以化工生产中汞的排放为主要污染来源。

1.1.2 镉

镉进入人体后，主要累积于肝、肾和脾脏内，能引起骨节变形，腰关节受损，有时还会引起心血管病。镉浓度0.2－1.1 mg/L可使鱼类死亡，浓度0.1 mg/L时对水体的自净作用有害。工业含镉废水的排放，大气镉尘的沉降和雨水对地面的冲刷，都可使镉进入水体。镉是随水迁移性元素，除了硫化镉外，其他镉的化合物均能溶于水。在水体中，镉主要以Cd2+状态存在。进入水体的镉，还可与无机和有机配位体生成多种可溶性混合物。

1.1.3 铅

如摄取铅量每日超过0.3－1.0 mg，就可在人体内积累，引起贫血、肾炎、神经炎等症状。铅对鱼类的致死浓度为0.1－0.3 mg/L，浓度0.1 mg/L时可破坏水体自净作用。由于人类活动及工业的发展，几乎在地球上每个角落都能检测出铅。矿山开采、金属冶炼、汽车废气、燃煤、油漆、涂料等都是环境中铅的主要来源。岩石风化及人类的生产活动，使铅不断由岩石向大气、水、土壤和生物转移，从而对人体的健康构成潜在威胁。天然水中铅主要以Pb2+状态存在。

1.2 非金属的无机毒性物质

1.2.1 氰化物

水体中的氰化物主要来源于工业企业排放的含氰废水，如电镀废水、焦炉和高炉的煤气洗涤冷却水、化工厂的含氰废水，以及选矿废水等。在常见的电镀液配方中，镀锌液含NaCN 80－120 g/L，镀铜液含 NaCN 12－18 g/L，镀银液含 NaCN 40－60 g/L。当电镀完毕进行漂洗时，粘在镀件上的含氰液便随漂洗水排出。

氰化物是剧毒物质，一般人只要误服0.1 g左右的氰化钾或氰化钠便会立即死亡。含氰废水对鱼类有很大毒性，当水中CN－含量达0.3－0.5 mg/L时，鱼便可死亡。世界卫生组织订出了鱼的中毒限量为游离氰0.03 mg/L，生活饮水中氰化物不可超过0.05 mg/L，地面水中容许浓度为0.1 mg/L。

1.2.2 砷

岩石风化、土壤侵蚀、火山作用以及人类活动都能使砷进入天然水中。淡水中砷含量为0.2－230 μg/L。天然水中砷可以 H3AsO4、H2AsO4－、、AsO43－等形态存在。

砷是传统的剧毒物，As2O3即砒霜，对人体有很大毒性。长期饮用含砷的水会慢性中毒，主要表现是神经衰弱、腹痛、呕吐、肝痛、肝大等消化系统障碍，并经常伴有皮肤癌、肝癌、肾癌、肺癌等发生。

2 有机有毒物

这一类物质多属于人工合成的有机物质，这些有机物往往含量低，毒性大，异构体多，毒性大小差异悬殊。种类繁多，现仅举几种作一简单介绍。

2.1 农药

水中常见的农药，概括起来主要为有机氯和有机磷农药，此外还有氨基甲酸酯类农药。它们通过喷施、地表径流以及农药生产厂的废水排入水体中。

有机氯农药由于难以被化学降解和生物降解，在环境中的滞留时间很长。其水溶性低而脂溶性高，易在动物体内累积，对动物和人造成危害。

有机磷农药、氨基甲酸酯农药与有机氯农药相比，较易被生物降解，它们在环境中滞留时间较短，在土壤和地表水中降解较快，杀虫力较高。目前，在地表水中能检出的不多，污染范围较小。

此外，近年来化学除草剂的使用量逐渐增加，可用来杀死杂草和水生植物。它们具有较高的水溶解度和低的蒸汽压，通常不易发生生物富集、沉积物吸附和从溶液中挥发等反应。这类化合物的残留物通常存在于地表水体中。化学除草剂及其中间产物是污染土壤、地下水以及周围环境的主要污染物。

2.2 酚类化合物

水体中酚的来源主要是冶金、煤气、炼焦、石油化工、塑料等工业排放的含酚废水。由于各工业的原料、工艺、产品不同，各种含酚废水的浓度、成分、水量都有较大的差别。焦化厂含酚废水量大(按经验系数酚水量为0.35 m3/t干煤)，水质成分复杂，含酚量高，如回收氨工段的出水含挥发酚可达1 600－3 600 mg/L，含不挥发酚可达 300－500 mg/L。城市煤气站含酚废水分高浓度和低浓度两种，前者主要来自煤气初冷器集气管的冷凝水，后者主要来自煤气终冷塔，如上海煤气厂前者含挥发酚 2 300－3 000 mg/L，含不挥发酚 70－2 000 mg/L，后者含挥发酚40－60 mg/L，含不挥发酚10－20 mg/L。石油加工厂含酚废水的主要特征是含酚量低，通常为50 mg/L左右。

2.3 多环芳烃(PAH)

多环芳烃是由石油、煤、天然气及木材，在不完全燃烧或在高温处理条件下产生的，排入大气中的悬浮粉尘经沉降和雨洗等途径到达地表，加之各类废水的排放，引起地表水和地下水的污染。多环芳烃是环境中重要致癌物质之一。现已证实，多环芳烃化合物中有许多种类具有致癌或致突变作用，致癌物有苯并(a)芘，苯(a)并蒽、蒽、二苯并(a、h)蒽、二苯并(a、h)芘等，还有多种属助癌剂，如荧蒽、芘、苯并(e)芘等。

在天然水中，PAH一般浓度在每升微克以下，在饮用水中也可发现0.001－0.01 μg/L。PAH难以降解，而易于吸附在颗粒物上。

2.4 多氯联苯(PCB)

多氯联苯是联苯分子中一部分或全部氢被氯取代后所形成的各种异构体混合物的总称，广泛用于工业，剧毒，化学性质十分稳定，难与酸、碱、氧化剂等作用。难以燃烧，耐高温。脂溶性大，易被生物吸收。在天然水和生物体中很难降解，故一旦侵入机体就不易排泄，而易聚集在脂肪组织、肝和脑中，引起皮肤和肝脏损害。随着水体水分循环，PCB污染已成为环境污染影响最具代表性的物质，不仅污染地表水，而且可污染海洋。

2.5 表面活性剂

凡能显著降低水的表面张力的物质称为表面活性剂。表面活性剂在工业上和生活中用途极为广泛，诸如家用各种洗涤剂，食品、乳制品和畜产品加工厂对废油(脂)类物质的清洗中和汽车冲洗行业中都要大量使用清洗剂。这些含一定浓度洗涤剂的工业和生活污水排入地面水体，会造成对水体的污染。合成洗涤剂中有一定量的氮(阳离子型季铵盐类)和磷(焦磷酸三钠)，排入河、湖易发生水体富营养化。据报道，日本琵琶湖水中磷含量的1/5来自合成洗涤剂。

［1］郑素琴.SKALAR San++型连续流动分析仪测定水中挥发酚的方法研究［J］.水利科技与经济，2011(7):26－27.