锌对环境的影响

严海锦（1.江苏科创金属新材料有限公司，江苏　泰州　225300；2.江苏科成有色金属新材料有限公司，江苏　泰州　225300；3.泰州华民锌品有限公司，江苏　泰州　225300）



环保技术

锌对环境的影响

严海锦
（1.江苏科创金属新材料有限公司，江苏泰州225300；2.江苏科成有色金属新材料有限公司，江苏泰州225300；3.泰州华民锌品有限公司，江苏泰州225300）

摘要：金属锌本身无毒，但在焙烧硫化锌矿石、熔锌、冶炼其他含有锌杂质的金属的过程中，在铸铜过程中产生的大量氧化锌等金属烟尘，以及锌在防腐油漆、涂料中应用时原材料质量导致存在重金属超标，钢铁材料二次防腐前表面处理和对废旧油漆、涂料物料处理过程中，都有可能会污染环境，对人有直接的危害。本文主要是从环境保护的观点出发，分析锌及含锌材料对环境产生的影响与治理。

关键词：锌；环境；影响

修回日期：2015-10-15

0　引言

锌是一种在地球上储量较为丰富的重金属资源。我国锌矿资源储量居世界第二位[1]，锌资源广泛应用于现代工业生产如冶炼、制药及食品行业之中。锌是人体健康不可缺少的元素，它广泛存在于人体肌肉及骨骼中[2]。锌是重要的有色金属原料，世界上锌的全部消费中大约有一半用于镀锌，约10%用于黄铜和青铜，不到10%用于锌基合金，约7.5%用于化学制品。锌工业、锌及锌材压延加工和新材料在使用过程中存在水污染物、大气污染物排放和环境噪声。美国在1968年排放到大气中的锌量为159922 t，其中约有30%来自锌的冶炼加工，30%以上来自钢铁生产，18%来自废物的焚烧。中国目前大气中的锌排放主要是锌的冶炼加工。

1　锌对环境的影响

1.1锌对水体影响

锌不溶于水，锌离子一般以可溶的络合物状态存在，并向底质沉积物迁移转化与水中粘土矿物缔合。锌盐如氯化锌、硫酸锌、硝酸锌等，则易溶于水。碳酸锌和氧化锌不溶于水。选矿、采矿、合金、冶金、机器制造、镀锌、炼钢、有机合成和锌粉、氧化锌制造等企业排放的工业废水中，含有大量锌化合物。在温度为30℃～50℃的情况下，工业电解液中的锌离子以Zn（H2O）的形式存在。废水中常见的锌的羟基络合物有Zn（OH）+、Zn （OH）以及Zn（OH）2·H2O，因此废水中锌的浓度为Zn2+与上述四种络合物之和。氢氧化锌沉淀的最适pH值为9～10，当pH值升高时，沉淀物将重新溶解。废水中的Zn2+能用中和法处理的最低浓度极限值为10-7mol／L。全世界每年通过河流输入海洋的锌约为393万t，水底质沉积物中含锌范围为45～2221 ppm，平均110 ppm，是水体中锌含量的10000倍。水生动植物也具有很强的吸收锌的能力，致使水中的锌向生物体内迁移，对鱼类和其他水生生物的毒性比对人和温血动物大许多倍。水体锌及其它重金属净化是采取沉淀、吸附等物理法以及通过水生植物（如：芦苇、香蒲等）、动物（如：海湾扇贝和紫胎贝等）对金属离子进行吸收、容纳和转移。

1.2锌对土壤影响

土壤中Zn的含量一般为10～300 mg/kg，平均为50 mg/kg，而锌污染的土壤中Zn含量可高达13500 mg/kg以上，易被植物吸收而造成毒害，进而可通过食物链污染农产品和威胁人畜健康。土壤中的锌可分为水溶态锌、代换态锌、难溶态锌（矿物中的锌）以及有机态锌。土壤中的锌来自各种成土矿物以及铅锌矿开采、冶炼、镀锌加工等含锌工业“三废”的不合理排放。锌以Zn2+形态进入土壤溶液中，也可能成为一价络离子Zn（OH）+、ZnCl+、Zn（NO3）+等，有时则形成氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐和硫化物沉淀。锌离子和含锌络离子参与土壤中的代换反应，常有吸附固定现象。锌在土壤中的富集，必然导致在植物体内的富集，当其含量超过土壤承受力或者限度，或土壤环境条件变化时，这种富集有可能使重金属突然活化，引起生态危害，不仅对植物，而且对食用这种植物的人和动物都有危害。用含锌污水灌溉农田对农作物特别是对小麦生长的影响较大，会造成小麦出苗不齐，分蘖少，植株矮小，叶片发生萎黄。对植物起作用的锌主要是代换态锌。过量的锌还会使土壤酶失去活性，细菌数目减少，土壤中的微生物作用减弱。目前，锌及其它重金属对土壤影响的控制主要有物理、化学、植物和微生物还原等方法，是利用植物使锌及其在利用中的附带其它金属固定、挥发及提取。

2　锌资源在提取和利用时对环境的影响

2.1锌冶炼对环境的影响

锌资源使用需要先对锌矿进行提炼，锌的冶炼方法分为火法炼锌和湿法炼锌两大类。湿法炼锌最早于1916年投入工业生产，随着技术的发展和环保的要求，湿法炼锌已是当今炼锌的主要方法，其产量占世界锌产量的80%以上。目前，我国大部分冶炼企业采用的仍然是传统生产工艺，技术和装备水平落后，带来前端资源利用率低下、清洁生产推行效率低，后端环境污染控制边际成本高、环境污染严重等问题。铅锌冶炼业已成为有色金属工业中的重金属污染物排放主要源头之一，也是全国重金属污染物排放的大户。在这种背景下，控制原料中汞、砷、镉、铊、铍、铬、铅、锌等有害元素含量，防止铅和锌任意扩散以及对铅锌冶炼过程中产生的炉渣、黄渣、氧化铅渣、铅和锌再生渣回收利用，生产区下水道污泥、收集池沉渣以及废水处理，采用微孔膜复合滤料等新型织物材料的布袋除尘器及其他高效除尘器治理如氧化锌等含重金属小颗粒污染，这些措施可有效减少固体、液体、气体对环境造成污染。目前，研究开发有效防治铅锌冶炼重金属污染防治技术，保护人体健康和生态环境安全，引导行业的可持续发展是非常必要和紧迫的。

2.2锌资源在利用时对环境的影响

2.2.1镀锌对环境的影响

热浸镀锌、电镀锌和机械镀锌是目前镀锌常用的三种方法，而镀锌过程中对环境构成威胁的主要是废液。热浸镀锌在熔剂烘干及镀锌过程中，氯化铵受高温作用极易挥发和分解，产生大量刺激性气体NH3、HCl和NH4Cl浓烟。同时锌液在高温下，亦使锌不断蒸发，产生大量锌蒸汽，氧化锌，这给操作工带来极大危害，治理措施是在烘干箱和锌池上方增加通风罩加以净化，在风道尾部用水吸收[3]。电镀锌为防止电镀作业的前处理、电镀、后处理三部分操作各工序的溶液互相污染，保证电镀产品的质量，每一道工序都要彻底清洗，在电镀过程中经常会产生一定数量的含有各种化学污染物的清洗水构成环境威胁，控制措施是减少溶液带出量；改善清洗方法，提高水的循环利用率；防止溶液老化失效，采用碱性氯化物法处理含氰化物的电镀废水，也可通过聚凝剂如聚丙烯酰胺系高分子化合物对含重金属离子的废水进行处理。机械镀锌过程中的活化剂锡盐、还原剂和锌粉对环境或人体会产生伤害。在涂覆锌层后，特殊场合为强化其防护效果，要进行钝化处理，钝化液主要含六价铬，铬对水体动物（鱼类）、微生物及某些作物生长有抑制作用，从而影响水的利用和水体的自净功能。含铬废水可以用化学还原法、铁氧体法、电解法和离子交换法处理，较常用的为化学还原法[4]。

2.2.2含锌涂料、油漆对环境的影响

锌粉与助剂调和制作涂料、油漆，可作为其他金属涂层钢板上，锌比铁活泼，先被腐蚀而保护铁，而起防腐作用。一些防腐油漆、涂料中溶剂对环境有着不利的影响，刺激人体呼吸道，引起咳嗽，严重损害森林和植被；在很多大江大河上面的桥梁，以及河边的钢铁结构和船舶等，需要施工或者除去以前金属防腐油漆、涂料，如果不采取保护性措施，就很可能会流失到河流中，对水造成污染。很多年来，一些废弃的油漆要么就地掩埋，要么随同磨料和其他废弃物一同被倒进大海，有时甚至随地丢弃，对海洋和海床造成污染，有的回收处理制备氧化锌，污染大气环境。控制措施可以采用环保、节能型涂料、油漆，避免重金属超标和二次施工污染风险。

3　结语

随着冶金、化工等产业的日益发展，锌已经成为工业和农业重要的原材料，含锌制品市场也在日益扩大，全世界年消耗锌近百万吨，锌的延伸产品锌粉末材料主要用于冶金、化工、制药、电池等行业。对于相同的pH值，锌比其它的重金属元素更易溶出，更容易进入环境中。锌在提取和应用中通过淋滤，风化氧化等作用进入环境中。不同粒度的锌粉末材料，粒度越细，有害成分越易溶出。含锌废料或者水如果不经处理直接排放到自然界中必将影响到人类生存环境。目前，处理含锌废水国内外根据其处理手段的不同，可分为物化法和生物法，而电镀或医药行业因化学药剂的添加，产生了大量的废渣，国家已将锌灰、锌尘以及医药中含锌废料列入危险固废，可见，解决含锌废物的污染问题已迫在眉睫，废旧资源的处置和回收利用意义深远。

参考文献:

[1]马晓航,贾小明,赵宇华.用硫酸盐还原菌处理重金属废水的研究[J].微生物学杂志, 2003，23（1）: 36-37.

[2]常学秀，文传浩，王焕校.重金属污染与人体健康[J].云南环境科学，2000，19（1）: 5-61.

[3]丁金城，卢杰.镀锌对环境的影响[J].山东工程学院学报, 2002, 16（2）:31-34.

[4]张允诚，胡如南，向荣.电镀手册（下册）[M].北京:国防工业出版社, 1997.

Influences of zinc on Environment

YAN Hai-jin
(1. Jiangsu Kechuang Metal New Materials Co., Ltd.，Taizhou，Jiangsu 225300，China；2. Jiangsu Kecheng Nonferrous Metal New Materials Co., Ltd.，Taizhou，Jiangsu 225300，China；3.Taizhou Huamin Zinc Products Co., Ltd.，Taizhou，Jiangsu 225300，China)

Abstract:Metal zinc itself is non-toxic, but it can be cause the environment pollution by the plenty metal fumes of zinc oxide when in the processes of roasting zinc sulfide ore, smelting the zinc and metals containing zinc, casting coppers. And by excessive heavy metal contents of the unqualified raw materials when the zinc used in anti-corrosive paintings. Even in the process of surface preparations before the second anticorrosion, of handling the wasted paints and related materials. It's harm to people directly.This article is making analysis of the influences and governance on environment, for the zinc and the materials containing it.

Keywords:zinc; environment; influences

文章编号：1006-4184（2016）2-0028-03

作者简介：严海锦(1978-)，男，江苏泰州人，本科，高级工程师，主要从事金属冶炼及金属新材料粉体制备及其技术研究。E-mail: 1178743787@qq.com。