重金属汞的污染与危害

重金属汞的污染与危害 第28卷第4期 2006年12月 集宁师专 JournalofJiningTeachersCollege Vo1.28,No.4 Dec.2006 文章编号1009—7171(2006)04—0070-02 重金属汞的污染与危害 王志平,王凤英,乌日娜 (集宁师专化学系,内蒙古乌兰察布012000) 摘要:本文从以下几个方面论述了重金属汞的污染与危害:重金属汞对水体的污染 与危害; 重金属汞对土壤的污染与危害;重金属汞对大气的污染与危害;重金属汞对人体的 污染与危害. 关键词:重金属汞;污染;危害 中图分类号:X5文献标识码:C 重金属汞是构成地壳的物质,在自然界中 分布非常的广泛.重金属汞在自然环境的各部 分均存在着最低含量,如果其含量超过, 就会对水体,土壤,人体造成不可估量的污染 与危害. 1重金属汞对水体的污染与危害 在正常的天然水体中重金属汞含量均很 低,汞的含量介于0.001—0.009豪克/升之间. 重金属汞在水体中的主要释放源是化石燃料 的燃烧,采矿和冶炼也是向环境释放汞的污 染源.各工业企业以废水,废渣,废气向环 境中排放重金属汞.废水,废渣流入到水体 中,而废气被水体及水体中的物质所吸附,也 融入到水体中,所以水体中重金属汞含量会逐 渐增加. 水体存在着多种多样的天然与人工合成 的无机与有机配位体,它们能与汞形成稳定的 络合物和螯合物.在水体中,汞很少以简单离 子形式存在,而主要以各种络离子形式存在, 如在富氧的淡水中主要以Hg(OH)2,HgC12形 式存在;在海水中主要以HgC13,HgC1]一形 式存在.无机配位体OH一,C1一等对汞的络 合作用可以火火提高其化合物的溶解度,如根 据相应的氢氧化物浓度积计算,水中只可能存 在0.039ppmHg2+,然而当生成Hg(OH)2时, 水中总溶解汞可达107ppm,又如当水中Cl一 的浓度为1克分子时,可使硫化汞的浓度增加 107倍. 重金属汞在水体中可产生毒性效益,一般 产生毒性的范围大约在0.Ol一0.001毫克/升, 而汞在水体中通过积累的毒性远大于此范围, 因此汞是毒性较强的重金属.其次,重金属汞 可在微生物作用下转化为毒性更强的金属汞 化物,如汞的甲基化作用就是典型例子.再者 生物从环境中摄取汞可以经过食物链的生物 放大作用,逐级在较高的生物体内成千万倍地 富集起来,然后通过食物进入到人体,在人体 的某些器官中积蓄起来,造成慢性中毒影响人 体正常生活.例如震惊全世界的水俣病就是汞 的富集化引起的,五十年代和六十年代在日本 的水俣市和新漏县分别出现水俣病,经过长时 间调查和科研实验已证明,水俣病是由于含汞 废水污染所造成的中枢神经汞中毒症.据研 究,1965年发生在新溺县的水俣病系由60公 里以外的阿贺野川上游昭和电器公司排出的 含汞废水污染所致.其具体污染途径是:昭和 电器公司的废水排入河道后,废水中的一部分 汞,即为硅藻等浮游生物所吸收.硅藻是飞蛾 等小昆虫的食物,于是汞便随阿贺野川的河水 流出60公里到达河口,再此过程中,小昆虫死 亡沉入河底,成为石斑鱼等低层鱼的饵料,于 是又随小昆虫被石斑鱼等所吞食,再次富集. 鳝鱼,鲶鱼等食肉鱼类又以石斑鱼等为食,就 这样经由食物链一级一级地富集,最后是鲶鱼 等体内的含汞量达到10—20毫克/公斤,最高 达50—60毫克/公斤,比原污染水中汞浓度高 收稿日期:2006年06月08日. 作者简介:王志平(19xx一),男,内蒙古集宁人,实验师 . ( 第4期.王志平等:重金属汞的污染与危害71 出1—10万倍,比正常鱼体的含汞量高900倍.环境中汞含量增多,使环境进一步恶 化. 居住在这里的人们由于长期食用这种含高浓&重金属汞对大气的污染与危 害 度汞的鱼类和贝类,导致汞在体内大量积累,'大气中的重金属汞的来源有自然来 源和 从而引起中枢神经的破坏.'人为来源两种,由宇宙天体作用及地球上各种 2重金属汞对土壤的污染与危害地质作用而使得重金属汞进入大气中,还有士 天然土壤中汞主要来源于母岩和母质.壤和植物的蒸腾作用使汞被释放到大气中都 岩石中平均含汞量0.08mg/kg,其中页岩含属于自然来源.人为来源主要为工业生产,汽 汞量最高(0.4mg/kg),花岗岩含汞量最低车尾气大量排放含重金属汞的有害气体和粉 f0,01mg/kg).此外,人为污染也是土壤中汞的尘等.还有像体温计被打碎后,由于汞在常温 重要来源.下即能挥发,也属于人为来源.在潮湿的空气 在正常的土壤Eh和pH范围内,汞能以中汞的挥发性比在干空气中大的多,所以庄潮 零价(单质汞)形态存在于土壤中,是土壤中湿空气的条件下,汞蒸气在遇到天然气的情况 汞的重要特点.这是由于汞具有很高的电离下,易形成毒性更强的二甲基汞.人气中的重 势,转化为离子的倾向小于其他金属.}王g0+金属汞可以通过呼吸作用随气体进入人体,也 在含有H2S的还原条件下,将生成难溶性的可以沿食物链通过消化系统被人体吸收:对人 rigs,所以有人把硫化汞看作土壤汞化物的的危害极大. 最终产物.当土壤溶液中氯离子浓度较高时,4重金属汞对人体的污染与危害 由于形成}IgCl2,HgCI~络离子而使粘土矿在生产条件下,重金属汞主要以蒸气形式 物对汞离子的吸附减弱,使得土壤中汞浓度增经呼吸道进入人体其进入人体的量I吸入 大.还有当土壤中有有机配位体也能使汞浓度量的80%左右,重金属汞经消化道吸 收的量 增大,如腐殖质的羟基和羧基对汞有很强的螯极少,.可以忽略不计.因意外事故(如体温计 合能力,加上腐殖质对汞离子有很强的吸附交的破坏)重金属也可以经皮肤进入人体.再 换能力,致使土壤腐殖质部分的含汞量远高于者,重金属汞由化妆品携带通过皮肤进入人 矿物质部分的含汞量在还原性条件及嫌气微体.由于汞对皮肤有一定的漂白作J{j:所以具 生物作用下,可将无机汞转化为甲基汞和二甲有漂白,祛斑作用的化妆品多含有汞. 基汞.只要存在甲基络合体,在非生物作用下,汞是人体非必需元素,对人体的健康危害 汞也可被甲基化.汞的甲基化不但大大加强了与汞的化学形态,环境条件和侵入人体的途 汞的毒性,而且加强了汞的迁移能力.如甲基径,方式有关. 汞特别是二甲基汞较易发生大气和水迁移.元素汞毒性不大,通过食物和饮水摄入的 由于汞是农作物生产的非必需元素,但易金属汞一般不会引起中毒,但金属汞蒸气有高 被农作物所吸收,土壤中汞的含量稍有增加,度扩散性和较人脂溶性,侵入呼吸道后可被肺 就会大大影响农作物的生长和发育,从而影响泡吸收并经血液循环至全身.血液中的汞可以 到农作物的产量和质量.其次通过食物链危害通过血脑屏障进入脑组织,然后在脑组织中被 人类的健康,重金属汞及其化合物的污染物之氧化成汞离子损害脑组织.在其它组织中的金 所以对人体健康威胁较大,是由于它不仅不能属汞也可被氧化成离子状态,并转移 到肾中蓄 被土壤微生物所降解,还可以通过食物链不断积起来.金属汞慢性中毒的临床现主要是神 地在生物体内富集,甚至可将其转化为毒害性经性症状,如头痛,肢体麻木等.人量吸入汞 更大的甲基化合物,对食物链中某些生物达到蒸气会出现急性中毒,其表现为肝炎,肾炎, 有害水平,最终在人体内蓄积而危害健康.蒋尿血和尿毒症等. 者由于汞化合物的高度挥发性,所以它可以通无机汞化合物也对人体有毒性,无机汞化 过植物的蒸腾作用而被释放到大气中去.事合物可以通过胃肠道吸收,如氯化汞,无机汞 实上,空气中的汞就是由汞的化合物挥发产生 的,而且空气中汞含量的大部分吸附在颗粒物 上,最后归趋是进入海底沉积物,使得大气,水 中毒以消化道和肾脏损害为主要表现,常见的 氯化汞的致死量约为1克. (下转75页) 第4期弓建国:微生物与工农业生产75 纪后叶由于分子生物学的突破性成就,生物技 术为医药,农业和工业领域带来了革命性的 飞跃.尤其是聚乳酸的上市,标志着工业微生 物技术的巨大成就.人类基因组学及相关研究 有力推动了医药生物技术的发展,动植物基因 组学及相关研究有力推动了农业生物技术的 发展,微生物基因组及相关研究有力地推动了 工业微生物技术的发展.需要特别指出的是, 微生物物种的多样性及其基因改造的巨大潜 力,将其与现代生物工程技术结合,为人类提 供了新的机遇.工业微生物技术的发展前景十 分诱人,欧美日已不同程度的制订出在今后几 十年内用生物过程取代化学过程的战略计划, 参考文献 把工业微生物技术作为一种战略先导技术优 先发展.进入21世纪,随着化石资源与能源 危机,环境危机的日益加剧,为了实现人类社 会经济的可持续发展,进一步建立人与自然的 和谐关系,从根本上改变目前制造加工工业的 生产模式,解决人类所面临的资源,能源和环 境的问题.人类必须对传统的基于化学过程 的物质加工模式(化学加工或化学制造)进行 革命性转变,转向以生物可再生资源为原料, 基于生物过程的环境友好的高效的物质加工 模式.因此,以生物经济取代化石经济是一种 必然趋势,而生物经济的核心技术是工业微生 物技术.I9】 …1沉廷伟.我国微生物肥料发展趋向【J】.土壤肥料,1995,6. f21林良斌.BJ毒蛋白基因与植物抗虫基因工程【J】.生物工程进展,1997,17(6)51—55. f31谢先芝.抗虫转基因植物的研究进展及前景【J].生物工程进展,2000,19(6)47-52. f41田平.EM技术在畜牧生产上的应用【J】.微生物,200241(5):653-659. f51闵建国.微生物除草剂【J】.农药译丛,1994,16(3)21—22. 『61宫小燕等.微生物与近代工业发展研究【J1.环境科学,2000,26(2):17—20. f71郑士民.微生物脱硫的研究进展【Jl_环境保护,1990,10:14-15. 『81陈守义等.微生物生物技术【M1..北京:科学出版社,2000 『91伍建国.微生物发展前景研究【M】.环境科学发展,2000,30,(17):58-66. (上接71页) 有机汞化合物,尤其是甲基汞,进入人体 容易被吸收并输送到各器官,特别是肝,肾和 脑组织,分布于脑组织中的甲基汞约占15%. 脑组织受损先于其他各组织,主要损害部位为 大脑皮层,小脑和末梢神经,其中毒症状主要 有:一般症状,如头痛,疲乏,健忘和精神异 常等,其他特殊症状,如感觉异常,口周围和 肢端麻木,感觉障碍,语言障碍,步态不稳, 视野缩小,听力障碍以及肌肉萎缩,肌痉挛 等.甲基汞易透过胎盘从母体转移给胎儿.对 参考文献 经常食用含甲基汞鱼的正常妊娠妇女研究表 明,胎儿红细胞中甲基汞量比母亲高30%.因 胎盘转移使胎儿产生严重的胎儿型甲基汞中 毒的事例在日本已有多期报道,生下来的婴儿 多为白痴. 总之,重金属汞的污染与危害已不容忽 视,我们应该行动起来,研究解决办法,采取 积极有效的,努力避免重金属汞的污染与 危害. …1刘勇,夏之宁等.水体中重金属形态的毒性研究方法【J】.理化检验化学分 册,2001 【2】2刘天齐,刘逸农等.环境保护概论【M】.北京:高等教育出版社,1999. 【3】王晓蓉环境化学[M】-南京,南京大学出版社,1993.