工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的重金屬污染物及防治措施探討

黃 可，崔浩威，田亞平，徐 歡

（山東中質(zhì)華檢測試檢驗有限公司，山東 濟寧 272000）

工業(yè)生產(chǎn)所排放廢水中的有毒元素包括：汞(Hg)、鉛(Pb)、砷(As)、氟(F)、鉻(Cr)、鎘(Cd)等，其中砷處于金屬元素和非金屬元素之間，兼有金屬和非金屬的某些性質(zhì)。同時，廢水中還含有金屬微量元素，如銅、鐵、鋅、錳等，超劑量的使用也會引起水體污染和造成人體中毒[1]。對于重金屬元素對水體的污染及其危害，應(yīng)當(dāng)予以足夠的重視。

1 重金屬元素的來源

重金屬來源主要包括以下幾點：①工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中產(chǎn)生的廢氣、廢水；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用的農(nóng)藥；一般情況下，重金屬通過富集作用轉(zhuǎn)移到水體中，例如水產(chǎn)飼料中的鉛主要來自含鉛量高的植物性飼料、動物性飼料及礦物質(zhì)原料等。②工業(yè)飼料的生產(chǎn)加工過程中可能會帶入重金屬物質(zhì)，如飼料生產(chǎn)過程的機械摩擦可使得金屬顆粒混入飼料當(dāng)中，進而造成一定的污染[2]。

2 重金屬元素的毒性及危害

重金屬離子直接進入人體機體可引起急性中毒，常出現(xiàn)嘔吐、腹痛、腹瀉等消化道癥狀，并造成肝、腎及中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損害；同時也會對生物的機體產(chǎn)生慢性毒害[3]。

2.1 工業(yè)廢水中的鉻污染

鉻是一種毒性較高的重金屬，自然界鉻主要以三價鉻和六價鉻的形式存在。動物體內(nèi)存在的鉻主要是Cr3+；Cr3+可協(xié)助胰島素發(fā)揮作用，為糖和膽固醇代謝所必需。但Cr6+對動物有毒害作用，六價鉻可與氧結(jié)合形成鉻酸鹽或重鉻酸鹽；從干擾動物體內(nèi)酶系統(tǒng)的代謝。雷忻等（2009）研究了重金屬鉻對金魚(Carassius auratus)的毒性效應(yīng)以及鰓組織學(xué)影響，結(jié)果顯示六價鉻可使金魚的鰓小葉細胞大量解體并脫落壞死，并且隨著金魚體內(nèi)六價鉻濃度的增加，會對鰓組織造成的嚴重受損。徐立紅（1999）在DNA加合物研究及在環(huán)境毒理學(xué)中的應(yīng)用中研究發(fā)現(xiàn)，鉻與鈣具有相似性，鉻可以干擾細胞內(nèi)與鈣相關(guān)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)，進而對機體造成一定的損傷。

2.2 工業(yè)廢水中的鎘污染

鎘污染主要來自鉛鋅礦開采、金屬冶煉、電鍍以及用鎘化合物作為原料或觸媒的工廠。鎘在生物界中以無機離子態(tài)和有機結(jié)合態(tài)兩種形態(tài)存在，即無機鎘和有機鎘。

無機鎘對機體產(chǎn)生的危害主要表現(xiàn)為引起水生動物機體器官的氧化性損傷；影響體內(nèi)酶的活性以及擾亂機體的內(nèi)分泌系統(tǒng)等。侯建軍等（2009）采用暴露重金屬的方法，研究了二價鎘離子對梨形環(huán)棱螺(Bellamya purificata)的毒理效應(yīng)，結(jié)果表明二價鎘離子對梨形環(huán)棱螺肝臟和鰓中過氧化氫酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶、還原性谷胱甘肽均有顯著影響；低濃度二價鎘離子暴露會引發(fā)梨形環(huán)棱螺的氧化應(yīng)激和脂質(zhì)過氧化，進而對機體造成一定的損傷。

有機鎘對水產(chǎn)動物的毒性及生產(chǎn)性能方面的研究，目前正處于探索階段；不同研究得出的結(jié)果有較大差異。林建云等（2008）以烏賊內(nèi)臟粉為來源，研究有機結(jié)合狀態(tài)鎘和離子態(tài)Cd2+對生物的毒理及代謝作用。

結(jié)果顯示兩種狀態(tài)下的鎘元素在生物肌肉中再累積現(xiàn)象不顯著，未發(fā)現(xiàn)對水中生物的毒害作用和Cd的累積放大現(xiàn)象。

即工業(yè)廢水排放中鎘元素在水中生物體內(nèi)略有積累，而在可食用部分幾乎無累積現(xiàn)象。

翟毓秀等（2005）采用魷魚、頭足類及其下腳料等鎘含量高的原料配制水產(chǎn)飼料飼喂大菱鲆(Psetta maxima)，結(jié)果顯示，飼喂一年后大菱鲆出現(xiàn)死亡率增高的現(xiàn)象；經(jīng)解剖觀察發(fā)現(xiàn)，大菱鲆魚體中的肝、腎、胰腺、膽等均有不同的病變現(xiàn)象；表明高含量的有機鎘可能對大菱鲆健康生長和食品安全造成影響。郭瑩瑩等（2008）以氯化鎘作為無機鎘為添加劑，以魷魚膏作為有機鎘為添加劑，對比研究鎘的不同形態(tài)無機鎘和有機鎘在南美白對蝦（Penaeus vannamei）體內(nèi)的蓄積規(guī)律及其毒性；結(jié)果表明，相同濃度的2種形態(tài)鎘在南美白對蝦(Penaeus vannamei)3種組織中的蓄積規(guī)律相似，在南美白對蝦各組織中的鎘含量與養(yǎng)殖時間及飼料中鎘濃度都呈正相關(guān)性，但有機鎘實驗組比無機鎘實驗組的死亡率略高。

2.3 廢水排放所造成的銅污染

銅是所有的生物體所必需的一種微量元素，對神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育、骨骼及結(jié)締組織的形成具有重要作用。但當(dāng)其濃度超過限制濃度時，會引起水生生物體的中毒，進而影響水生生物的生長、生殖以及體內(nèi)酶活性等。

種香玉等（2014）通過研究工業(yè)生產(chǎn)所排放的廢水中銅含量對水中生物生長的影響，結(jié)果表明飼料中較高濃度的銅可抑制水體生物生長性能和蛋白質(zhì)效率。

楊麗華等（2003）在重金屬對水體中生物的急性毒性及安全濃度評價的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)銅濃度超過水體生物閾值時，溶酶體膜的破裂，水解酶大量釋放，從而引起肝組織壞死。

3 工業(yè)生產(chǎn)中重金屬污染物的防治措施

（1）制訂和完善工業(yè)廢水排放有毒重金屬元素的標準，加強對水體金屬元素監(jiān)督檢測工作。

（2）積極推行市場準入制度，通過建立企業(yè)生產(chǎn)排放準入制度杜絕污染。

（3）控制污染源、減少重金屬污染物的排放是預(yù)防重金屬污染的重要舉措。

4 結(jié)語

目前我國的工業(yè)生產(chǎn)及發(fā)展模式較為粗放，重金屬污染防治工作任重道遠。隨著環(huán)境保護政策、法規(guī)、標準日益完善，環(huán)境監(jiān)管日趨嚴格，企業(yè)社會責(zé)任與日俱增，企業(yè)生產(chǎn)所排放污水中重金屬污染物必須得到有效控制，促進工業(yè)生產(chǎn)健康穩(wěn)定發(fā)展。