淺談我國鉻污染現狀及調控措施

范雪琪 郭晉 鐘志宏 萬永清 劉昕昊

摘 要：隨著我國工業化進程的不斷加快，工業污染尤其是重金屬污染對環境造成了極大的破壞，引起了我國乃至全球的高度重視。鉻（Cr）具有高毒性、致癌性，給土壤、水資源、大氣造成的污染在金屬污染重尤為嚴重。加強鉻污染的防御與治理應是環保部門及相關企業對鉻污染防治管理的重中之重。本文論述了鉻污染的來源以及對其危害的分析，分析Cr的存在形態、污染現狀、遷移轉化規律及調控措施。從而達到降低污染，保護環境的目的。

關鍵詞：鉻；污染現狀及危害；預防及治理

一、引言

鉻鹽是重要的無機化物之一，是我國重點發展的一類化工原料，廣泛應用于多種部門電鍍、高級合金材料、印染、皮革、催化、香料、陶瓷、防腐、醫藥等，涉及國民經濟商品品種的10%。我國每年對其的需求量為20多萬噸。但其產生的鉻渣又是最主要的重金屬工業污染源之一，其中的六價鉻具有很強的氧化性。可導致多種疾病，可以通過消化道和皮膚進入人體，分布在肝和腎中，或經呼吸道積存于肺部等。并且鉻渣中六價鉻具有水溶性，經雨水沖淋滲入土壤深入地下污染地下水，或直接流入河流污染水體。因此，鉻渣的嚴重污染引起了全國乃至全世界的高度重視。

據調查，目前中國大大小小有30多家企業直接生產重鉻酸鹽，年生產能力超過30萬噸，總產量居世界第一位。每生產1噸鉻鹽產品，但同時每生產1噸鉻鹽就會產生2.5--3噸鉻渣。我國全國每年產生含鉻的新生有毒廢渣約75萬噸，加之歷年來堆存的鉻渣累計不低于200萬噸。任意排放和堆存鉻渣，不僅占用大量土地，而且鉻渣經雨水淋洗沖刷，含鉻污水四處流溢，并下滲入土壤對河道、地下水造成污染。鉻渣對人體和環境造成的危害已越來越大，引起人們對鉻渣污染的廣泛重視，開展其綜合利用和污染治理意義重大勢在必行。為此，本文主要論述了鉻污染的來源、污染現狀、對環境的危害、遷移轉化規律及調控措施的可行性進行分析。以實現降低污染，保護環境的目的。

二、鉻的簡介

在大氣、水體和土壤中均含有微量的鉻。鉻的價態很多，其中僅有三價鉻與六價鉻具有生物意義。鉻是人體內必須的微量元素，它與脂類新陳代代謝有密切聯系，可以增加人體內膽固醇的分解和排泄，是機體內葡萄糖能量因子中的一個有效成分。如果食物不能夠提供足夠的鉻，人體將會出現鉻缺乏癥，影響脂類和糖類代謝。但若鉻過量，則危害人體健康狀態。鉻價態不同，鉻的吸收效率也不同，三價鉻的胃腸道吸收比六價鉻低，酸性條件下六價鉻能恢復三價鉻的胃腸道，鉻的攝入會引起體內明顯的積累。鉻中毒主要是指六價鉻。由于不同的侵入途徑，臨床表現不同。飲用含鉻工業廢水的飲用水會引起腹部不適、腹瀉等中毒癥狀。鉻是皮膚異常反應的過敏原，引起過敏性皮炎或濕疹。濕疹的特點大多是小的、裸的，表現出紅斑、浸潤、滲出、脫皮和一長時間的病程，并不能隨著時間的推移而痊愈。通過呼吸進入，它可以刺激和腐蝕呼吸道，引起鼻炎、咽炎、支氣管炎，甚至在嚴重的病例中甚至穿孔。

三、鉻污染的遷移轉換及檢測方法

天然水中的鉻的質量濃度一般在1～40 ?g/L之間，主要以Cr3+、CrO2-、CrO42-、Cr2O72- 4種離子形態存在，水中的鉻主要由三價鉻和六價鉻組成。鉻的存在直接影響其遷移轉化規律。大多數三價鉻被底部的泥漿吸收進入固相。六價鉻在堿性水中穩定，在溶液狀態下具有很強的遷移能力。因此，如果三價鉻在水中的優勢，可以在中性和弱堿性水解的水中，產生不溶的鉻氫氧化物和水解或懸浮顆粒物質強吸附在沉淀物中。如果六價鉻占優勢，它大部分可溶于水。六價鉻通常是三價鉻毒性的100倍，但六價鉻可以減少到三價鉻，減少強度主要取決于做BOD5、COD、DO的值，DO的值越小，BOD5和COD值越高，還原性越強。因此，水中的六價鉻可以先由有機物分解為三價鉻，然后通過強吸附懸浮物質沉淀到底層顆粒中，這是水中六價鉻的主要凈化機制之一。

水體中鉻的存在包括溶解態和顆粒態。水樣以0.45μm濾膜過濾酸化后測定可得溶解態鉻總量，其中，過濾后的水樣未經酸化直接測得的具有電活性的游離及簡單無機絡離子稱為很不穩定態，另一部分被稱為配位狀態，包括有機物質和膠體內絡合弱介質不穩定狀態，絡合強慢不穩定狀態而與水中有機物或膠體物強烈結合的是惰性狀態。采用化學萃取法及其改進方法可將粒子狀態鉻的存在分為交換吸附在粘土礦物氫氧化鐵、氫氧化錳或腐殖質組成，對環境變化最敏感的、有效的、最容易被生物體吸收的離子交換狀態：在乙酸中溶解，環境變化特別是當pH值變化更容易釋放回水中重金屬碳酸鹽即碳酸鹽結合態；當與水合氧化鐵和氧化錳結合時，它們中的一些會在環境發生變化時釋放。重金屬不能在水中被微生物降解，但只能在形態上進行轉化、分散和富集。水中鉻的遷移過程是水解、沉淀、絡合、吸附和氧化還原。

四、鉻污染防治的調控措施

（1）稀釋法和換水法

（2）混凝沉淀法

（3）離子還原法和交換法

（4）離子交換法

（5）電修復法

（6）化學沉淀法

（7）氧化還原法

（8）電解法

（9）膜分離法：

（10）離子交換法：

五、土壤鉻污染防治措施

（1）生物修復技術

（2）微生物修復技術

（3）動物修復

（4）植物修復技術

（5）生物處理法

六、鉻污染防治的可行性及實用性

含鉻廢水的傳統處理方法主要有化學沉淀、電沉積法、反滲透法、膜分離、電解、吸附法、離子交換法、物理化學法等。當水中的鉻濃度較低且不具成本效益時，這些處理方法不能很好地去除。鉻是環境中無處不在的元素。印染企業將含鉻廢水排入水中，污染水體，嚴重危害生態系統。天然水中的鉻含量在1～40g之間，主要以CrO2、Cr3+、CrO42-和Cr2O72-離子的形式存在。因此，水中的鉻主要由三價和六價鉻化合物組成。鉻的存在形態決定了其在水中的遷移能力。大多數三價鉻被底部的泥漿吸收進入固相。六價鉻在堿性水中相對穩定，在溶解狀態下存在，遷移能力較弱。

七、總結

通過對當前我國鉻染現狀的分析，了解了我國鉻污染分布為中部地區較為嚴重，可以看出我國鉻污染情況較為嚴重。隨著經濟的發展，越來越多的工業企業為了減少成本，提高效益，而不按照規定將大量鉻渣隨意堆積，造成鉻渣滲透至土壤進而污染地下水，對環境和人體造成了極大的危害，國家應加大管理強度，對違規企業加大懲罰力度，減少違規排放。

土壤重金屬污染利用化學和物理化學方法進行修復，具有一定的局限性，大規模處理污染土壤，可導致土壤結構破壞、生物活性和土壤肥力退化。植物修復技術是一種新型高效的修復技術，具有良好的社會和生態綜合效益，容易被公眾所接受。因此，植物修復技術具有廣闊的應用前景，也是未來田間土壤重金屬污染修復的研究重點。因此，重金屬污染是鉻污染場地土壤中復雜的物理和化學過程，影響修復的因素很多。

由于水體鉻污染也伴隨著富營養的趨勢，可以使用有機六價鉻還原成三價鉻，使用三價鉻的沉積物吸附固相，降低鉻的遷移，減少污染的擴散，然后，利用超富集植物從水生沉積物中鉻植物，人工收獲轉移，用于提取重金屬燃燒后，回收利用。因此，利用含鉻的濕生植物修復鉻污染水是一項很有前途的技術。

我國的污染問題不是一朝一夕就可以改善的，我們需要全國人民從自己做起，樹立環保意識，共同保衛祖國。

作者簡介

第一作者：范雪琪，中北大學朔州校區。

第二作者：郭 晉，中北大學朔州校區。鐘志宏，中北大學朔州校區。萬永清，中北大學朔州校區。劉昕昊，中北大學朔州校區。

（作者單位：中北大學朔州校區）