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大多數重金屬屬于人體所必需的微量元素 ,但重金屬污染已經成為威脅人類發展的重大環境問題。而重金屬廢水又是對環境污染zui嚴重和對人類危害zui大的工業廢水 ,震驚世界的日本“水俁病”和“痛疼病”就是分別由含汞廢水和含鎘廢廢水污染環境所造成的。因此在考慮微量元素對人體健康的作用時 ,不能只注意有益微量元素的積效應 ,還要注意有害微量元素的負面影響。

　　一、重金屬在人類健康中的作用

　　重金屬在人體健康中的作用 ,有兩種不同性質的結果。一方面 ,對其有營養需求的金屬來說 ,數量不足會引起各種疾病。例如 ,錳對人體骨骼生長發育具有重要作用 ,缺錳則表現為骨骼生長失調 ,生殖機能和神經功能紊亂 ;釩能降低血漿膽固醇的含量 ,作用于造血功能 ,并控制齲牙的發生 ;銅具有多方面的生理功能 ,不僅在血紅蛋白的生成和血紅球的成熟過程中起促進作用 ,而且還參與細胞內的氧化代謝過程 ;鐵與人體內蛋白質結合形成血紅蛋白和肌紅蛋白 ,具有運輸和貯存氧的作用 ;鉻能參與人體正常糖代謝過程 ,促進胰島素的功能 ,缺鉻會產生血糖增高 ,產生糖尿。另一方面 ,在高濃度重金屬環境下 ,飲食與攝取過量的重金屬將會引起中毒 ,甚至產生嚴重后果。例如 ,幾乎所有部位的癌癥死亡率都與硒的表觀攝取量呈負相關 ;男性肺癌、男女性皮膚癌和女性甲狀腺癌的死亡率與砷的飲食攝取量呈負相關 ;胰腺、卵巢、口腔和咽部、食道和喉部癌癥的死亡率也與錳的攝取量呈負相關 ;而鉻、鋅、鎘、銅等元素的飲食攝取量則與多種癌癥的死亡率呈正相關。人類通過飲食攝取所需重金屬營養物 ,一般是無困難的。相反 ,重金屬污染 ,特別是重金屬廢水污染已危及人類健康 ,成為世界性的嚴重危害。

　　二、重金屬廢水的來源

　　重金屬廢水主要來自礦山坑內排水、廢石場淋浸水、選礦廠尾礦排水、有色金屬冶煉廠除塵排水、有色金屬加工廠酸洗水、電鍍廠鍍件洗滌水、鋼鐵廠酸洗排水 ,以及電解、醫藥、煙草、油漆、顏料等工業。例如 ,汞污染主要來源于化學工業中汞催化劑、汞制儀表 (溫度計 )、汞礦開采冶煉、煤和石油燃料燃燒和有機汞等 ;鉛主要來自工業廢氣、汽車尾氣、某些涂料及鉛包裝飲品 ,尤其是印刷廠在鉛版鍍鐵、鍍鋅過程中產生高含量酸性鉛、鋅廢水 ;電鍍、化工、涂料、塑料、印刷、陶瓷、攝影等工業都排出不同濃度的含鎘廢水 ;皮毛廠、玻璃廠、木材廠、顏料、涂料都排出形態各異的含砷廢水 ;有機合成、染料、橡膠及有色金屬冶煉廠等廢水中均含銅。廢水中重金屬種類、含量及其存在形態隨不同生產種類而異 ,變化很大。

　　三、重金屬廢水的危害性

　　重金屬不能被生物降解為無害物。重金屬廢水進入水體后 ,除部分為水生物、魚類吸收外 ,其它大部分易被水中各種有機和無機膠體及微粒物質所吸附 ,再經聚集沉降沉積于水體底部。它在水中濃度隨水溫、pH值等不同而發生變化 ,冬季水溫低 ,重金屬鹽類在水中溶解度小 ,水體底部沉積量大 ,水中濃度小 ;夏季水溫升高 ,重金屬鹽類溶解度大 ,水中濃度高。因此水體經重金屬廢水污染后 ,危害的持續時間很長。

　　以下是廢水中常見的幾種重金屬。

　　①　汞

　　汞在常溫下以液體狀態存在 ,能蒸發。水中的汞和汞化合物可以元素汞、一價汞和二價汞三種狀態存在。有機汞的毒性大于金屬汞和無機汞化合物 ,因而更容易發生中毒。有機汞和甲基汞均可通過呼吸道、消化道、皮膚侵入人體。無機汞在人體內蓄積部位主要是腎臟,其次是肝臟和脾臟 ;甲基汞除蓄積在肝、腎等臟器之外 ,還可通過血腦屏障蓄積于腦織織內。汞中毒能損傷中樞神經系統 ,輕者表現為口腔炎、震顫、急躁、易怒和情緒不穩定 ,重者則精神紊亂、行為支配能力降低、四肢癱瘓、耳聾眼瞎 。1953年發生在日本的“水俁病”便是典型汞中毒的例子。

　　②　鎘

　　鎘是所有微量元素中對人類健康威脅zui大的一種。它進入人體的途徑除消化道和呼吸道之外 ,還有皮膚的直接接觸吸收。在人體內以肝、腎蓄積量zui高。鎘對人體的危害主要是造成腎、骨和肝的病變 ,導致貧血和神經痛。另外 ,還可通過影響鈣的代謝 ,危及骨骼系統 ,典型癥狀表現為能力減退 ,骨盆、脊柱、四肢關節刺痛、步履艱難 ,甚至出現貧血。植物對鎘有很強的富集作用 ,因而形成含鎘糧食 ,如“鎘米”(含鎘水稻 )。早年日本流行的“骨痛病”就是食用“鎘米”和飲用含鎘水引起的。

　　③　鉻

　　金屬鉻的毒性很小 ,六價鉻化合物及其鹽類毒性zui大 ,三價鉻次之 ,二價zui小。六價鉻的毒性比三價鉻幾乎大10 0倍。鉻的化合物常以溶液、粉塵或蒸汽的形式污染環境 ,危害人體健康 ,可通過消化道、呼吸道、皮膚和粘膜侵入人體。鉻對人體的毒害有全身中毒 ,對皮膚粘膜的刺激作用 ,引起皮炎、濕疹、氣管炎和鼻炎 ,引起變tia反應并有致癌作用 ,如六價鉻可以誘發肺癌和鼻咽癌。空氣中鉻酸酐濃度為 0 .15～ 0 .3mg/m3 時 ,可使鼻中隔穿孔。飲用水中含鉻濃度在 0 .1mg/L以上時 ,就會使人嘔吐 ,侵害腸道和腎臟。鉻的化合物對水生物都有致害作用 ,特別是六價鉻危害zui大。灌溉水中濃度為 0 .1mg/L ,可對水稻種子萌芽有抑制作用。無論是三價鉻還是六價鉻的化合物都會使水體自凈作用受到抑制。

　　④　鉛

　　環境中的鉛及其化合物主要是從消化道及呼吸道進入人體 ,隨血液循環流至全身 ,主要分布于肝、腎、脾、膽、腦中 ,尤以肝、腎中的濃度zui高。健康者血鉛的正常范圍為0 4 83～ 1 4 5 μmol/L。當血鉛含量達 2 .72～ 3.84 μmol/L時 ,即可發生鉛中毒。鉛中毒可直接損傷人和動物的甲狀腺功能 ,降低甲狀腺攝取碘及血漿蛋白結合碘的能力 ,降低垂體激素的分泌及腎上腺皮質的機能 ,還可損傷生殖細胞及降低性功能。主要癥狀表現為貧血、末梢神經炎、運動和感覺異常、頭痛、頭暈、疲乏、食欲不振、便泌、腹痛、失眠、易被惡夢驚醒等。此外 ,鉛還容易通過母體胎盤侵入胎兒腦組織危害后代。

　　⑤　砷

　　砷 ,民間俗稱pi霜 ,是近百年來醫藥和日用化工等的重要原料。砷有多種化合物 ,其中pi霜即三氧化二shen是人們zui熟悉的 ,另外還有硫化砷、三硫化二shen、三氯化shen和氫化砷等。由于砷是劇毒物質 ,所以如果使用不慎 ,往往給人類帶來嚴重的危害。砷化物的毒性作用 ,主要是與人體細胞中酶系統的巰基相結合 ,致使酶功能發生障礙 ,影響細胞的正常代謝 ,引起神經系統、毛細血管和其它系統的功能性和器質性病變。

　　⑥　銅

　　銅對人體造血、細胞生長 ,人體某些酶的活動及內分泌腺功能均有影響。如攝入過量的銅 ,就會刺激消化系統 ,引起腹痛、嘔吐。銅對低等生物和農作物毒性較大 ,其濃度達0 .1～ 0 .2mg/L即可使魚類致死 ,與鋅共存時毒性可以增加 ,對貝殼類水生物毒性更大 ,一般水產用水要求銅的濃度在 0 .0 1mg/L以下。對于農作物 ,銅可使植物吸收養分的機能受到阻礙 ,植物吸收銅離子后 ,即固定于根部皮層。灌溉水中含銅較高時 ,即在土壤和作物中積累 ,可使作物枯死。銅對水體自凈作用有較嚴重影響 ,濃度為 0 .1mg/L時 ,使水的生化耗氧過程明顯地受到抑制。