锌污染

锌是自然界中分布较广的金属元素,主要以硫化锌氧化锌状态存在。锌与很多元素如铅、铜、镉的矿物共生。在地壳的岩石圈中锌的平均含量为70ppm,在土壤中的平均含量为50ppm。中国土壤含锌3~709ppm,中值为100ppm。锌在大气中的含量为1.1~5.8微克/米3,在海水中的浓度为0.01毫克/升。锌是动、植物所必需的营养元素,蔬菜含1~10ppm,谷类含140ppm,茶叶含20~100ppm。锌是大多数酶的必要成分。标准人体(体重70公斤)含锌2300毫克,平均浓度为33ppm,其中以肝、随意肌、骨骼含锌量为最高。在血液中锌是血清、红细胞白细胞的固有成分。锌化合物在机器制造工业中用于金属电镀,在木材加工中用于木材防腐,在油漆工业中用于生产锌颜料、白色涂料和白色立德粉颜料。锌化合物还用于纺织工业、化学制药和造纸工业

对大气的污染

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,以及在铸铜过程中产生的大量氧化锌等金属烟尘,对人有直接的危害。美国在1968年排放到大气中的锌量为159922吨,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。其他如橡胶轮胎的磨损以及煤的燃烧也是大气锌污染的原因。

对水体的污染

锌不溶于水,但是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。全世界每年通过河流输入海洋的锌约为 393万吨。由采矿场、选矿厂、合金厂、冶金联合企业、机器制造厂、镀锌厂、仪器仪表厂、有机合成工厂和造纸厂等排放的工业废水中,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)嵜或Zn(H2O)嵆的形式存在。废水中常见的锌的羟基络合物有 Zn(OH)+、Zn(OH)婣、Zn(OH)厈以及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 10-7克离子/升。锌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。

对土壤的污染

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。风化的锌以 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,这种富集不仅对植物,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。

环境标准

中国规定生活饮用水的锌含量不得超过1.0毫克/升,地面水中锌最高容许浓度为1.0毫克/升,渔业用水中锌的最高容许浓度为0.1毫克/升,工业废水中锌及锌化合物的最高排放浓度为5.0毫克/升,车间空气中氧化锌的最高容许浓度为5.0毫克/米3。美国规定灌溉用水中锌的最大容许浓度为5.0毫克/升。

参考书目
  1. Я.М.格鲁什科著、钟祥洪译:《工业污水中有毒金属及其无机化合物》,科学出版社,北京,1979。

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