重金属污染物

第四节重金属污染物

一般指显著毒性的元素，主要是Hg、As、Cd、Pb、Cr

一、汞Hg

1.天然本底值：

地球岩石圈内汞的浓度为0.03µg/g（ppm）；

土壤：0.03——0.10µg/g；

水：0.2——1.0µg/L（泉水80µg/L）；

大气：（0.5——5）*10-3µg/m3

2．来源：

（1）化学工业：

氯碱：生产1t氯碱，流失汞100——200g（汞法）

乙醛：生产1t乙醛，损耗汞5——15g

（2）农业：

农药：种子杀真菌剂C2H5H9Cl(氯化乙基汞)

二硫代二甲氨基甲酸苯基汞，纸张防霉剂（3）生活：高压汞灯、温度计

（4）汞齐

3.存在的特点：

①能以零价态存在于大气、土壤和天然水中

②汞及其化合物特别容易挥发

汞＞有机汞＞无机汞

潮湿空气中的Hg＞干空气中的汞

③归趋：进入土壤和水底沉积物

④溶解：Hg2+与Cl-发生强的络合作用，使Hg(OH)2和HgS

溶解

4.水俣病和汞的甲基化

1953年在日本九州南部熊本县水俣湾附近发现第一个水俣病患者，以后新泻县也相继出现类似水俣病的症状，1963年分离出CH3HgCl，结晶，喂猫，同样症状。1968年日本政府确认，水俣病是工厂在生产乙醛时排放的汞废水（催化剂）造成的。到1972年发现了283个病例，其中已有60人（100多人）死亡，仅水俣镇受害居民10000多人。

症状：甲基汞与蛋氨酸结合，还能与核糖（核酸）结合。

多积蓄于肾、肝、恼中，出现神经系统症状。头痛、

头晕、肢体麻木和疼痛，→语言障碍→视野缩小→

听力障碍。肌体震颤，运动失调。

男婴出生率大于女婴，婴儿白痴。

（1）微生物甲基钴氨酸转移酶进行汞的甲基化：

C H3C oB12 + H g2+ + H2O H2O C oB12 + C H3H g+

3+3+

甲基钴氨素水合钴氨素主要是甲基汞污水综合排放标准（GB8978-1996）总汞：0.05mg/L。

烷基汞：不得检出

总镉：0.1 mg/L

总铬：1.5 mg/L

六价铬：0.5 mg/L

总砷：0.5 mg/L

总铅：1.0 mg/L

甲基钴氨素再生：

H 2O CoB 12CoB 123+CH 3C oB 12

甲基四氢叶酸FA D H 2

FA D +2H +辅酶

（2）转化

①在中性和酸性条件下

CH 3Hg ++Cl -≒CH 3HgCl （Br 、I ）

在弱酸下（pH4～5）二甲基汞也可以转化为甲基汞 ②H 2S 存在下

2CH 3HgCl+H 2S →(CH 3Hg)2S+2HCl

(CH 3Hg)2S →(CH 3)2Hg+H 2S

③在pH=8，[Cl -]=18000 mg/L （海水）

CH 3HgCl 占主要形式

④在pH=8，[Cl -]＜400 mg/L ，

CH 3HgCl+H 2O ≒CH 3HgOH+Cl -+H +

致病性汞：有甲基汞、乙基汞、和丙基汞三种，丁基以上的烷基汞无直接毒性，甲基汞溶于水进入食物链。

5.汞的生物效应：

（1）甲基汞可与-COOH 、-NH 2、-SH 、-OH 等有机配位体集团结合。

例如：甲基汞与蛋氨酸结合

羧基(pH>2)

C H3SC H2C H2C H C O O H

硫醚基N H2

(pH<2)(pH>8)

生物体内分解速度缓慢，半衰期70d，烷基汞毒性比无机汞化合物大10——100倍

（2）水生生物富集烷基汞的能力大

鱼类浓缩系数3000

甲壳类100~100000

6.甲基汞脱甲基化与汞离子还原（甲基汞降解）

①CH3Hg+被某些细菌降解而转化为甲烷和汞，如日本的K62假单胞菌）

CH3Hg++2H（H2）→Hg+CH4+H+

②Hg2+转化为金属汞

HgCl2+2H（H2）→Hg+2HCl

③消除汞最活跃的部位是肾、肝、毛发等

二、镉Cd

1.痛痛病（骨痛病）事件

1955—1972（1931）年间发生在日本富山县神通川流域。原因：日本富山县锌矿冶炼排出含镉废水和废气污染了神通川，使土壤含镉量达7.1ppm，稻米含镉量达1.3ppm，该地居民长期食用镉污染的河水和稻米，引起慢性镉中毒。患者百余人。

症状：初期表现为腰、背、手、脚、膝关节疼痛，后期出现骨萎缩、骨弯曲、骨软化等症状，进而发生自然

骨折，身长缩短，刺痛加剧。最严重的患者全身骨

折处达73处（72处），身长缩短30厘米，病态十

分凄惨。

2.镉的环境分布和污染来源

是一种淡蓝色而具有银白色金属光泽的金属。抗（Cl-）腐蚀，金属镉本身无毒，蒸汽有毒，化合物中氧化物毒性最大，而且属于积累性的。除硫化镉外，其他镉的化合物均能溶于水。背景值：土壤：0.01—2.0ppm（日本把1.00ppm作为污染临界值）；地壳中：20ng/g。

来源：

①颜料：硫化镉类、硫化硒镉类

②聚氯乙烯的增塑剂，硫酸镉

③生产不锈钢的重要原料。

④电镀（海水环境镀镉件）、镍镉电池

⑤含有镉的杀菌剂。

3.镉污染的特点

（1）镉在环境中易形成各种配合物或螯合物。