第十六节 镉污染
第十六节 镉污染
镉在地壳中平均含量仅有5．0×10－7，属于相对稀有的元素，主要以镉的硫化物形式存在于各种锌、铅与铜矿中。世界各国生产的镉都是冶炼铝的副产品。在自然界，页岩平均含镉2．2×10－7；玄武岩平均含镉1．3×10－7；花岗岩平均含镉9．0×10－8；其他岩石含镉量更低。镉在工业上主要用于电镀，也用于制造颜料、塑料稳定剂、合金、电池等，这些用途共占镉总消耗量的90%；此外，还用于生产电视显像管燐光体、高尔夫球场杀真菌剂、核反应堆的慢化剂与防护层、橡胶硫化剂等。在镉的自然循环中，岩石风化量估计每年为400吨，河流输送每年为3700吨。镉的开采量每年为7700吨，矿物燃料燃烧每年排放镉约65吨，两者相加，超过自然循环量一倍左右。
一、对大气的污染
现今大气中镉的含量，在欧洲约为0．5～620毫微克/立方米、北美小于1～41毫微克/立方米；日本为25毫微克/立方米；北半球海洋上空为2毫微克/立方米；南半球海洋上空为0．14毫微克/立方米；南极上空超过0．015毫微克/立方米。中国北京西郊大气中的镉含量1975年的测定值为1～3毫微克/立方米。大气中的镉主要来自工业生产，如有色金属的冶炼、煅烧，矿石的烧结，含镉废弃物的处理，包括废钢铁的熔炼、从汽车散热器回收铜，塑料制品的焚化等。进入大气的镉的化学形态有硫酸镉、硒硫化镉、硫化镉与氧化镉等，主要存在于固体颗粒物中，也有少量的氯化镉能以细微的气溶胶状态在大气中长期悬浮。
二、对水体的污染
在天然淡水中，镉的含量大约为0．01～3微克/升，中值为0．1微克/升，主要同有机物呈络合状态存在。海水中镉平均含量为0．11微克/升，主要以氯化镉的胶体状态存在。此外，还有镉的胶态有机络合物类腐植酸盐和铜、汞、铅、锑与锌的类腐植酸盐共存。
在厌氧条件下，细菌可利用维生素B12使镉甲基化，形成具有挥发性的甲基化衍生物。此种物质在水体中的含量甚微。此外，在海洋或江河中，还发现一些镉的低分子量有机络合物，和有机碳（海水中含0．521毫克/升的有机碳）混合存在。
水体的镉污染来自地表径流与工业废水。电镀工业排放的废水中镉含量是很低的，而由硫铁矿石制取硫酸与由磷矿石制取磷肥时排出的废水中含镉较高，每升废水含镉可达数十至数百微克。工业废水的排放使近海海水与浮游生物体内的镉含量高于远海，工业区地表水的镉含量高于非工业区。例如中国北方一些未受污染水体的镉含量一般为0．02～0．05微克/升，低于天然淡水的平均值；而桑干河受纳工业废水，镉含量就高得多，1974—1976年测定值为0．10～0．66微克/升。美国1962－1967年间在密西西比河等16条主要河流与湖泊中测定镉含量为0～50微克/升，平均为9．5微克/升。日本痛痛病发病地区神通川流域水体中镉的测定值高达100微克/升。
三、对土壤的污染
每千克土壤含镉量为0．01～2毫克，平均值每千克为0．35毫克。炼铝厂附近及其下风向地区土壤中含镉浓度很高，造成土地荒废。含镉废渣堆积，使镉的化合物进入土壤与水体，磷肥的施用面广而且量大。所以，从长远来看，土壤、作物与食品中来自磷肥与某些农药的镉，可能会超过来自其他污染源的镉。日本土壤受镉污染严重。日本环境厅1971年调查了35个都、道、府、县的117个含镉地区的农田土壤，每千克土壤含镉平均值最高为15．26毫克。在发生痛痛病的水稻产区，受污染的每千克土壤中镉的测定值超过50毫克。中国北京西郊污水灌溉区表层每千克土壤的含镉量也达到0．52毫克，是当地本底值的5倍左右。
四、对人体与生态系统的危害
镉不是人体所必需的元素。新生儿含镉约1微克。在从事无镉职业的情况下，50岁左右体重70千克的男子全身蓄积的镉量约30毫克，即为新生儿的30000倍。1979年日本地方卫生研究所协议会对1000人进行测定的结果显示，日本人血中镉含量平均为3．0×10－9左右，血中镉含量和性别无关。
镉是经过食物、水、空气、吸烟等通过由消化道与呼吸道进入人体的，液体中的镉还可经过皮肤进入人体。人主要经过消化道摄入环境中的镉，吸收率为5%左右。职业中毒主要经过呼吸道吸入镉所造成，吸收率高达20%～40%。成人每天从食物中摄入镉20～50微克。
每吸烟20支就会摄入镉15微克。侧流烟气中的镉含量比主流烟气中的高，因此吸烟者近旁的人处在浓度更高的含镉烟气中。用硫化镉与硒化镉制成的耐热的黄色与红色颜料，对使用者有潜在的毒害作用。此外，小儿吞咽印刷品也可摄入油墨中的镉。镉在人体中的生物半衰期很长，达10～25年，所以会在体内积累。镉在工业毒理学上可引起严重肝肾损伤、肺炎、肺水肿与死亡。
镉在鱼体中干扰铁代谢，使肠道对铁的吸收减低，破坏血红细胞，从而引起贫血症。镉在其他脊椎动物体中也有类似的危害作用。
镉对植物生长发育是有害的。植株从根部吸收镉之后，各部位的含镉量依根＞茎＞叶＞荚＞籽粒的次序递减。根部的镉含量一般可超过地上部分的2倍。日本除痛痛病地区以外，每千克稻米中镉含量为0．16毫克。中国1976年测得北京东郊通惠河灌区的每千克糙米中含镉0．002～0．027毫克，平均0．006毫克。
五、镉的标准含量
中国规定的生活饮用水含镉最高容许浓度为0．01毫克/升；地面水中含镉的最高容许浓度为0．01毫克/升；渔业用水为0．005毫克/升；工业废水中镉的最高容许排放浓度为0．1毫克/升。