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1、人本创新和谐报国,中节能六合天融环保科技有限公司,重金属污染现状及治理技术,宋宝华 张翔宇,概念,主要污染物类型及危害,2,WWW.TALROAD.COM.CN,重金属污染现状,重金属污染案例,重金属污染治理技术,典型工程案例,总结,一概念,WWW.TALROAD.COM.CN,重金属污染 指由重金属或其化合物造成的环境污染主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。因人类活动导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，并导致环境质量恶化。 重金属 指比重(密度)大于4或5的金属，约有45种，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、钒、铌、钽、钛、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、锌
2、等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。,二主要污染物类型及危害,WWW.TALROAD.COM.CN,环境污染方面所指的重金属主要是指 生物毒性显著的汞、铅、镉、铬以及类金属砷， 还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍等污染物。 1.铅污染 主要来源于各种油漆、涂料、蓄电池、冶炼、五金、机械、电镀、化妆品、染发剂、釉彩碗碟、餐具、燃煤、膨化食品、自来水管等。 是可在人体和动物组织中积蓄的有毒金属，它是通过皮肤、消化道、呼吸道进入体内与多种器官亲和，主要毒性效应是贫血症、神经机能失调和肾损伤 易受害的人群有儿童
3、、老人、免疫低下人群。,2.镉污染 镉主要来源有电镀、采矿、冶炼、燃料、电池和化学工业等排放的废水；废旧电池中镉含量较高、也存在于水果和蔬菜中，尤其是蘑菇，在奶制品和谷物中也有少量存在。 镉的毒性很大，可在人体内积蓄，主要积蓄在肾脏，引起泌尿系统的功能变化；镉能够取代骨中钙，使骨骼严重软化，骨头寸断，会引起胃脏功能失调，干扰人体和生物体内锌的酶系统，导致高血压症上升。 易受害的人群是矿业工作者、免疫力低下人群。,3.砷污染 主要来源于采矿、冶金、化化学制药、玻璃工业中的脱色剂、各种杀虫剂、杀鼠剂、砷酸盐药物、化肥、硬质合金、皮革、农药等 元素砷的毒性极低，而砷的化合物均有剧毒，三价砷化合物比其
4、它砷化合物毒性更强。砷通过呼吸道、消化道和皮肤接触进入人体，如摄入量超过排泄量，砷就会在人体的肝、肾、肺、子宫、胎盘、骨骼、肌肉等部位蓄积，与细胞中的酶系统结合，使酶的生物作用受到抑制失去活性，从而引起慢性砷中毒，潜伏期可达几年甚至几十年，慢性中毒有消化系统症状、神经系统症状和皮肤病变等。砷还有致癌作用，能引起皮肤癌。 危害的人群有农民、家庭主妇、特殊职业工人群体。,4.汞污染 主要来源于仪表厂、食盐电解、贵金属冶炼、化妆品、照明用灯、齿科材料、燃煤、水生生物等。 汞及其化合物属于剧毒物质，可在人体内蓄积。血液中的金属汞进入脑组织后，逐渐在脑组织中积累，达到一定的量时就会对脑组织造成损害，另外
5、一部分汞离子转移到肾脏。进入水体的无机汞离子可转变为毒性更大的有机汞，由食物链进入人体，引起全身中毒作用。 易受害的人群有女性，尤其是准妈妈、嗜好海鲜人士；天然水中含汞极少，一般不超过0.1g/L。,5.铬污染 主要来源于劣质化妆品原料、皮革制剂、金属部件镀铬部分，工业颜料以及鞣革、橡胶和陶瓷原料等。 如误食饮用，可致腹部不适及腹泻等中毒症状，引起过敏性皮炎或湿疹，呼吸进入，对呼吸道有刺激和腐蚀作用，引起咽炎、支气管炎等。水污染严重地区居民，经常接触或过量摄入者，易得鼻炎、结核病、腹泻、支气管炎、皮炎等。,三重金属污染现状,重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身
6、物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。 金属有机化合物(如有机汞、有机铅、有机砷、有机锡等)比相应的金属有机化合物毒性要强得多；可溶态的金属又比颗粒态金属的毒性要大。 重金属在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布，而底泥往往是重金属的储存库和最后的归宿。 重金属污染具有长期性、累积性、隐蔽性、潜伏性和不可逆性等特点，危害大、持续时间长、治理成本高。,（1） 重金属污染特点,（2）重金属污染物产生和排放量大,废水中的 排放量 897.3吨,废水中 产生量 2.54万吨,3.53%,废水污染不容乐观，区域和行业分布集中,5个行业单位增加值重金属排放强度
7、为全国平均水平的6.5倍 其中金属制品业排放强度为全国平均水平的20倍。,废气污染物排放量大，部分地区较为严重,995吨,含重金属固体废物产生量大，未妥善处理的含重金属危险废物存在严重环境隐患。,冶炼废渣3亿吨,尾矿渣12亿吨,列入国家危险废物名录的含铅、铬、镉、汞和砷的危险废物 1690.55万吨,无害化处置率低，历史堆存数量较大,局部水体重金属超标 近5年全国387个地表水监测断面存在重金属检出超标现象，涉及22个省（自治区），其中国控断面53个，省控断面276个，其中汞超标倍数较高。 部分企业周边大气重金属污染严重,（3）部分地区环境中重金属超标,有色冶炼,燃煤,铅、镉、铬,土壤重金属污
8、染形势严峻 全国各地都存在不同程度的土壤重金属污染，主要污染因子是汞、铅、砷，其次为铬、镉、铜、锌、锰、铊等 长三角、珠三角、辽中南等经济活动比较活跃的地区耕地表层土壤中重金属有所累积，部分点位污染严重。 如湘江流域镉、砷、铅、汞、铬的最大超标倍数分别为390、275、50、43、6。 全国57个污水灌区中，超过土壤二级标准的有31个，镉超标最为严重，其中7个灌区土壤样品超标率100%,（4）重金属污染危害影响较为突出,重金属污染事件频发,2005,2009,污染事件39起；群众举报217起,至今,污染事件20多起,历史遗留问题突出 污染持续时间长，治理技术落后，监督管理薄弱，水体底泥、场地、
9、土壤中重金属积少成多，潜在事故风险较高。贵州汞矿山开采长达630年，矿区大气汞浓度超出正常大气汞浓度1-4个数量级。 人体健康和食品安全受到威胁,（5）重金属污染防控存在较多问题,工业布局不合理，缺乏统一规划 产业结构不合理，发展方式无序 生产工艺技术落后，治理水平不高 法规制度建设滞后，标准体系不完善 基础工作薄弱，技术支撑能力不足 环境监管能力不足，监督管理不到位 经济仍会较快发展，污染物产生与排放压力将继续增大,四重金属污染案例,国外 1.日本1956官方宣布在熊本发现水俣病 2.日本1965公布新泻水俣病 水俣病是指人或其他动物食用了含有机汞污染的鱼贝类，使有机水银侵入脑神经细胞而引起
10、的一种综合性疾病，是世界上最典型的公害病之一。 患者手足协调失常，甚至步行困难、运动障碍、弱智、听力及言语障碍、肢端麻木、感觉障碍、 视野缩小；重者例如神经错乱、 思觉失调、痉挛，最后死亡。 这个镇有4万居民，几年中先后有1万人 不同程度的患有此种病状， 其后附近其他地方也发现此类症状。,3.日本1913年1972年 富山痛痛病 由于重金属尤其是镉中毒引起的。 患者大多是妇女，病症表现为腰、手、脚等关节疼痛。病症持续几年后，患者全身各部位会发生神经痛、骨痛现象，行动困难，甚至呼吸都会带来难以忍受的痛苦。到了患病后期，患者骨骼软化、萎缩，四肢弯曲，脊柱变形，骨质松脆，就连咳嗽都能引起骨折。患者不
11、能进食，疼痛无比，常常大叫“痛死了！”“痛死了！”有的人因无法忍受痛苦而自杀。这种病由此得名为“骨癌病”或“痛痛病”（ItaiItai Disease）。 1913年至1977年,日本三井金属矿业公司炼 锌厂 所排废水中的镉污染了稻米,造成25 人因中毒而患骨痛病,207人死亡,国内 1.湖南儿童血铅超标事件 郴州市嘉禾县、桂阳县， 武冈市等地 2.陕西凤翔儿童铅超标 孙家南头村和马道口村014 岁婴幼儿及儿童血铅异常人 数均超过 160人，两村加起来， 至少300儿童血铅超标。 症状： 免疫力低下、学习困难、注意力不集中、智商水平下降或体格生长迟缓等症状,2010年3月21日郴州市中医院住院
12、 治疗的血铅中毒儿童人数为28人,3.浏阳镉污染事件 2004年3月，长沙湘和化工厂正式投入生产，2005年3月17日，浏阳市环境保护局在现场监察过程中发现该厂排出的废水内铅、镉、汞三项严重超标。 截至2009年7月31日，周边群众体检后，2888人中尿镉超标509人。 4.广东北江镉污染事件 测试数据显示,横石河水即 使稀释1万倍,水生物还是不 能在里面存活超过24小时； 由于每吨废矿含有可产生 相当200公斤浓硫酸的金属 浏阳镉污染事件 硫化物,从源头到50公里开 外,河水都可以测出酸性,直侵下游北江。,北江污染事件,5.“菜篮子”重金属污染 2005年环保总局发布的调查数据表明：珠三角近
13、的农田菜地土壤重金属污染超标，其中一成土地污染属严重超标。,在广州郊区的一块菜地，被污染的水源,五重金属污染治理技术,按技术类型划分：包括化学修复、物理修复、生物修复及其联合修复技术。 按污染源划分：土壤（包括河流底泥）、水体（废水、地表水、地下水）、大气 1.土壤修复技术 物化修复技术主要包括土壤淋洗、电动修复、化学固化； 化学修复技术主要包括化学改良、表面活性剂清洗和有机质改良等； 植物修复技术主要包括植物稳定、挥发及提取。,2.河流底泥修复技术 主要有原位固定、原位处理、异位固定、异位处理等4种方法,3.废水修复技术,重金属废水处理方法大致可分为三类： 第一类是化学法，废水中重金属离子通
14、过发生化学反应除去的方法，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法、化学还原法、电化学还原法和高分子重金属捕集剂法等。 第二类是物化法，使废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行吸附、浓缩、分离的方法，包括吸附、溶剂萃取、蒸发和凝固法、离子交换和膜分离等。 第三类是生物法，借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法，其中包括生物絮凝、生物化学法和植物生态修复等。,化学法,物化法,生物法,4.地下水修复技术 地下水污染修复技术可分为异位处理和原位修复,5.地表水修复技术 根据受污染地表水体的污染特征，可以采用化学法、物理法、生物法、生态法等地表污染水体常用的净化
15、技术对水环境进行修复。,六典型工程案例,湖南郴州建立了世界上第一个砷污染土壤植物修复工程示范基地。蜈蚣草叶片富集砷达0.5%，为普通植物的数十万倍；能够生长在0.15-3%的污染土壤和矿渣上，具有极强的耐砷毒能力；其地上部与根的含砷比率为5：1，显示其具有超常的从土壤中吸收富集砷的能力。蜈蚣草对砷和磷的吸收并不表现为拮抗作用，而是一种协同作用，增施磷肥可增强蜈蚣草对砷的吸收能力。田间管理除水肥管理外，还需除草、冬季盖膜防冻等措施。蜈蚣草生物量大，富集砷能力强，每年去除土壤砷的效率为10%左右。收割的蜈蚣草通过砷的固定剂安全焚烧。,案例1、砷污染土壤治理,案例2 铜污染土壤治理,富阳市环山一带有
16、许多小熔炼炉从事炼铜，对当地环境造成了一定影响。特别是熔炼区附近的土壤含铜量大量超标，严重影响农作物的生长。中科院、浙江大学和富阳市农业局，在该市环山乡诸佳坞联合设立植物修复技术试验基地，进行863项目“铜污染土壤的植物修复技术”研究，并辟出20亩试验田，种植了铜草。据了解，种植这片铜草的土地以前曾经受到冶炼铜金属污染，铜元素严重超标，农作物无法生长。通过几年的铜草种植，“铜草”发挥了神奇力量，经有关部门检测，土壤中铜含量大为减少，现已逐渐向健康土壤发展。,案例3 堆浸液、AMD、矿石处理废水治理,美国亚利桑那州的Bisbee处理厂从已停采的矿山的低品位矿石堆的排水中回收铜。Bisbee处理厂采用生物硫化技术，通过还原单分子硫来生物生产硫化氢，进行水处理，处理流量达到500立方米/小时。该厂回收高品位的硫化铜精矿(40%Cu)，可以出售并精炼成有价值的铜产品。处理后的水循环至低品位矿石堆，回收更多的铜，加速现场的环境修复。 项目目的：从低品位矿石
