关于镉污染问题的研究与分析

重金属镉污染广西龙江河

今年1月15日，广西宜州市环保部门检测发现龙江河宜州拉浪段重金属镉超标，随后污染水体进入下游柳江系统，镉污染造成龙江河宜州拉浪至三岔段共133万尾鱼苗、4万公斤成鱼死亡，镉污染事件使沿江居民生活受到严重影响。截至2月4日6时，监测数据显示柳江饮用水源水质符合国家标准。重金属镉有哪些危害呢？本期应知为读者解读重金属镉。

镉是什么？
镉(Cd)是对人体有害的元素，在自然界中多以化合态存在，含量很低，大气中含镉量一般不超过0.003μg/m3，水中不超过10μg/L，每千克土壤中不超过0.5mg。这样低的浓度，不会影响人体健康。镉常与锌、铅等共生。环境受到镉污染后，镉可在生物体内富集，通过食物链进入人体，引起慢性中毒。

镉污染从哪来？
　　20世纪初发现镉以来，镉的产量逐年增加。相当数量的镉通过废气、废水、废渣排入环境，造成污染。污染源主要是铅锌矿，以及有色金属冶炼、电镀和用镉化合物做原料或触媒的工厂。镉对土壤的污染主要有气型和水型两种。气型污染主要来自工业废气。镉随废气扩散到工厂周围并自然沉降，蓄积于工厂周围的土壤中，可使土壤中的镉浓度达到40ppm。污染范围有的可达数千米。水型污染主要是铅锌矿的选矿废水和有关工业(电镀、碱性电池等)废水排入地面水或渗入地下水引起。

　　镉污染是如何危害健康的？
　　进入人体的镉，在体内形成镉硫蛋白，通过血液到达全身，并有选择性地蓄积于肾、肝中。肾脏可蓄积吸收量的1/3，是镉中毒的靶器官。此外，在脾、胰、甲状腺、睾丸和毛发中也有一定的蓄积。镉的排泄途径主要通过粪便，也有少量从尿中排出。在正常人的血中，镉含量很低，接触镉后会升高，但停止接触后可迅速恢复正常。镉与含羟基、氨基、巯基的蛋白质分子结合，能使许多酶系统受到抑制，从而影响肝、肾器官中酶系统的正常功能。镉还会损伤肾小管，使人出现糖尿、蛋白尿和氨基酸尿等症状，并使尿钙和尿酸的排出量增加。肾功能不全又会影响维生素D3的活性，使骨骼的生长代谢受阻碍，从而造成骨骼疏松、萎缩、变形等。


　　慢性镉中毒主要影响肾脏，最典型的例子是日本著名的公害病——痛痛病。慢性镉中毒还可引起贫血。急性镉中毒，大多是由于在生产环境中一次吸入或摄入大量镉化物引起。大剂量的镉是一种强的局部刺激剂。含镉气体通过呼吸道会引起呼吸道刺激症状，如出现肺炎、肺水肿、呼吸困难等。镉从消化道进入人体，则会出现呕吐、胃肠痉挛、腹疼、腹泻等症状，甚至可因肝肾综合症死亡。
动物实验和人群的流行病学调查中发现，镉还可使温血动物和人的染色体发生畸变。镉的致畸作用和致癌作用(主要致前列腺癌)，也经动物实验得到证实，但尚未得到人群流行病学调查材料的证实。


发达国家如何应对镉污染
发达国家也曾饱受重金属污染之苦，1955年日本富山县神通川发生闻名于世的痛痛病后，镉污染及其防治引起了世界各国的强烈关注。许多国家从上世纪开始就利用先进的技术与严格的法规进行生态治理，并从中积累了大量经验。


　　英国:用生化等技术修复土壤
　　英国是早期工业发展国家，曾有非常严重的土壤及地下水污染问题。随着环境保护意识增强，许多矿区早已停止了开采，但是早年开采遗留下的土壤重金属污染问题依然存在。从20世纪中叶开始，英国就陆续制定了相关的污染控制和管理的法律法规，同时进行土壤改良和场地污染修复研究。
　　英国土地修复技术非常规范，分为物理方法、化学方法、生物修复技术三方面。英国是最早提出利用超富集植物清除土壤中重金属污染的国家之一，并首次利用遏蓝菜属植物修复了长期施用污泥导致重金属污染的土地，证实了这一技术的可行性。目前，英国已开发出多种耐重金属污染的草本植物用于污染土壤中的重金属和其他污染物的治理，并己将这些开发出来的草本植物推向商业化进程，建立了超富集植物材料库。


　　日本:民众自发组织社团监督矿山
　　上世纪六七十年代，日本经历了快速经济增长期，全国各地出现了严重的环境污染事件。由镉污染引起的痛痛病维权的胜利，成为日本社会重视环境保护的转折点。此后，由镉污染受害者自发成立的公民社团，每年都对神岗矿山的镉污染程度进行调查。按公民社团的规定，除了当地居民，国内各领域专家、学者都可申请加入。调查团分为水源调查组和土壤调查组，调查团可以检查工厂的每一道工序，包括排污口和污水净化设施。由于公众热情参与，不间断地对企业进行监督，矿业公司每年都作公害报告，主动告知神通川河水的镉污染程度。经过数十年的监督，神通川河水里的镉含量已经降低到接近自然水平。


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镉的污染链：从矿石到稻米
镉主要与锌矿、铅锌矿、铜铅锌矿等共生。在我国快速工业化过程中遍地开花的开矿等行为，使原本以化合物形式存在的镉、砷、汞等有害重金属释放到自然界。这些有害重金属通过水流和空气，污染了土地，进而污染了稻米，再随之进入人体。
　　含有镉等有害重金属的矿藏通常被固定在矿床里，随着矿产被开采，含有镉的重金属也会被释放出来。正常情况下，这些采矿区都建造有尾砂库，但一旦碰到洪水或者其他意外因素，这些尾砂坝或者被冲垮，或者是因高度不够而发生泄漏，带有高浓度重金属的污水就会污染下游上百公里的河道以及田地。
　　有色金属矿产开发、冶炼及其他工业生产排出的废气、废水和废渣都会造成镉污染。而我国耕地大量使用的磷肥中也有相当高的镉含量，因此当这些磷肥进入土壤，也加重了土壤中的镉浓度。此外，城市污泥和垃圾焚烧也可导致土壤中镉含量增高。
　　我国粮食耕种和土地使用的特点，令镉污染难以防范和杜绝。我国主要是自耕农种植水稻，现在除少数稻田被极端污染叫停，其他大部分都可再次种植稻米。同时，自耕农以种植稻米为生，当地土地也只适宜于种植水稻。
　　65％的中国人以稻米为绝对主食，而有关研究表明，水稻是对镉吸收最强的大宗谷类作物，其籽粒镉水平仅次于生菜。2002年，我国农业部稻米及制品质量监督检验测试中心曾对全国市场稻米进行安全性抽检。结果显示，稻米中镉超标率为10.3％。南京农业大学农业资源与生态环境研究所在全国6个地区县级以上市场随机采购大米样品91个进行检测，结果也同样表明:10％左右的市售大米镉超标。
　　有人计算，即便稻米达到国家限定的镉含量0.2毫克/千克，我国南方人每日摄入镉的总量也大大超出世界卫生组织推荐的限定额。多位学者认为，未来中国农产品安全问题中，重金属污染将取代农药，成为事故多发地带。


小常识
急性镉中毒如何急救
急救处理:
　　(1)吸入中毒①迅速移离现场、保持安静、卧床休息，并给予氧气吸入。②保持呼吸道通畅，积极防治化学性肺炎和肺水肿，早期给予短程大剂量糖皮质激素，必要时给予1％二甲基硅油消泡气雾剂。③为预防阻塞性毛细支气管炎，可酌情延长糖皮质激素使用时间。④可给予依地酸二钠钙或巯基类络合剂进行驱镉治疗。⑤严重者要重视全身支持疗法和其他对症治疗。

　　(2)口服中毒①立即用温水洗胃，卧床休息。②给予对症和支持治疗，如腹痛时可用阿托品，呕吐频繁时适当补液，既要积极防治休克，又要避免补液过多引起肺水肿。