苯酚值少于0.005 的标准是如何得出的?
《地表水环境质量标准GB3838-2002》依据地表水水域环境功能和保护目标,按功能高低依次划分为五类:一类 主要适用于源头水和国家自然保护区,二类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区 珍稀水生生物栖息地 鱼虾类产卵场,三类 主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区 鱼虾类越冬场 洄游通道 水产养殖区,四类 主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区,五类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。规定挥发酚类(以苯酚计)一类水限值0.002mg/L,二类水限值0.002mg/L,三类水限值0.005mg/L,四类水限值0.01mg/L,五类水限值0.1mg/L。所以苯酚含量低于0.005mg/L仍能达到三类饮用水水源标准。另外《生活饮用水卫生标准GB5749-2006》感官性状和一般化学指标中挥发酚类(以苯酚计)限值0.002mg/L。
酚类化合物在自然界中分布广泛,特别是在植物中,这些酚类物质以生物碱、香豆素、类黄酮、萜类烯、单宁和木质素的形式出现。在海洋生态系统中也能发现酚类,它们由海洋植物和动物产生,由土著微生物种群降解。在1998年生产了2.16×106t苯酚,预计每年增长3%,位居40个美国生产最多的化学品(ChemExpo,1999)。工业生产的酚约70%用于生产树脂,也被用于制造塑料、化学农药、消毒剂、纺织品、药品、炸药、油墨、香料、感光材料和其他一些产品。
酚类和卤代酚往往是许多行业的废弃物或副产品,它们在废物流中存在往往会引起环境问题。在几乎所有的制造或使用酚的工业中,酚类化合物都会或多或少地被释放到环境中。低分子量的酚类物质包括氯酚、愈创木酚、氯化愈创木酚、氯化儿茶酚、氯化香草和丁香酸。五氯苯酚(PCP)是一种常见的防腐剂,被广泛用于树木和木材防腐,在木材处理厂引起严重污染。PCP对所有生物都是有毒的,因为它是一种氧化磷酸化抑制剂。氯酚也被广泛用于木材防腐和其他的家用、农业和工业用途,已有50多年的历史,目前在环境中普遍存在。
【植物调节剂】又称为植物生长调节剂,是人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质和从生物中提取的天然植物激素。
植物生长调节剂(plant growth regulators)是一类与植物激素具有相似生理和生物学效应的物质。现已发现具有调控植物生长和发育功能物质有胺鲜酯(DA-6),氯吡脲,复硝酚钠,生长素、赤霉素、乙烯、细胞分裂素、脱落酸、油菜素内酯、水杨酸、茉莉酸、多效唑和多胺等,而作为植物生长调节剂被应用在农业生产中主要是前9大类。
除草剂(herbicide)是指可使杂草彻底地或选择地发生枯死的药剂,又称除莠剂, 用以消灭或抑制植物生长的一类物质。其中的氯酸钠、硼砂、砒酸盐、三氯醋酸对于任何种类的植物都有枯死的作用,其作用受除草剂、植物和环境条件三因素的影响。按作用分为灭生性和选择性除草剂,选择性除草剂特别是硝基苯酚、氯苯酚、氨基甲酸的衍生物多数都有效。世界除草剂发展渐趋平稳,主要发展高效、低毒、广谱、低用量的品种,对环境污染小的一次性处理剂逐渐成为主流。
常用的品种为有机化合物,可广泛用于防治农田、果园、花卉苗圃、草原及非耕地、铁路线、河道、水库、仓库等地杂草、杂灌、杂树等有害植物。
早期的除草剂大多是灭生性的,例如亚砷酸钠、氯酸钠等无机盐类,应用有限。1942年具有选择性除草作用的 2,4-滴的发现,是有机除草剂发展的开端。此后的40多年里,除草剂的发展非常迅速,涌现出许多系列的品种,到70年代,全世界除草剂的销售金额已超过杀虫剂而居各类农药的首位。在许多经济发达国家,大部分耕地都已使用除草剂,化学除草已成为农业现代化的重要标志。在50~60年代开发的除草剂,多数是土壤处理的芽前除草剂,70年代中期以来,出现了较多的芽后除草剂,其使用剂量比芽前除草剂大为降低。例如80年代初美国杜邦公司开发的新型高效芽后除草剂──磺酰脲类化合物、每10m旱田有效成分用量只需5~35g、水田需25~50g,比一般除草剂活性提高10~100倍。近年来,为减轻除草剂对作物的药害,扩大使用范围,已研究出一些解毒剂或称安全剂,配合某些除草剂使用。另外,可以延长在土壤中持效期的延效剂也正在开发。为了适应各种用途的需要,除草剂的复合制剂有很大发展。到80年代,有使用价值的除草剂的品种已超过500种,重要的化学类型有20多类。据调查,1984年全世界除草剂销售金额达到59.5亿美元,占农药总销售额的43.3%。
中国从50年代末开始发展除草剂,在国营农场推广使用较多。从全国范围来说,80年代以来,除草剂的发展速度明显加快,应用面积每年以2×10m的速度增加。
是的,一般意义上可以这么讲,但是其实非转基因作物要用多种除草剂除草,总用量大于转基因作物,这是美国农业部统计的传统非转基因大豆和转基因耐除草剂大豆的除草剂使用量,传统非转基因大豆明显高于转基因大豆。
除草剂的除草机制是抑制植物体内EPSPS酶的合成,最终导致植物死亡。
转基因是一种生物技术,两者直接基本上不存在什么直接关系。可是现今提到转基因大家就和草甘膦联系在了一起,其实如果不是抗草甘膦基因的发现,也许永远两者也不会存在关系。
除草剂本质上是使草茎、叶不能吸水枯死;转基因是改变植物分子内遗传物质,不含枯死,反而含抗病、长得更好。
除草剂
除草剂(herbicide)是指可使杂草彻底地或选择地发生枯死的药剂,又称除莠剂, 用以消灭或抑制植物生长的一类物质。
其中的氯酸钠、硼砂、砒酸盐、三氯醋酸对于任何种类的植物都有枯死的作用,其作用受除草剂、植物和环境条件三因素的影响。按作用分为灭生性和选择性除草剂,选择性除草剂特别是硝基苯酚、氯苯酚、氨基甲酸的衍生物多数都有效。
世界除草剂发展渐趋平稳,主要发展高效、低毒、广谱、低用量的品种,对环境污染小的一次性处理剂逐渐成为主流。
常用的品种为有机化合物,可广泛用于防治农田、果园、花卉苗圃、草原及非耕地、铁路线、河道、水库、仓库等地杂草、杂灌、杂树等有害植物。
氟是最活泼的元素,常温下就几乎与任何其他元素相互作用。甚至黄金在受热后也能在氟气中燃烧,自然界中受热后也能在氟气中燃烧,自然界中不存在单体氟。氟气体为淡黄色,有强刺激性和文化馆性。工业中氟的污染主要是以氟化氢及其他氟化物的形式出现的。自然界中氟分布很广,约占地壳总得量的万分之二。最重的氟矿是萤石(氟化钙,CaF2)、冰晶石 (Na3A1A6);磷灰石中含有约3%的氟[氟磷酸钙,Ca5F(PO4)3,(如摩洛哥磷灰石矿平均含五氧化二磷42%,氟3.7%)],粘土含氟约0.02-1.5亿吨,是毒气中数量最大者,也是大气污染防治重点。密度为2.3,无色,不燃,具有强烈辛辣窒息性。常温下加以四个大气压即能液化为无色液体。环境中的二氧化硫57%发生于自然界,但由于分散,浓度不大而不致构成污染,43%来自工业生产等人为原因,由于发生源集中,浓度高而会造成大气污染。人为排放的二氧化碳中,燃煤约占70%,重油燃烧占16%,冶金工业约占11%,炼油工业约占4%。在城市里,工业和生活用煤是二氧化硫的主要来源。二氧化硫经高烟囱排放后,在1.5公里高空风的影响下,24小时之后会有50%以上超越700公里之外,60小时后,能扩散到1100公里以外。二氧化硫进入大气后,若大气干燥清洁,可停留1~2星期;若大气污染或潮湿,则转化为三氧化硫,降落地面。二氧化硫在大气中停留时?
二氧化硫
对眼、鼻、咽喉和呼吸道有强烈刺激作用;对肝、肾和心脏有害。能使嗅觉和味觉减退,产生萎缩性鼻炎、慢性支气管炎、眼结膜炎和胃炎。急性中毒则可出现喉头水肿,肺水肿以至窒息死亡。二氧化硫常与粉尘,水蒸汽一直危害环境。美国多诺拉事件、英国伦敦烟雾事件、日本四日市事件等,都是与二氧化硫分不开的。对于特别敏感的人来说,空气中二氧化硫的浓度达到4mg/l即可觉察出来。即使千万分之一浓度的二氧化硫,对棉花、小麦、大麦等也有明显的作用。
二氧化硫的防治措施包括:1、城市的生活及工业用燃料低硫化,有条件的要逐步推广低硫煤、油和煤气、天然气,甚至以电为能源。2、燃料脱硫。如加强洗煤,煤的液化。3、烟气脱硫。如用石灰或石灰石洗涤烟气;以石灰或白云石掺煤作锅炉燃料等。4、高烟囱排放。5、改革工艺,综合利用。如硫酸厂以二转二吸代替一转一吸;回收有色冶金尾气中高浓度的二化硫制硫酸。等等。
铬(Cr)
铬是一种具有银白色光泽的金属,无毒,化学性质很稳定,不锈钢中便含有12%以上的铬。常见的铬化合物有六价的铬酐、重铬酸钾、重铬酸钠、铬酸钾、铬酸钠等;三价的三氧化二铬(铬绿、Cr2O3);二价的氧化亚铬。铬的化合物中以六价铬毒性最强,三价铬次之。据研究表明,铬是哺乳动物生命与健康所需的微量元素。缺乏铬可引起动脉粥样硬化。成人每天需500-700微克铬,而在一般伙食中每天仅能提供50-100微克。红糖全谷类糙米、未精制的油、小米、胡萝卜、豌豆含铬较高。铬对植物生长有刺激作用,微量铬可提高植物收获量;但浓度稍高,又可抑制土壤内有机物质的硝化作用。铬酸、重铬酸及其盐类对人的粘模及皮肤有刺激和灼烧作用、并导致伤、接触性皮炎。这些化合物以蒸气或粉尘方式进入人体,均会引中鼻中隔穿孔、肠胃疾患、白血球下降、类似哮喘的肺部病变。皮肤接触铬化物,可引起愈合极慢的“铬疮”,当空气中铬酸酐的浓度达0.15~0.31毫克/立方米时就可使鼻中隔穿孔。三价铬还是一种蛋白凝聚剂。有人认为,六价铬可诱发肺癌。此外,六价铬,特别是铬酸对下水系统金属管道有强文化馆作用,浓度2为0.31mg/l的重铬酸钠即可腐蚀管道。含3.4-17.3mg/l的三价铬废水灌田,就能使所有植物中毒。
铬的污染主要由工业引起。铬的开采、冶炼、铬盐的制造、电镀、金属加工、制革、油漆、颜料、印染工业,都会有铬化合物排出。如制革工业通常处理一吨原皮,要排邮含铬410mg/l的废水50-60吨;若每天处理原皮十吨,则年排铬72-86吨。
防治铬的污染要从改革工艺和综合利用多考虑,如电镀的铬雾回收、低铬镀铬;铬渣制铸石、青砖和铬木质素;镀铬废水回收氢氧化铬再经锦绿等等。
汞(Hg)
汞即水银,是一种液体金属。比重13.6,熔点-39.3℃、沸点357℃。汞在常温下即可蒸发,其蒸气无色无味,比空气重七倍。汞及其化合物毒性都很大,特别是汞的有机化合物毒性更大。鱼在含汞量0.01-0.02毫克/升的水中生活就会中毒;人若食用0.1克汞就会中毒致死。汞及其化合物可通过呼吸道、皮肤或消化道等不同途径侵入人体。当汞进入人体后,即集聚于肝、肾、大脑、心脏和骨髓等部位,造成神经性中毒和深部组织病变,引起疲倦,头晕、颤抖、牙龈出血、秃发、手脚麻痹、神经衰弱等症状,甚至会出现精神混乱,进而疯狂痉挛致死。有机汞还能进入胎盘,使胎儿先天性汞中毒,或畸形,或痴呆。汞的毒性是积累性的,往往要几年或十几年才能反应出来。食物链对汞有相当大的富集能力。如淡水鱼和浮游植物对汞的富集倍数为一千,淡水无脊椎动物为十万,海洋植物为一百,海洋动物为二十万。
汞有着广泛的用途,如气压表、压力计、温度计、汞真空泵、日光灯、整流器、水银法制烧碱、汞触媒、升汞消毒剂(千分之一的氯化亚汞作外科器械消毒剂)、雷汞(雷酸汞、炸药起爆剂)、颜料(如朱砂、辰砂即硫化汞红色颜料、印泥)、农药(如西力生、赛力散)等等都要用到汞。汞的污染也来自这些方面。在有色金属冶炼时也会因矿石含汞(如硫化汞)而带来严重的汞污染。问题有机合成工业中的含汞触媒(如以活性炭为载体的氯化亚汞触媒)废弃物也会给环境来污染问题。
氯(Cl2)
氯是一种具有强刺激性的黄绿色气体,比空气重2.43倍,易溶于水(水氯体积比为1:2.5),易为活性炭所吸收。常温及六个大气上液化为液氯,比重为水的1.56倍。氯的用途相当广泛,多用于自水消毒,纸浆漂白,制溴、漂白粉(次氯酸钙),六六六,橡胶,油墨颜料,油脂,聚氯乙烯和盐酸、农药,等等。冶金工业的氯化处理、氯碱工业等也有大量氯气排出。如每生产一吨液氯,隔膜电解法会有9.45公斤、水银电解法有18-72.5公斤氯排出。
人们胃中含有千分之五的盐酸,以帮助消化、杀死病菌。氯是很活泼的元素,几乎能与一切普通金属以及碳、氮、氧以外的所有非金属直接化合(在无水情况下不与铁作用,故用钢瓶装液氯)。大气中低浓度的氯(氯化氢)能刺激眼、鼻、喉;空气中含有万分之一的氯就会严重影响人的健康。人体吸入氯气会使呼吸道和皮肤粘膜中毒。轻度中毒时有灼烧、压迫感,喉炎发痒,呼吸困难,眼刺痛流泪。高浓度的氯气(氯化氢)会引起人慢性中毒,产生鼻炎、支气管炎、肺气肿等,有的还会过敏,出现皮炎、湿疹等。氯挥发性极强,空气中的水蒸汽即可与之反应生成盐酸雾及次氯酸,而于所到之处腐蚀物品、危害人体和动植物。所以,生产和使用氯的地方要严格管理,改进工艺设备,防止跑冒滴漏并大搞氯的综合利用。对于含氯废气,在浓度超过1%时,可以四氯化碳或一氯化硫等作为吸收剂吸收浓缩后解吸予以回收;稀浓度的氯可用水、碱液和亚铁化合物等吸收处理,但要注意二次污染问题。
酚
酚类化合物种类繁多,有苯酚、甲酚、氨基酚、硝基酚、萘酚、氯酚等,而以苯酚、甲酚污染最突出。苯酚简称酚,又名石炭酸,微酸性(腐蚀性),常温下能挥发,放出一种特殊的刺激性臭味,在空气中变粉红色。医院常用的“来苏水”消毒剂便是苯酚钠盐的稀溶液。甲酚又称煤酚,与苯酚的化学活性及毒性类似,也经常同时存在。酚类按其芳环上所直接连接的羟基数目的不同,可分为一元酚和多元酚;按其挥发性又可分为挥发酚与不挥发酚。一元酚多具有挥发性(沸点在230℃以内)。
酚类化合物是一种原型质毒物,对一切生活个体都有毒杀作用。能使蛋白质凝固,所以有强烈的杀菌作用。其水溶液很易通过皮肤引起全身中毒;其蒸气由呼吸道吸入,对神经系统损害更大。长期吸入代浓度酚蒸汽或酚污染了的水可引起慢性积累性中毒;吸入高浓度酚蒸或酚液或大量酚液溅到皮肤上可引起急性中毒。如不及时抢救,可在三到八小时内因神经中枢麻痹而。残废慢性酚中毒常见有呕吐,腹泻、食欲不振、头晕、贫血和各种神经系病症。酚对水产和不生微生物、农作物都有一定的毒害。水中含酚0.1~0.2毫克/升时,鱼肉即有臭味有能食用;6.5~9.3毫克/升时,能破坏鱼的鳃和咽,使其腹腔出血、脾肿大甚至死亡。含酚浓度高于100毫克/升的废水直接灌田,会引起农作物枯死和减产。人对酚的口服致死量为530毫克/公斤体重。
苯酚的制造、炼焦、炼油、冶金、塑料、化纤、绝缘材料、酚醛树脂、制药、炸药、农药等等工业都会有较高浓度的含酚废水。例如,每生产一吨焦炭,就可产生0.2~0.3立方米的含酚废水。
解决含酚废水的途径,一是改革工艺,降低废水含酚浓度,或循环用水以减少废不量并提高废水中含酚浓度,便于回收;二是回收利用和处理,主要方法有:萃取、吸附、蒸汽吹脱、离子交换、化学沉淀、化学氧化、反渗透、生化处理等。一般说来,含酚浓度在1000毫克/升以上的废水应先考虑酚的回收,再加破坏处理以达无害排放。含酚浓度低于此浓度以下,则要进行无害处理。
氰化物
氰化物有氰、氢氰酸、氰化钠、氰化钾、氰化铵和腈类,均有剧毒!无机氰化遇酸即入出氢氰酸。氢氰酸比重为0.687,具苦杏仁臭味、无色透明液体,熔点-14℃,沸点25.6℃,极易挥发。氰化物侵入人体或接触它们(特别是通过皮肤伤口),均能引起中毒。轻者头痛、眩晕、呼吸困难,重者昏、戏挛、血压下降,甚至在二、三分钟内无预兆而突然昏致死亡。氰化物中毒治愈者不可能有神经系统后遗症,如头痛、麻痹、失语、颠痫等。氢氰酸对人的致死量为0.06克、氰化钠为0.1克、氰化钾为0.12克。氰化物对鱼的毒害较大,当水中氰根含量为0.04~0.1ppm时,即可使鱼致死。
含氰废水、废气主要来自电镀、焦化、冶金、选矿、化纤、制药、有机玻璃、塑料、煤气等工业部门。消除其危害的主要措施有:1、改革工艺。如电镀的无氰或微氰化;选矿用无氰选矿。2、回收利用。如蒸发浓缩、离子交换、酸性挥发等方法回收氰化物3、废水处理。主要有是电解、氧化、吹脱与吸收、生化、化学处理等,破坏氰根。如向废不中投放液氯、次氯酸钠或漂白粉等,使氰转化为二氧化碳和氮。一般含氰浓度小于20毫克/升时可用活性污泥曝气池,20~40毫克/升时用生物滤池,等等。
镉(Cd)
镉是一种毒性很大的重金属,其化合物也大都属毒性物质。镉用途很广,镉盐、镉蒸灯、颜料、烟雾弹、合金、电镀、焊药、标准电池、冶金去氧剂、原子反应堆的中子收棒等,都要用到镉。如颜料镉红即为硫化镉、硒化镉和硫酸钡组成;镉黄为硫化镉与硫酸钡组成。镉在自然界中相当稀少,常伴生于硫化铅、锌矿特别是闪锌矿(ZnS)之中。金属矿的开采和冶炼、电镀、颜料等是镉的主要人为污染源。粗磷肥中含镉可达100毫克/公斤、普钙含镉可达50~170毫克/公斤;汽车废气中也有镉。资料表明,交通频繁的公路两旁土壤和草的含镉量,近处明显高于远处。烟草中也含有一定量的镉。
震惊世界的日本“痛痛痛”就是因镉污染而致。含镉的矿山废水污染了河水及河两岸的土壤、粮食、牧草、通过食物链进入人体而慢慢积累,在肾脏和骨骼中。会取代骨中钙,使骨骼严重软化,骨头寸断;镉会引起胃脏功能失调,干扰人体和生物体内锌的酶系统,使锌镉比降低,而导致高血压症上升。镉毒性是潜在性的。即使饮用水中镉浓度低至0.1毫克/升,也能在人体(特别是妇女)组织中积聚,潜伏期可长达十至三十年,且早期不易觉察。资料表明,人体内镉的生物学半衰期为20~40年。镉对人体组织和器官的毒害是多方面的,且治疗极为困难。因此,各国对工业排放“三废”中的镉都作了极严格的规定。日本还规定,大米含镉超过1毫克/公斤即为“镉米”,禁止食用。日本环境厅规定0.3ppm为大米中镉浓度的最高正常含量。
由于镉化合物具有程度不同的毒性,用任何方法从废水中除镉,只能改变其存在任何方法从废水中除隔,只能改变其存在方式和转移其存在的位置,并不能消除其毒性。因此,镉废水的处理应尽量与回收利用结合。
砷(As)
砷及砷的可溶性化合物者极毒。如砒霜(白砒)就是三氧化二砷。自然界中主要以化合物形态存在,间或成单质存在,有硫砷铁矿(FeAsS)、雄黄(As2S2)、雌黄(As2S3)。不少有色金属矿石中含有砷化物,所以在有色金属冶炼过程中(如矿石培烧),均有砷化物(如白砒)排出。煤中含砷平均可达25毫克/公斤,故煤的燃烧可使周围空气的砷浓度达0.02微克/立方米。砷化物多用于制造硬质合金(如铅弹中加35%的砷)、砷酸盐药物、杀虫剂、杀鼠剂(一般为砷酸、亚砷酸盐类)、玻璃工业脱色剂、毛皮工业的脱毛剂和防腐剂。所以冶金、硫酸、化肥、皮革、农药等工业均有砷污染。问题砷可以通过呼吸、皮肤接触、饮食等途径进入人体。砷能与蛋白质和酶中的巯基结合,抑制体内很多生化过程,特别是与丙酮酸氧化酶的巯基结合,使其失去活性,引起细胞代谢的严重紊乱。砷对人的中毒剂量为0.01~0.052克,致死量为0.06~0.2克。砷的急性中毒症状是:咽喉、食道及胃肠烧灼感,腹泻、腹痛、头痛、恶心、呕吐、口喝、面部发绀、血压迅速降低,病情严重时可迅速死亡。砷中毒作用也是积累性的,能蓄积于骨质疏松部、肾、肝、脾、肌肉和角化组织(如头发、皮肤及指甲)。近年来还发现,与含砷物质经常接触的工人中,皮肤癌和肺癌的发病率锭高于其他行业;而皮肤溃疡、鼻中隔穿孔更为常见。
含砷废气应严格消烟除尘措施,在烟道中予以回收。含砷废一般用投加石灰、硫酸亚铁和液氯(或漂白粉),将砷沉淀,然后对废渣进行处理。各种方法从饮用水中除砷的效率,石灰软化法可除去85%,木炭过滤为70%,硫化铁滤床94%,硫酸铁凝结80%以上,氯化铁凝结98%以上,氢氧化铁沉淀法94~96%。如人畜误食砷中毒,可以氧化镁与硫酸亚铁溶液强烈搅动生成的新鲜氢氧化铁悬浮液服用来解毒。
烟尘
除工业过程产生的粉尘外,烟尘主要是燃料燃烧的产物。工业用煤排烟量大致是燃烧的重量的3~18%,褐煤为11%,无烟煤为8~9%。同样一吨煤,居民用比工业用所产生的粉尘要多2~3倍。烟尘一般含硫、氮、碳的氧化物等有毒气体和粉尘。粉尘颗粒大于十策米的,很快会沉降到地面,称为落尘;颗粒小于十微米的称为飘尘,其中相当大一部分比细菌还小,可以几小时,甚至几天,几年地飘浮在大气中,尤其是直径在0.5~5微米的飘尘,不能为人的鼻毛所阻滞和呼吸道粘液所排除,可直接到达肺泡,被血液带到全身。有的飘尘还附有苯并(a)芘或本身就是一些有毒的金属(如铬、铍、镍)化合物、石棉、砷化物等,可以致癌。细小的飘尘随呼吸道进入人体后将有一半粘附在肺部细胞上,是构成人类和动植物呼吸道疾病的重要原因。烟尘还能削弱日光和能见度,吸收日光中对人体有紫外部分,而使儿童的佝偻病增多。
防治烟尘污染措施主要有:1、改变燃料构成和燃烧方式。如用无污染或少污染的燃料(天然气、煤气、石油炼厂气或其他日光、沼气、风、潮汐等能源)代替煤炭;现有炉窑实行技术改革。2、区域集中供热,大的燃煤电站实行热电并供,以集中的高效锅炉代替分散的低效锅炉;3、采用各种烟尘消烟除尘方式。等等。
粉煤灰
从燃煤锅炉烟囱收集下来的烟灰称为粉煤灰。许多火电厂将粉煤灰与锅炉底部的沉渣(炉渣)一起排出,即粉煤灰渣。我国火电站每年排放的粉煤灰渣有近四千万吨,是一个重要的污染源。它不仅占用大量土地堆积,还常排放江河,使河道淤塞,河水变质。煤灰渣主要成份为硅酸盐、铝硅酸盐、氧化硅、硫酸盐等,含铁也相当高。它本身没有水硬胶凝性,但经磨细后,在有水份的条件下,能与石灰等起化学反应生成水硬胶凝性的化合物,因此粉煤灰用途极广,主要用以制作建材。不少西方国家都反灰渣资源再技术作为国策的一环,美国更把灰渣列为矿产资源中的第七位,在1978年已有24.1%(约1641万吨)作为商品销售。我国最近也制定了粉煤灰水泥的国家标准,将其列为正式产品。粉煤灰还可用于水泥的活性混合材,混凝土的掺合料、烧结粉煤灰陶粒(人造骨料)、砌筑水泥(砂浆水泥)、填筑和筑路材料。粉煤灰的综合利用,需要电力、建材、建工、环保各部门统一认识,建设起我国的粉煤灰渣利用工业,从发展燃煤电站的除尘技术、干排灰技术到废料资源化、资源产品化、产品系列化等方面着手,解决粉煤灰的污染与利用问题。
硫铁矿渣
又称烧渣,是生产硫酸过程中,焙烧硫铁矿时产生的。一般每生产一万吨硫酸可产生约七千吨硫铁矿渣。由于烧渣中还有残硫,故排放水体,将使其严重酸化,腐蚀桥梁、船舶。
烧渣含铁量一般为百分之四十至四十五,经磁选、重选后,可提高至百分之五十到六十(同时脱硫),是很好的炼铁原料,每一万吨硫铁矿渣可选出四千吨左右的炼铁原料,选余物还可供水泥厂用,此外,烧渣中还有不少有价金属,应考虑综合利用问题。目前我省烧渣除部分供水泥厂外,大部分未处理,值得注意。
钢渣、高炉渣
每生产一吨生铁要排出0.75吨高炉渣(国外由于高断的改进和大型化、矿石品位提高,已降到0.3吨);每生产一吨钢,要排出0.25吨钢渣。高炉渣化学成份接近水泥的化学成份,活性比较稳定,抗磨、水化、吸水性能好,水淬工艺成熟,易于加工,回收利用合算。目前我国对高炉渣的利用率达百分之六十。而钢渣质硬、块大、不易破碎,水淬技术不很成熟,利用较难。高炉渣一般用于制矿渣水泥、矿渣磷肥、铸石、矿渣纤维、微晶玻璃等。碱性炼铁炉(如托马斯炉)的钢渣经水淬后渣中钢形成小粒,可经磁选回收。选余渣再制磷肥和水泥(其成本仅为普通水泥一半)。钢渣磷肥含磷及多种微量元素,适用于酸性土壤,能改良土壤,又可作饮料添加剂,其有效五氧化二磷为14~18%。国外对钢渣利用着重研究炉前水淬,使其先行粒化;或采用大面积分层铺渣破法(热泼法)。一般将钢渣返回烧结矿或直接回高炉代石灰石作助溶剂。
放射性物质
某些元素的不稳定原子核进行蜕变,放出甲(a)、乙(β)、丙()等射线,(能量的形式),而自己变成一种新原子,这种不稳定我的元素称为放射性元素,有天然的(如锕、钍、铀等)和人工的(钚、锔、钔等)之分。含放射性元素的物质即放射性物质它,在工、农、医、国防各方面均有着极重要价值。但它通过空气、饮食等途径进入人体,以体内或体外照射方式危害人体健康。人体受放射性危害,轻者头晕、疲乏、脱发、红斑、白血球减少或增多、血小板减少;而大剂量照射,还会引起白血病及骨、肺、甲状腺癌变甚至死亡,放射性还能引起基因突变和染色体畸变。不同射线对人的危害也有差别,如σ一粒子的放射性物质将引起所接触到的组织的高深度放射性危害;而-射线主要是外部辐射引起危害;β-射线穿透能力介于二者之间,既能引起外部辐射性烧作和皮肤恶化,又能透过外层组织引起体内放射性损伤。
1 材料与方法
1.1 供试土壤
太湖地区水稻土黄泥土亚表层和蔬菜地表层土,采自江苏省吴县市木渎镇,其基本性质见表1.
1.2 实验方法
1.2 .1 对土壤物理性质的影响
(1)分散度实验 称取过1mm筛的黄泥土风干样8.55g(即相当于0 18mmol交换性阳离子),使Na+饱和,继之用稀NaCl冲洗,然后加入50mlLAS溶液,使其浓度系列为0~130mg/L,振荡3d后静置2h,吸取土壤悬液5ml,在375nm下比浊.
(2)临界聚凝浓度(CFC)实验 提取<2μm粘粒样,用0.1mol/L的NaOH和HCl调节至pH6 .0,并用pH6 .0的去离子水定容,然后悬浮液与不同浓度的NaCl溶液混合,另加一定量的LAS溶液,定容,使呈为0~200mg/L的LAS浓度系列,使混合液中粘粒含量为1g/L.上下倒置10次,静置3h后,于600nm处测定其消光值A,未加电解质时的悬浮液消光值为A0.A/A0即为CFC.
(3)毛细上升高度实验 配置浓度系列为0~500mg/L的LAS溶液,用直径为1mm的毛细管测定其在水体系的毛细上升高度,重复8次制备1∶1的黄泥土亚表层土悬液,振荡4h,抽
滤收集土壤浸提液,其余步骤同上,测定土壤溶液毛细上升高度.
1.2.2 对土壤吸附有毒物质的影响
(1)Cu2+的吸附实验 称取5g过60目的黄泥土下层(40~60cm)土样.加入一定量的CuSO4溶液,并加入不同量的LAS溶液,定容100ml,使水∶土为10∶1.同时使LAS的浓度系列为0~100mg/L,Cu2+的水平分别为5、50、100mg/L.在25℃下振荡2h,在2000r/min的速度下离心20min,过滤后,用原子吸收法测定滤液中Cu2+浓度.
(2)苯酚的吸附实验 土样同上,盛于振荡瓶中,加入一定浓度的苯酚和LAS标准液.定容100ml后使LAS浓度系列为0~100mg/kg,苯酚浓度为20mg/kg,同时使水土比1∶10,充分振荡后离心,吸取一定量的上清液.用4 氨基安替比林比色法测定其中的苯酚含量.
1.2 .3 对土壤微生物作用的影响
(1)硝化作用和氨化作用实验 在150ml三角瓶中盛30ml硝酸细菌培养基,灭菌后接种1∶10蔬菜土亚表层土壤悬液1ml,并使LAS浓度系列为0~150mg/kg.在28℃下培养15d,取出后过滤入三角瓶.用对氨基苯磺酸和α-苯胺比色法测定滤液中的NO2-,以测得硝化作用强度称取新鲜蔬菜土亚表层土样20g放入500ml灭菌三角瓶中,加入灭菌的0.2%蛋白胨5ml,再加入灭菌的氨化菌液体培养基2ml,并使LAS的浓度系列呈0~50mg/kg.用灭菌蒸馏水调节土壤水分达最大持水量的50%~60%,塞上棉塞,在28℃恒温箱中培养7~14d.培养结束后,按土∶水为1∶4的量,加入1mol/LKCl溶液,振荡1h,过滤后吸取一定量的滤液蒸馏定氮,测得氨化作用强度.
(2)反硝化作用实验 称取过2mm筛的蔬菜土亚表层土壤10g,置于150ml三角瓶中,加入一定KNO3,使LAS的浓度系列为0~50mg/kg.然后将三角瓶置于真空干燥器中,抽真空,灌入氮气,反复数次,并且在干燥器底部放置碱性没食子酸吸收残余的氧气,以美蓝指示剂为氧化还原指示剂.然后培养3d,用比色法测定样品中残余的NO3-.以不培养的样品作对照.
1. 2. 4 对土壤微生物区系和呼吸活性的影响
(1)微生物区系实验 取一定量的蔬菜土亚表层土壤,在其中加入一定量的LAS溶液,使土样LAS浓度系列为0~100mg/kg,然后在28℃下培养10d后用平板常规计数法计数,测
得微生物区系组成.
(2)微生物呼吸实验 500g同上土样,置于带塞的聚丙烯样品瓶中,使各瓶中LAS浓度呈0~100mg/kg的系列,并分别置一盛有0.2mol/LNaOH4ml的吸收瓶中,加上内盖、外盖,用胶带纸封严.每隔一段时间更换吸收瓶,并将其中的吸收液倾洗入三角瓶中,加入1.5mol/L的BaCl2溶液2~3ml和酚酞指示剂3~4滴,用0 2mol·L-1的HCl滴定.用盛有与土壤同量的石英砂作空白.
2结果与讨论
2.1 LAS对土壤物理和化学性质的影响
(1)LAS对水体系毛细上升能力的影响
LAS是一种表面活性剂,它的化学作用首先表现在它对水体系表面性质的影响.这种不利影响常表现在对水生生物的影响.一般认为水体表面张力降至5 0×10-4N/L以下时,会影响鱼鳃的呼吸,鱼类不能生存[9].图1示明在所选的LAS浓度处理范围内,LAS能显著降低水溶液的表面性质.在1~5mg/L的范围,LAS浓度的升高显著降低了水体系的毛细上升高度,加入LAS达1~5mg/L时,相对减低11.89%.而在土壤溶液体系中,其影响比水中平缓,当LAS达10mg/kg时出现毛管上升高度的显著降低,而直至50mg/kg时产生极显著降低,这可能与土壤体系中复杂的化学成分和土壤溶液的缓冲性能有关.
(2)LAS对土壤胶体的分散作用 图2显示,在低浓度下,随着LAS浓度增加而土壤胶体相对分散度急剧增加,至50mg/L左右对分散度的影响最大,LAS浓度进一步升高对浑浊度的影响甚微.低浓度LAS对土壤胶体的分散作用可能与其疏水基团(活性烷基链)的排斥作用、烷基链之间因疏水作用和强烈的范德华力而使胶体间相互排斥,以及烷基链的线性结构造成的空间位阻作用(spatial sterohidrance)有关.另外,LAS被粘粒正电荷点位吸附后,表面静负电荷增加,尤其是在LAS形成双胶束结构后,土壤粘粒间的静电排斥作用进一步增强.但由于LAS在本质上是一种有机盐离子,随着LAS浓度增加至50mg/L后,电解质效应逐渐占主导地位,絮凝作用增强,故高浓度下LAS可使土壤分散度反而有所降低。
图3所示的LAS对土壤胶体临界絮凝浓度的影响表明,随着LAS浓度的增加,土壤颗粒的临界絮凝浓度急剧升高.这佐证了上述低浓度LAS促进土壤粘粒的分散的结果.Piccolo也有类似的报道,但某些研究认为SAS和腐殖酸的共同效应可提高水稳性团聚体的稳定性,而且土壤环境中的LAS可促进水分的渗透能力和土壤的通透能力.说明LAS对土壤颗粒的絮凝影响与土壤性质有关.
(3)LAS对土壤吸附环境毒物的影响 从图4可见,加入LAS对土壤吸附苯酚的影响并不十分明显.在LAS的0~30mg/L浓度范围内,随着浓度增大,苯酚的吸附量下降.因此,土壤中LAS的污染对极性有机分子的吸附有阻抑作用,可能降低土壤对极性有机毒物的环境容量.但当LAS的浓度大于一定值后,土壤的苯酚吸附量基本保持不变.其原因可能是LAS在土壤上形成双胶束结构后,土壤胶体的最外层是亲水性的苯磺酸基团,土壤胶体亲水性加强,减缓了这种效应.
LAS对土壤吸附Cu2+影响的实验结果示于图5.15mg/L、50mg/L、100mg/L等3个浓度LAS处理并未引起土壤对Cu2+的吸附量变化,故LAS对土壤吸附无机重金属离子无明显的效应.
2.2 LAS对土壤生物系统活性的影响
(1)LAS对土壤硝化作用和氨化作用的影响 从图6可见,土壤硝化作用和氨化作用对LAS的反应相当敏感.LAS处理显著降低了土壤的硝化作用活性,但从5mg/kg以后对硝化强度并不持续增强.相反,LAS对土壤的氨化作用有持续的抑制作用.这显示土壤硝化细菌和氨化细菌对LAS的耐性不同.本结果说明供试土壤中低浓度(5mg/kg)的LAS可能会大幅度抑制土壤生物化学活性.这与Tu等关于10mg/kg的水平下8种除草剂对土壤硝化作用的轻微影响以及Martimez-Tokedo等关于有机磷农药溴丙磷在10~300mg/kg对土壤硝化过程有一定的抑制作用相比,说明土壤中硝化和氨化细菌对LAS极其敏感.
(2)LAS对土壤反硝化作用的影响 有资料表明,随着LAS浓度的增加,土壤Eh降低,致使水田土壤处于不利的氧化还原状态,从而使土壤厌氧过程加剧,促进了土壤反硝化过程.
图7显示,随着LAS浓度的增加,土壤反硝化作用强度有增强的趋势,浓度高达30mg/kg时才变得显著.所以,LAS对土壤反硝化细菌的影响并不强烈.
图7 LAS对土壤反硝化作用的影响
(3)LAS对土壤微生物区系和数量的影响 从表2可见,LAS的加入对土壤微生物区系产生了明显影响,在0~100mg/kg范围内,其对细菌的生长表现为刺激作用,对真菌有一定的
抑制作用,而对放线菌无明显影响.这表明土壤中存在能够耐受高浓度LAS或能将其作为碳源或能源的细菌种群.Martimez-Tokedo等对溴丙磷的研究结果表明,在10~300mg/kg范围内,细菌生长受到显著促进而在100~300mg/kg范围内,真菌数量起初降低,然后又可恢复到对照水平.而供试土壤中真菌生长在10mg/kg时就受到LAS的抑制.
表2 LAS对土壤微生物区系及数量的影响
(4)LAS对土壤呼吸的影响 不同浓度的LAS处理对土壤的呼吸强度的影响示于图8.各不同浓度的LAS处理在一周内均表现为对土壤呼吸的刺激作用,且随LAS的浓度增大而增强.这可能与LAS刺激了某些微生物种群的生长有关.但在培养期超过1周以后,除了5mg/kg的低浓度处理外,其余各处理呼吸强度均小于对照.说明高浓度的LAS最终抑制了土壤微生物的活性.这与某些对农药的研究结果有不同之处.
图8 LAS对土壤呼吸的影响
3结论
LAS降低土壤溶液毛管上升高度,在低浓度促进土壤分散,而高浓度下表现为电解质效应对供试黄泥土而言,LAS影响土壤环境对极性有毒有机物的吸附容量,但对重金属吸附无明显效应LAS对土壤生物的影响十分强烈,土壤硝化作用和氨化作用对LAS胁迫十分敏感.LAS对细菌表现为刺激作用,而对真菌为抑制作用,LAS对土壤呼吸作用的效应与农药等有机污染物的影响不同.尽管土壤中可能存在对LAS耐受的微生物群落,但LAS对土壤环境的效应与其他有机污染物不同,这尚需进一步研究.
参考文献:
1宋玉芳,常士俊,李利等.污灌土壤中多环芳烃积累与动态变化研究.应用生态学报,1997,8(1):93~98.
2Tu MV.Effect of some herbicides on activities of microorganism ms and enzymes in soil. J. Environ .Sci . Health,1992,27 (6):695~709.
3谭渝云.14C标记直链烷基苯磺酸钠在鱼体中的积累、分布和释放.中国环境科学,1991,11(2):125~130.
4韩永镜,潘根兴.土壤环境中阴离子表面活性剂的分布.环境科学,1999,20(5):63~66.
5 Curtin D.Clay dispersion in relation to sodicity, electrolyteconcent ration ,and mechanical effects .Soil Sci.Soc. Am . J., 1994,58: 995~962.
6 Gu B, Doner H E . Dispersion and aggregation of soils as influenced by organic and inorganic polymers . Soil Sci. Soc. Am.J.,1993,57:709~716.
7《环境污染分析方法》科研协作组.环境污染分析方法.北京:科学出版社,1987.190~194.
8李阜棣,喻子牛,何绍红.农业微生物实验技术.北京:中国农业出版社,1996.124~127.
9上海第一医学院.环境卫生学.北京:人民出版社,1981.122~128.
10 Lee J F , Mortland M M . Adsorption of benzence ,toluene and xylene by two tetramethylam moniu m-smectites having different charge densities. Clay &Minerals ,1990,38:113~120.
11 Xu S , Boyd S A. Cation surfactant s sorption to a verminculitic subsoil via hydrophobic bonding .Environ Sci.&Tech.1995.29:312~320.
12 Piccolo A Mbagwu J S C. Humic substances and surfactants effects on the stability of two tropical soils . Soil Sci. Soc .Am.J,1994,58:950~955.
13 Martimez- Tokedo M V . Effects of organophos phorus in secticies, profenofos on agricultural soil microflora . Chemosphere,1992,24:71~80.
14 McAvoy D C, Eckjhoff W S,Rapaport R A et al .Fate of linear aylkybenzene sulfonates in the environ ment .Toxic Chem.,1993,12:977~987