人们知道镉的毒性已有百余年，但过去只是注意职业性中毒。直到近期，日本富山县发生了“骨痛病”事件以后，才引起人们的更大注意，并证实镉已成为资本主义世界工业生产中排出的重要环境污染物。 【性质】镉是银白色有光泽的稀有金属，密度为8.65，熔点为321.03℃，沸点为767℃。它常与锌伴生存在。镉及碳酸镉、氢氧化镉、硫化镉等均不溶于水，但硫酸镉、硝酸镉和氯化镉则溶于水。水中的镉化合物处于碱性反应时可沉淀析出。 金属镉本身无毒，但镉化合物毒性很大。 【来源】自然来源 镉在自然界中常与锌伴生存在。镉矿石主要是硫镉矿及碳酸镉矿、氧化镉矿。据资料介绍，地壳中含镉量为0.18ppm，土壤中含镉0.5ppm，可见其含量不大。 人为来源 金属镉及其化合物进入环境的主要人为来源，主要是采矿、冶炼、合金制造、电镀、玻璃、油漆和制造、照相材料、光电池、蓄电池、陶瓷、原子反应堆等工业部门。美国是镉的最大消费者。据报导，在1961～1963年间，每年平均用镉5125.7吨，其中用于电镀业的约占55～60％，金属冶炼占7～10％。1968年全世界镉产量为14100吨。 【排放量】由于生产式艺和回收处理的方法不同。各工矿企业排放的废气和废水中的含镉量也不一样。如有的电镀厂，其排出的废水中，镉浓度为0.6毫克／升；某金属加工厂排出的总废水中，镉浓度为16毫克／升，而另外的厂则在0～420毫克／升之间；某锌冶炼厂静电除尘后，从一次烟气除尘器中排出的废水量为9.7立方米／日，内含镉为1500毫克／升，从二次烟气除尘器中排出的废水量为1.9立方米／日，内含镉达2100毫克／升；据测定，某炼铜厂废水量为4.9立方米／分，内含镉0.035毫克／升，该厂废气回收制硫酸部分的废水量为60立方米／分，内含镉0.023毫克／升，而其金属回收厂的废水量为0.1立方米／分，内含镉0.242毫克／升。 日本安中市东邦炼锌厂，废水中含镉量为0.32毫克／升。日本的神通川接纳大量工业废水，使水中的含镉量高达0.5～0.7毫克／升。估计每年要有3000多吨镉由神通川流入富山湾。含镉废水虽经处理仍有残留，如日本的东京某污水处理厂排出的废水中，仍含镉0.05毫克／升，每天要排出17公斤镉，按此统计，一年要排出6吨多。 【环境中的情况】镉的自然来源很少，目前环境中的镉的污染主要来自工业“三废”。 空气中的含镉量年平均值约为0.002微克／立方米。瑞典铜镉合金厂附近大气中的含镉量，每周平均值达0.3微克／立方米；日本炼锌厂附近大气中的含镉量与此相近。联合国环境会议的资料认为，当前空气中镉浓度的年平均值，在市区达0.02微克／立方米，郊区达0.003微克／立方米，而工业区则高达0.6微克／立方米。 水体中的含镉量变化较大。据联合国环境会议的资料报导，淡水中含镉量已高至10微克／升，海水中则为0.02微克／升。 美国曾对174个供水点作了含镉量的考察，其平均浓度为0.008毫克／升，最低为0.0004毫克／升，最高为0.06毫克／升。在所取163个水样中，有70％的水样含镉量小于0.01毫克／升，如纽约、新奥尔良和丹佛为0.002毫克／升，费城为0.004毫克／升，洛杉机为0.006毫克／升。一般以地下水为水源时含镉量较高，如美国得克萨斯州的加尔维斯顿的地下水含镉量就高达30ppb。 海水中含镉量通常为0.01～0.05微克／升，但沿岸工业集中的海区，镉含量往往要高出几十倍。如英国的利物浦湾，从河流带入大量工业废水，含镉量高达4.2微克／升，比爱尔兰海其它沿岸海区都高，为外海镉浓度的30～40倍。至于局部的海区，由于大量倾入矿渣和废矿浆，含镉量显著增高。如英国倾弃入泰晤士河口的废矿浆中，含镉量高达30～70毫克／公斤，估计每年因此进入海域的镉可达6～14吨。英国格拉斯哥地区，每年约有100万吨废矿浆倾倒在克莱德港周围，致使底质的镉平均含量高达6.4毫克／公斤；而距格拉斯哥港13公里处的哥拉德河口区，底质含镉量更高，达7.0毫克／公斤。 土壤的镉污染在日本最为严重。联合国环境会议资料指出，日本受镉污染的稻田土壤内，含镉达1～50毫克／公斤。目前日本已有43个地区7500多公顷的耕地受到镉的严重污染。1970年日本对全国土壤的分析表明，水田土壤的平均含镉量为0.5ppm，旱田为0.4ppm，果园为0.3ppm。 环境中镉污染的加剧也使食品的含镉量增加。据联合国环境会议资料介绍，一般食品中含镉量小于0.05毫克／公斤，牛奶含镉0.1～0.4毫克／公斤，大米为0.1～1毫克／公斤，而牡蛎则高达8毫克／公斤。据日本1970年调查统计，大米含镉在0.2ppm以下的（即未被污染者）占45％左右，0.2～0.4ppm的占27～33％，0.4～1.0ppm的占19～23％，1ppm的占3～4％。在神通川流域所产的大米中含镉均大于1ppm。 镉在环境中与其它有害物质具有协同作用，因而特别危险。如在环境中有浓度为0.15毫克／升的锌存在时，当镉的浓度只有0.03毫克／升，即可使幼鲑鱼致死。氰离子与镉离子也有协同作用。 镉在水域环境中极易为悬浮物所吸附，而沉积于水底。因此，在镉污染的河流中，有时取样却检测不出镉。但当河水被搅动时，沉积物重新悬浮，镉即重新带出而引起危害。 据日本研究，土壤中的镉有水溶性与非水溶性两类。农作物可吸收水溶性的镉，而对非水溶性的镉则难以吸收。两者在一定的环境条件下可以转化。一般认为氧化还原是转化的主要条件。在还原条件下，可在环境中产生硫离子，能与镉离子形成不溶于水的硫化镉沉淀，极不易被农作物吸收。而在氧化条件下，硫离子可被氧化为硫三根，能与镉离子形成溶于水的硫酸镉，就容易被农作物吸收。 【危害】对人体健康的危害 镉对人体具有毒性，一般的中毒症状如下。 急性中毒时的症状：无论是职业性中毒或是食用中毒，都可能在摄入10分钟至4～5小时后出现恶心、呕吐、腹泻、腹痛等症状。较重者伴有头痛、眩晕、大汗、手和上肢感觉障碍，甚至抽搐，但一般恢复较快。据报导，摄入量达到10毫克时，所引起的症状近于死亡。口服硫酸镉30毫克即可致死。通过呼吸道引起的工业镉中毒，残废率可达15％。由于口服时有引吐作用，故口服致死的例子较少。#p#分页标题#e# 慢性中毒时的症状：长期接触低浓度镉化合物时的早期表现为倦怠乏力、头痛头晕、神经质、鼻粘膜萎缩和溃疡、咳嗽、胃痛和体重减轻等，随后可出现肺气肿、呼吸机能降低、蛋白尿和肾机能减退等病情。此外，慢性镉中毒时还可见到周身骨骼疼痛、骨质疏松或骨质软化症、肾结石、肚脏损害和贫血等情况。尿镉测定多超过0.03毫克／日。 日本富山县神通川流域所发现的“骨痛病”是慢性镉中毒的实例。据报导，到1972年3月，日本骨痛病患者已超过280人（官方数字为100多人），死亡34人，另有100多人出现可疑症。通过调查及研究表明，当地居民多年饮用含高浓度镉的水是致病的原因，和居民的营养条件无关。该病没有遗传性。骨痛病初起时为腰痛，下肢肌肉痛；步行后感觉疲劳。此后，下肢疼痛逐渐加剧，以至上、下阶梯困难，呈特有的摇摆步态，即股肉转股挛缩所引起的步态。这种状态可持续数年，然后极易在挫伤、捻伤等轻微外伤下，突然卧床不起，病情迅速发展。不但四肢骨，连肋骨等也可在咳嗽、喷嚏等轻微刺激下发生多发性的病理骨折，从而引起骨胳变形，身躯显著缩短，如心脏型骨盆、钓钟状胸廓、多发性骨折，呈一种特有的体位。日夜卧床，不断地喊痛。综合临床病象有：伴随肾小管再吸收不全的肾障碍，伴随消化道吸收障碍的肠病，以及骨萎缩、变形、骨改变层病变，即骨软化症。在医学上命名为慢性肠、骨、肾病。 所有微量元素中，镉是对人体健康威胁最大、影响最广的一种。随着年龄的增长，镉在肾和肝中蓄积（平均含量分别为10和4毫克），还可能存在于动脉壁中而引起动脉高血压。据调查，认为高血压心脏病的残废率与空气和食物中镉的含量密切相关。 对鱼类和其它水生生物的危害 低浓度的镉化合物就能使鱼类和其它水生生物中毒。在水溶性的镉化合物中，氯化镉的危害最大，浓度达0.001毫克／升就有致命作用。资料表明，氯化镉浓度（毫克／升）为0.001时，能使鲤鱼经8.7～18小时后死亡；0.0024时水蚤死亡；0.01时鲫鱼8～18小时后死亡；0.1时水藻的生长停滞；0.9时鱼岁鱼在软水中经96小时死亡。 对农作物的危害 据资料介绍，灌溉水中含镉较多时，可使农作物增加对镉的吸收，间接引起人畜的镉中毒。在蔬菜中，一般根菜类及块茎类含镉稍高。在水稻中，镉的残留量是按根、杆、叶、穗、米的顺序递减。当灌溉水中镉浓度为4ppm时，水稻就不能成熟；达28毫克／升时，将损及甜菜的生长。 【防治】镉污染的防治，一般采用化学和物理的方法，现简介如下： （１）化学沉淀法 主要有加碱沉淀法和硫化物沉淀法。加碱沉淀法是在含镉废水中加入消石灰等碱性物，调整pH至10，使生成氢氧化镉沉淀。要注意的是，当废水中存在卤素离子、氰离子和铵离子时，则容易形成络合物而使反应后生成的氢氧化镉再度溶解，故需另行pH行值。此外，为提高沉淀效果，通常加入高分子凝聚剂，并经长时间静置，必要时再加以过滤，以提高除镉效果。碱化剂除消石灰外，也可用生石灰、碳酸钙、碳酸钠、电石渣或苛性钠等。硫化物沉淀法是在含镉废水中加入硫化物，故必须进行凝聚、过滤才能予以分离。如废水中含过量硫离子，则应加入铁盐使硫化铁沉淀，澄清液再经砂滤后除镉。 （２）离子交换法 含镉废水用阳离子交换树脂处理，可使镉浓度从20毫克／升降至0.01毫克／升以下。饱和树脂经用5％盐酸洗脱除镉后，可再生重复使用。硝酸氧化烟煤所得的硝基腐植酸，也可作为吸附镉的离子交换剂使用。 （３）离子浮选法 含镉废水中投入黄原酸酯后，生成的黄原酸镉盐，即可用浮选法分离。 其它还有活性炭吸附法、电解法和金属粉还原法等。但一般多采用沉淀法，要求回收镉时采用离子交换法、离子浮选法等。 ——《国外公害资料——污染环境的工业有害物》（石油化学工业出版社1976年11月第1版，石油化学工业部化工设计院 编，内部发行） |