铬污染源
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、印染工业以及燃料燃烧排出的含铬废气、废水和废渣等都是铬污染源。
铬的主要用途
铬主要以铁合金(如铬铁)形式用于生产不锈钢及各种合金钢。金属铬用作铝合金、钴合金、钛合金及高温合金、电阻发热合金等的添加剂。金属铬生产则采用金属热还原(铝热)法及电解法。
氧化铬用作耐光、耐热的涂料,也可用作磨料,玻璃、陶瓷的着色剂,化学合成的催化剂。铬矾、重铬酸盐用作皮革的鞣料,织物染色的媒染剂、浸渍剂及各种颜料。镀铬和渗铬可使钢铁、铜、铝等金属形成抗腐蚀的表层,并且光亮美观,大量用于家具、汽车、建筑等工业。此外,铬矿石还大量用于制作耐火材料。钢铁工业中广泛应用的铬铁合金和硅铬合金是用电炉冶炼的。
我国铬的主要污染物来源
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、印染工业以及燃料燃烧排出的含铬废气、废水和废渣等都是铬污染源。
如制革工业通常处理1t原皮,要排出含铬410mg/L的废水50~60t;若每天处理原皮10t,则年排铬72~86t。美国一家飞机制造厂长期排出高铬废水,附近地下水铬浓度竟高达14mg/L。
电镀废水的铬主要来自于镀件钝化后的清洗工序,由于工艺技术的要求,一般水体中其他成分的含量较少,主要污染物为铬。日本宇都宫市某电镀工厂的废水污染水井,因而使井水含铬量最高时达9.2mg/L。
环境中的铬只有在严重污染下,才会显著增高,如前苏联一家铬酸盐厂每日向大气排铬700~800kg,周围几千米的大气中,铬浓度高达每立方米数微克到数十微克。
目前国内冶金和化学工业中每年排出20万~30万t含铬废渣。铬渣中的有害成分主要是可溶性铬酸钠、铬酸钙等六价铬离子。当铬渣在露天堆存时,经长期雨水冲淋后大量的六价铬离子随雨水溶渗、流失、渗入地表,从而污染地下水,也污染了江河、湖泊,进而危害农田、水产和人体健康,且不容易降解。
环境迁移、扩散和转化
迁移、扩散
铬广泛存在于自然界中,每千克土壤中的铬从痕量到250mg,平均约为100mg。由于风化作用进入土壤中的铬,容易氧化成可溶性的复合阴离子,然后通过淋洗转移到地面水或地下水中。在水体和大气中均含有微量的铬,天然水中微量的铬通过河流输送入海,沉于海底,海水中的铬含量不到1×10。
水体中铬污染主要是三价铬和六价铬,它们在水体中的迁移转化有一定的规律性。三价铬主要被吸附在固体物质上面而存在于沉积物中;六价铬多溶于水中,而且是稳定的。三价铬的盐类可在中性或弱碱溶液中水解,生成不溶解于水的氢氧化铬沉积水体底泥。在工业废水中,主要是六价铬。受水中pH值、有机物、氧化还原物质、温度及硬度等条件影响,环境中的三价铬和六价铬可以相互转化。植物性食物中的铬含量,随土壤中的铬含量而异。
金属铬在酸中一般以表面钝化为其特征。一旦去钝化后,即易溶解于几乎所有的无机酸中,但不溶于硝酸。铬在硫酸中是可溶的,而在硝酸中则不溶。在高温下被水蒸气所氧化,在1000℃下被一氧化碳所氧化。在高温下,铬与氮起反应并为熔融的碱金属所侵蚀,可溶于强碱溶液。铬具有很高的耐腐蚀性,在空气中,即便是在赤热的状态下,氧化也很慢。不溶于水。
转化
污染物的转化是指污染物在环境中经过物理、化学或生物的作用改变其存在形态或转变为另外的不同物质的过程。污染物的转化必然伴随着它的迁移。污染物的转化可分为物理转化、化学转化和生物化学转化。物理转化包括污染物的相变、渗透、吸附、放射性衰变等。化学转化则以光化学反应、氧化还原反应及水解反应和络合反应最为常见。生物化学转化就是代谢反应。污染物的迁移转化受其本身的物理化学性质和它所处的环境条件的影响,其迁移的速率、范围和转化的快慢、产物以及迁移转化的主导形式等都会变化。铬及其化合物对人体有较大毒性,并可在人体内积累。