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重金属污染

比重近于或大于5的金属随污泥、工业污水和废气进入水体危害渔业生物的污染现象。污染特性 重金属污染具有来源广、残留时间长、有积累性、沿食物链转移富集等特点,能产生长期不良影响,如全世界有名的公害病——水俣病和痛痛病,就是分别由汞污染和镉污染引起的。汞污染汞毒性强,是水域中污染最广泛的一种重金属毒物。天然水系内汞的本底浓度一般不超过0.1微克/升;海水中一般含量为0.

比重近于或大于5的金属随污泥、工业污水和废气进入水体危害渔业生物的污染现象。

污染特性

重金属污染具有来源广、残留时间长、有积累性、沿食物链转移富集等特点,能产生长期不良影响,如全世界有名的公害病——水俣病和痛痛病,就是分别由汞污染和镉污染引起的。

汞污染

汞毒性强,是水域中污染最广泛的一种重金属毒物。天然水系内汞的本底浓度一般不超过0.1微克/升;海水中一般含量为0.03~2微克/升;受汞严重污染的日本水俣湾海水中,汞含量曾高达1.6~3.6微克/升。水体中汞污染主要来自使用和生产汞或汞化合物的工厂,如氯碱工业、塑料工业、电池、电子工业等排放的含汞废水。进入水体的无机汞,大部分沉降进入底质,并在微生物的作用下转化为甲基汞和二甲基汞等有机汞。有机汞对生物的毒性比无机汞强得多。海洋鱼、贝类的含汞量(生长在未污染区域)一般为0.3毫克/千克(干重)。但据1971年以后的调查表明,不少海区捕获的鱼、贝类,其体内的汞含量均已超出此值。如印度洋中鲨鱼及金枪鱼体内含汞量达1毫克/千克(鲜重),日本水俣湾鱼体中含汞量竟高达50毫克/千克(鲜重)。70年代美国曾有100万个金枪鱼罐头,因含汞量高达1.12毫克/千克而被禁止食用。日本、瑞典、芬兰、意大利沿岸水域均遭受汞的严重污染,其沿岸渔民头发中的汞含量比其他职业者高1~10倍。

镉污染

镉是一种积累性毒物。在天然水中镉的含量约为0.01~3微克/升,中值为0.1微克/升,海水中镉的平均含量为0.11微克/升。镉污染的来源是铅锌矿以及有色金属冶炼、电镀和用镉化合物作原料或触媒的工厂等排放的废水。工业区地表水镉含量高于非工业区,近海海水和浮游生物体内的镉含量高于外海。中国北方一些未污染水体的镉含量一般为0.02~0.05微克/升,低于天然水的平均值,而桑乾河受纳工业废水的镉含量,1974~1976年测定为0.10~0.66微克/升;美国1962~1967年在密西西比河等16条主要河流和湖泊中测定镉含量为0~50微克/升,平均为9.5微克/升;日本痛痛病发病地区神通川流域水体中镉的测定值高达100微克/升。

铅污染

淡水中含铅0.06~120微克/升,中值为3微克/升;海水中为0.01~0.03微克/升,中值为0.03微克/升。在美国洛杉矶海岸,海水含铅5微克/升,离岸65公里才降到0.1微克/升。在日本的濑户内海,沉积物中含铅量超过100毫克/千克(干重)的区域曾达20%。铅在水体中为长效,并且容易被水生生物所蓄积(浮游生物对铅的富集系数不低于104)。水体中铅的来源主要是冶炼、制造和使用铅制品的工矿企业,尤其是来自有色金属冶炼过程中所排出的含铅废水。近年来,在进行水体铅污染调查中,除分析水样、底质、水生生物样品外,并以鱼血液中的δ-氨基乙酰丙酸脱水酶(δ-ALA-D)含量为指标,作为渔业水体铅污染的监测手段。

铜污染

铜在化合物中以一价或二价状态存在。在天然水中溶解的铜量随pH值的升高而降低。淡水中平均含铜3微克/升,海水中平均含铜0.25微克/升。铜污染来自冶炼、金属加工、机器制造、有机合成等工业生产排出的“三废”。含铜废水进入水体后,有一部分沉于底部。如日本濑户内海底质中铜含量超过50毫克/千克(干重)的地区曾占25%。中国温州某铅锌冶炼厂排水口下游1000米处,底质中铜含量达13.7毫克/千克(干重)。

铬污染

铬有各种价态,其中仅三价铬和六价铬具有生物学意义。水体中的三价铬主要被吸附在悬浮物上而沉降于水底,六价铬则多溶于水中。铬污染来自铬铁冶炼、电镀、制革、颜料和化工等工业生产排出的含铬废气、废水和废渣。如美国一家飞机公司长期排出高铬废水,使附近地下水铬浓度高达14毫克/升。中国上海苏州河由于大量流入含铬废水,河水中毒性较大的六价铬检出率高达17.6%,最高含量达1.3毫克/升。日本濑户内海底质中,超过40毫克/千克(干重)的区域占20%。

危害

重金属污染对渔业的危害主要为:①影响渔业生物的生长、繁殖。重金属污染的水域中,渔业生物往往出现慢性中毒现象,如生长缓慢,器官、组织机能下降,最终导致死亡。鱼类产卵量降低也是一些重金属慢性中毒的灵敏指标,0.18毫克/升的锌能使某些雌鱼产卵量明显减少,产卵量不到正常的1/5;0.33微克/升的铜能影响雌鱼产卵。影响产卵的浓度比影响成活和生长的浓度要低。实验表明,在水中铅浓度为0.1毫克/升时,白鲢的出苗率为80%,5毫克/升时出苗率为50%,其中畸形率达30%。镉能使雄鱼精巢出血坏死。②导致渔业生物致畸或死亡。重金属污染严重时,可直接导致鱼、虾、贝、藻类致畸或死亡。如甲基汞在鱼类神经系统及红血球中大量积累,可使鱼产生神经症状,活动失去平衡,并且周期性地发生反常的游动,摄食减少,呼吸减弱,甚至导致死亡。日本水俣湾受汞污染严重,早在1950年就发现鱼类漂浮海面、贝类腐烂、海藻枯萎等异常现象。水溶性镉化合物对鱼类及水生生物有很强毒性,损害鳃组织、肠道粘液和肾管细胞,并影响肝酶活性和干扰铁代谢,破坏血红细胞;对鱼类神经系统产生不良影响,症状为游泳失调,麻痹、致畸等。当镉浓度为0.0125~0.0375毫克/升时,经10天后,实验鳙鱼苗几乎全部受到毒性影响,畸变率为6.2%~17.6%;1980、1981年温州市养殖在河道网箱中的鲢、鳙鱼种,受铅锌冶炼厂废水危害,急性死亡180多万尾,并出现大批畸变鱼种,畸变鱼体内镉的含量比对照区(未污染区)高18倍。三价铬和六价铬对水生生物都有致死作用。1975、1976年江苏吴县黄埭公社200多万只珠蚌发生铬中毒死亡事故,这是由于堆放的铬矿渣污染河水所致。近年来研究发现,铬有致癌作用。美国某工业区排水口附近捕获的鱼,时常患有恶性肿瘤病和皮肤病,经研究结果表明是由铬化合物引起的。③影响水产品质量,威胁人类健康。各种水生生物对重金属都有较大的富集能力,使某些生物体内重金属的含量比周围水中的含量高几倍、几十倍甚至十几万倍。栖息在被重金属污染水域中的各种鱼、虾、贝类,因富集作用在体内含有较高浓度的重金属,海淡水水生生物对几种重金属的平均浓缩系数见下页表。汞一般经体表渗透、鳃粘膜的吸附以及通过食物链进入鱼、贝体内。积累在鱼、贝体内大量的汞,对人类健康构成严重威胁,甚至会引起中毒。日本水俣病就是由于食用富集在鱼、贝中的甲基汞而引起的中枢神经病变的一种疾患,因最早发现在日本熊本县水俣湾附近渔村而得名。为此,一些国家如美国和加拿大对鱼、贝类等海产品的允许含汞量规定为0.5毫克/千克(鲜重);日本、瑞典定为1毫克/千克(鲜重)。铜对水生生物的毒性很大,铜污染对牡蛎的影响最大,牡蛎生活在铜浓度为0.3毫克/升的海水中21天后变成绿色。这种绿色牡蛎在铜污染的海岸及港湾屡见不鲜。铜、锌对牡蛎的协同影响要比单一影响大得多,调查结果表明:铜浓度为0.02~0.1毫克/升与锌浓度为0.1~0.4毫克/升的混合水,就足以使牡蛎肉着绿色。一般认为水体中铜浓度为0.01毫克/升时对鱼类是安全的。

水生生物对几种重金属的平均浓缩系数

防治措施

重金属废水的治理,必须采用综合措施。首先要改革生产工艺,不用或少用重金属,其次是采用合理的工艺流程,实行科学管理,减少重金属用量和随废水的流失量,在此基础上对废水进行处理。其防治途径有:①严格执行排放标准,控制进入渔业水域的负荷量;②重金属元素多被悬浮物吸附,而悬浮物易沉淀,在清除水中悬浮物的同时,可去除大部分重金属;③将废水中的重金属以原状浓缩,可回收利用;④利用具有高度富集某些重金属元素的水生植物(不食用的),除去水中的重金属。