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铜污染

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copper pollution; pollution by copper

概述

  指铜及其化合物在环境中所造成的污染。
  主要污染来源是铜锌矿的开采和冶炼、金属加工、机械制造、钢铁生产等。
  冶炼排放的烟尘是大气铜污染的主要来源。
  电镀工业和金属加工排放的废水中含铜量较高,每升废水达几十至几百毫克。
  含铜废水灌溉农田,使铜在土壤和农作物中累积,会造成农作物尤其是水稻和大麦生长不良,污染粮食籽粒。
  灌溉水中硫酸铜对水稻危害的临界浓度为0.6mg/L。
  铜对水生生物的毒性很大,在海岸和港湾曾发生铜污染引起牡蛎肉变绿的事件。
  地壳中铜的平均丰度为55ppm。在自然界中,铜主要以硫化物矿和氧化物矿形式存在,分布很广。
  铜是生命所必需的微量元素,但过量的铜对人和动、植物都有害。
  世界铜的年迁移量为:岩石风化20万吨,河流输送11万吨,人工开采619万吨,矿物燃料燃烧过程中排放4600吨。
  对铜污染还缺乏系统的研究。

对大气的污染

  冶炼过程中,铜及其化合物的烟尘随烟道气进入大气,造成污染。1969年,美国统计各种工业向大气排放的铜为13680吨,其中铜矿石冶炼排出的约占64%,钢铁生产排出的约占20%。大气中铜的含量在欧洲为340纤克/米3,北美为 280纤克/米3,南极为0.036纤克/米3。
编辑本段对水体的污染

  铜的化合物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。pH值6~8时,溶解度为50~500微克/升。pH值小于7时,以碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]的溶解度为最大;pH值大于7时,以氧化铜 (CuO)的溶解度为最大,此时,溶解铜的形态以Cu2+,CuOH+为主;pH值升高至8时,则Cu(CO3)卆逐渐增多。水体中固体物质对铜的吸附,可使溶解铜减少,而某些络合配位体的存在,则可使溶解铜增多。世界各地天然水样品铜含量实测的结果是:淡水平均含铜 3微克/升,海水平均含铜0.25微克/升。

  在冶炼、金属加工、机器制造、有机合成及其他工业的废水中都含有铜,其中以金属加工、电镀工厂所排废水含铜量最高,每升废水含铜几十至几百毫克。这种废水排入水体,会影响水的质量。水中铜含量达0.01毫克/升时,对水体自净有明显的抑制作用;超过 3.0毫克/升,会产生异味;超过15毫克/升,就无法饮用。若用含铜废水灌溉农田,铜在土壤和农作物中累积,会造成农作物特别是水稻和大麦生长不良,并会污染粮食籽粒。灌溉水中硫酸铜对水稻危害的临界浓度为 0.6毫克/升。铜对水生生物的毒性很大,有人认为铜对鱼类毒性浓度始于0.002毫克/升,但一般认为水体含铜0.01毫克/升对鱼类是安全的。在一些小河中,曾发生铜污染引起水生生物的急性中毒事件;在海岸和港湾地区,曾发生铜污染引起牡蛎肉变绿的事件。

对土壤的污染

  土壤中正常含铜量为每公斤2~200毫克。中国土壤含铜量是每公斤3~300毫克,平均值为每公斤22毫克。铜可在土壤中富集并被农作物吸收。在靠近铜冶炼厂附近的土壤,含有高浓度的铜。岩石风化和含铜废水灌溉均可使铜在土壤中积累并长期保留。德意志联邦共和国一些铜冶炼厂附近,土壤含铜量为正常土壤的3~232倍。在铜污染的土壤生长的植物,含铜量为正常植物的33~50倍。

  灌溉过程以及硫酸铜杀虫剂等农药的施用也使一部分铜进入土壤和植物体内。 铜在植物各部分的累积分布多数是根>茎、叶>果实,但少数植物体内铜的分布与此相反,如丛桦叶则是果>枝>叶。水生生物可以富集铜,通过食物链的富集,最终使大量铜进入人体;农作物可通过根吸收土壤中的铜,其中一部分也可经食物进入人体。当铜在体内蓄积到一定程度后即可对人体健康产生危害。

环境标准

  中国规定,工业废水中铜及其化合物最高容许排放浓度为1毫克/升(按铜计);地面水最高容许浓度为0.1毫克/升;渔业用水为0.01毫克/升;生活饮用水的铜浓度不得超过 1.0毫克/升。苏联规定近岸海水铜的最高容许浓度为 0.1毫克/升。美国规定灌溉水含铜容许浓度为0.2毫克/升;车间空气中含铜容许浓度为0.2毫克/米3(8小时平均值)。

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