基本介紹
- 中文名：砷污染
- 外文名：Arsenic pollution
- 污染種類1：對大氣的污染
- 污染種類2：對水的污染
- 污染種類3：對土壤的污染
- 主要來源：廢水、農藥及煙塵等
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基本介紹
砷和它的化合物是常見的環境污染物。地殼中砷的豐度約為1.8ppm，岩石和土壤中砷的含量從小於1ppm至幾百 ppm。地面水的含砷量差異極大。砷的主要礦物有砷硫鐵礦、雄黃、雌黃和砷石等,但多伴生於銅、鉛、鋅等的硫化物礦中。各類煤中砷含量為3～45ppm，在原油中小於1ppm。因此金屬冶煉和燃料燃燒會把砷排入環境。砷主要用於農藥，少量用於有色玻璃、半導體和金屬合金的製造。砷不是人體的必需元素，但是由於所處環境中含有砷而成為人和動、植物的構成元素。全球每年從岩石風化的砷為6000～9000噸，從河流輸往海洋的砷為19000噸;砷開採量為47000噸,因燃燒進入大氣的為1500噸；人為活動加入循環的量大於天然的量。
主要來源
（1）砷化物的開採和冶煉。特別是在我國流傳廣泛的土法煉砷，常造成砷對環境的持續污染；
（2）在某些有色金屬的開發和冶煉中，常常有或多或少的砷化物排出，污染周圍環境；
（3）砷化物的廣泛利用，如含砷農藥的生產和使用，又如作為玻璃、木材、製革、紡織、化工、陶器、顏料、化肥等工業的原材料，均增加了環境中的砷污染量；
（4）煤的燃燒，可致不同程度的砷污染。
污染種類
對大氣的污染
大氣中砷含量為1.5～53微克/米3。砷的污染除岩石風化、火山爆發等自然原因外，主要來自工業部門。1974年S.米勒姆和T.斯特朗測定距某煉銅廠不同距離的飄塵中砷含量：3.2～3.8公里處為 70ppm，不足0.6公里處為1300ppm。當地人的頭髮和尿中均檢出高濃度的砷。含砷農藥生產和砷的提煉也會造成局部地區大氣的砷污染。
對水的污染
地面水中含砷量因水源和地理條件不同而有很大差異。據H.J.M.鮑恩估算，
淡水為0.2～230微克/升，平均為0.5微克/升；海水為3.7微克/升。海洋中溶解的砷的形態主要是砷酸氫根和以甲基胂為主的有機砷化物。在海洋和土壤中，細菌可使砷甲基化成為甲基胂或二甲基胂。採礦和冶煉的廢渣,冶金、化工、農藥、染料和製革等部門的工業廢水，地熱發電廠的廢水，均含有砷。美國W.H.杜魯姆等於1971年取河川、湖泊水樣727件，其中79%含砷量不足10微克/升,21%大於10微克/升,總樣品中有2%大於50微克/升,最高的達1100微克/升。J.E.薩巴德爾和R.C.阿克斯特曼在1975年報導了紐西蘭的地熱發電廠廢水中含有較多的砷，廢水排入河流，河水砷濃度高達 0.25ppm。被砷污染的水無色，無味，透明度不變，可降低生化需氧量。污水中砷濃度如大於1毫克/升,會影響污水淨化工程的淨化效率。砷化合物在水中相當穩定，但如水溫升高，沉積於河底的砷化合物會產生重新溶解的現象。砷對水生生物毒性很大。
對土壤的污染
天然存在含高濃度砷的土壤很少，一般每公斤土壤中含砷約為 6毫克。被污染土壤中的砷來自含砷農藥的施用，礦山、工廠含砷廢水的排放以及燃煤、冶煉排出的含砷飄塵的降落。J.S.瓊斯等人分析美國果園土壤，噴灑砷酸鉛的砷含量為18～144ppm，未噴灑的為3～14ppm。牛因吃了噴灑這種農藥的莊稼而死亡的事故多次發生。砷可以在土壤中積累並由此進入農作物的組織之中，砷對農作物產生毒害作用的最低濃度為3毫克/升。
環境標準
美國規定居民區大氣中砷最高容許濃度為3微克/立方米;車間空氣中砷化氫最高容許濃度為0.3毫克/立方米；飲水中砷最高容許濃度為0.05毫克/升,並建議達到0.01毫克/升；
歐洲規定飲水中砷最高容許濃度為0.2毫克/升；
蘇聯規定為0.05毫克/升（世界衛生組織的標準為0.01 毫克/升）；
中國規定飲用水中砷最高容許濃度為0.01毫克/升，地表水包括漁業用水為0.04毫克/升，居民區大氣砷的日平均濃度為3微克/立方米。
危害情況
總體情況
2004年12月15日，世界衛生組織官員公布，全球至少有5000多萬人口正面臨著地方性砷中毒的威脅，其中，大多數為亞洲國家，而中國正是受砷中毒危害最為嚴重的國家之一。
有專家分析，市場上的部分食物可能存在嚴重的砷超標問題。砷污染正向人們步步逼近，嚴重威脅著人們的健康和生命安全。在太原召開的改善水質減輕砷中毒危害國際研討會上，這一數據的公布，立刻在社會各界引起了強烈的反響，有關重金屬污染的話題在環境保護中急劇升溫。中國科學院地理科學與資源研究所進行的初步調查顯示，治理重金屬污染，尤其是砷污染，近乎到了刻不容緩的地步。“我國的很多省市都存在著不同程度的砷污染情況，北京也不例外，北京的砷污染可能比目前所了解的情況更為嚴重。”中國科學院地理科學與資源研究所環境修復中心主任、博士生導師、國家傑出青年基金獲得者陳同斌研究員說。北京部分農產品，砷含量已近臨界值。關於“砷中毒”，用中國衛生部疾控司改水處處長劉家義在此次國際研討會上的話來說，就是“有劇毒的砒霜”。如果飲用水、空氣、食物中的含砷量超標，就有可能引發砷中毒。“北京的個別區域也存在砷中毒問題，部分農產品的砷含量已經接近臨界值。”陳同斌說。
土壤中的重金屬污染致使許多地方的作物減產。砷在土壤中累積並由此進入農作物組織中。砷對農作物產生毒害作用最低濃度為3mg/L，對水生生物的毒性亦很大。砷和砷化物一般可通過水、大氣和食物等途徑進入人體，造成危害。元素砷的毒性極低，砷化物均有毒性，三價砷化合物比其他砷化合物毒性更強。砷污染中毒事件（急性砷中毒）或倒置的公害病（慢性砷中毒）已屢見不鮮。
外國中毒事件
砷中毒事件早就有了。1900年英國曼徹斯特因啤酒中添加含砷的糖，造成6000人中毒和71人死亡。
1955～1956年日本發生的森永奶粉中毒事件，是因含三氧化二砷達25～28ppm引起的。日本森永奶粉公司，因使用含砷中和劑，引起12100多人中毒，130人因腦麻痹而死亡。
典型的慢性砷中毒在日本宮崎縣呂久砷礦附近，因土壤中含砷量高達300～838mg/kg，致使該地區小學生慢性中毒。
日本島根縣谷銅礦山居民也有慢性中毒患者。
孟加拉國的砷污染更是被世界衛生組織稱為“歷史上一國人口遭遇到的最大的群體中毒事件”。據2009年11月報導，孟加拉國可能有兩百萬人集體砷中毒，且已經造成多人喪命，未來將有更多人因此失去生命，堪稱人類史上最大的中毒案。孟加拉國挖掘許多池塘作為養殖魚類與儲水灌溉用，科學家發現，這些池塘是居民集體砷中毒的罪魁禍首。研究指出，禍首就是數萬個人工池塘。孟加拉國當局挖掘這些池塘，並以挖出的泥土防洪。科學家很早即知，這些砷來自孟加拉國全境、數百萬個以低科技挖掘的“管狀深井”的井水。諷刺的是，這些井多數是靠國際援助機關開鑿而成。據孟加拉國政府估計，大約有三千萬人飲用含砷量超過50ug/L的水源。但是，如果按世衛組織推薦的10ug/L的臨時標準計算，則這一數據將超過七千萬。政府根據2001年的實地調查結果估計，每10萬口管井中大約有40%-50%受到砷污染。有些鄉鎮的這一數據甚至高達80%-100%。問題是，原本未受污染的一些管井仍在不斷遭受污染。
孟加拉國砷濃度最高的井水約有50年歷史，同時砷這種有機碳一旦經過微生物新陳代謝，會讓砷從沉積物釋放出來，且很快就能從地表滲入地底。美國麻省理工學院哈維領導的研究團隊在蒙西甘吉區研究15.5平方公里內的地面與地下水流動模式，並以天然示蹤劑與3D計算機模型追蹤來自稻田與池塘的水，測量這兩處的有機碳將砷從泥土與沉積物釋放出來的能力。刊登在《自然地球科學》的研究建議，“將飲用水井挖得比池塘還要深，或是在稻田挖淺井，即能減輕問題的嚴重性。”在孟加拉，幾乎所有人都知道很多管井受到了污染，但他們仍然繼續飲用這些井水。政府官員無奈地說：“早些時候，在確定一口管井受到砷污染後，我們會在它塗周圍塗上紅色，並告訴人們不要飲用，但並未對它進行封鎖。後來，由於沒有其他水源，人們只好又開始飲用。此外，由於砷無色無味，而且不會引起象發燒或疼痛那樣的急性症狀，所以人們——尤其是兒童——仍然繼續飲用。”
2010年，醫學期刊《柳葉刀》報告稱，孟加拉國7700萬人因飲用水被砷污染而面臨危險。過去十年間，研究人員對孟加拉國首都達卡Araihazar區近1.2萬人的跟蹤調查發現，20%以上的死亡者似乎都是由被砷污染的井水引起的。據估計，由於20世紀70年代一次災難性運動的誤導，孟加拉國有3500萬至7700萬的人口已經逐漸受到砷污染的水的侵害。當時，為了給村民提供清潔無菌的生活用水，該地區開挖了數百萬口管井。許多管井的底部不慎探進土壤表層，而土壤表層中天然產生的砷含量非常高。
石門砷污染事件
在湖南省常德市石門縣鶴山村，1956年國家建礦開始用土法人工燒制雄磺煉製砒霜，直到2011年企業關閉，砒灰漫天飛揚，礦渣直接流入河裡，以致土壤砷超標19倍，水含砷量標準上千倍。鶴山村全村700多人中，有近一半的人都是砷中毒患者，因砷中毒致癌死亡的已有157人。
防治措施
防止污染措施
防治砷污染應該狠抓源頭，從污染源抓起。
1.加強環境監測，建立重點地區空氣、水等流體中的砷污染預報機制，同時加強重點地區的土壤中砷的監測，解決好高砷地區人畜用水及農業灌溉用水問題；
2.加強含砷礦藏及其冶煉過程的管理，取締土法煉砷的工廠，冶煉砷的工廠和其它冶金工廠的“三廢”必須達標排放，對高砷煤採取強制性脫砷處理，從根本上降低空氣中砷含量；
3.加強含砷化工產品管理，特別要加強對含砷農藥和醫藥的監管，要加強這些毒性藥物的使用常識培訓，最大程度減少人為中毒情況的發生。
4.避免砷進入食物鏈，是防治砷污染的關鍵。
面對如此嚴峻的砷污染形勢，要減輕砷中毒危害、開展有效防治並非易事。在太原召開的國際研討會通過了《關於水質和砷含量問題的太原宣言》，與會的71位學術專家和機構代表就改善水質、減少砷中毒危害提出了具體建議。陳同斌認為，與水中砷污染的治理相比，土壤砷污染的治理還要困難得多。他建議，防治砷污染，首先不要將高砷水用來灌溉，其次不要讓在受到砷污染的土壤上種植的植物進入食物鏈。對於已經受到污染的土壤，可以用植物來進行環境修復。“蜈蚣草就是一種修復效果很好的植物”。他告訴記者，蜈蚣草吸收土壤中砷的能力比其他植物高出幾萬倍、甚至10萬-20萬倍。“也就是說，種其他植物花上萬年才能吸收的砷，種蜈蚣草一年就可以被吸收了”。之後，將種植的蜈蚣草收穫並進行安全處理後，即可將其污染物去除。 “避免砷進入到食物鏈中，這是特別需要注意的一個問題”。
治理污染措施
一旦出現砷污染，需要及時的治理，以防止出現更大範圍的危害，以保障廣大人民民眾的生命健康安全。砷污染治理的方法主要有化學方法、物理方法和生物方法：
化學方法：是指用化學試劑使砷變為人體難以吸收的砷化合物，如，在含砷廢水中投加石灰、硫酸亞鐵和液氯(或漂白粉)，將砷沉澱，然後對廢渣進行處理，也可以讓含砷廢水通過硫化鐵濾床或用硫酸鐵、氯化鐵氫氧化鐵凝結沉澱等。
物理法：主要是讓含砷污水通過特殊的過濾器，使砷富集起來變廢為寶，如，活性炭過濾法等。
生物方法：主要是指在砷污染的土壤或水體中種植能吸收砷的植物，以達到吸收砷的目的，如美國科學家發現了一種蕨類植物可吸收污染土壤中的砷。
