氟(F2)
氟是最活泼的元素,常温下就几乎与任何其他元素相互作用。甚至黄金在受热后也能在氟气中燃烧,自然界中受热后也能在氟气中燃烧,自然界中不存在单体氟。氟气体为淡黄色,有强刺激性和文化馆性。工业中氟的污染主要是以氟化氢及其他氟化物的形式出现的。自然界中氟分布很广,约占地壳总得量的万分之二。最重的氟矿是萤石(氟化钙,CaF2)、冰晶石 (Na3A1A6);磷灰石中含有约3%的氟[氟磷酸钙,Ca5F(PO4)3,(如摩洛哥磷灰石矿平均含五氧化二磷42%,氟3.7%)],粘土含氟约0.02-1.5亿吨,是毒气中数量最大者,也是大气污染防治重点。密度为2.3,无色,不燃,具有强烈辛辣窒息性。常温下加以四个大气压即能液化为无色液体。环境中的二氧化硫57%发生于自然界,但由于分散,浓度不大而不致构成污染,43%来自工业生产等人为原因,由于发生源集中,浓度高而会造成大气污染。人为排放的二氧化碳中,燃煤约占70%,重油燃烧占16%,冶金工业约占11%,炼油工业约占4%。在城市里,工业和生活用煤是二氧化硫的主要来源。二氧化硫经高烟囱排放后,在1.5公里高空风的影响下,24小时之后会有50%以上超越700公里之外,60小时后,能扩散到1100公里以外。二氧化硫进入大气后,若大气干燥清洁,可停留1~2星期;若大气污染或潮湿,则转化为三氧化硫,降落地面。二氧化硫在大气中停留时?
二氧化硫
对眼、鼻、咽喉和呼吸道有强烈刺激作用;对肝、肾和心脏有害。能使嗅觉和味觉减退,产生萎缩性鼻炎、慢性支气管炎、眼结膜炎和胃炎。急性中毒则可出现喉头水肿,肺水肿以至窒息死亡。二氧化硫常与粉尘,水蒸汽一直危害环境。美国多诺拉事件、英国伦敦烟雾事件、日本四日市事件等,都是与二氧化硫分不开的。对于特别敏感的人来说,空气中二氧化硫的浓度达到4mg/l即可觉察出来。即使千万分之一浓度的二氧化硫,对棉花、小麦、大麦等也有明显的作用。
二氧化硫的防治措施包括:1、城市的生活及工业用燃料低硫化,有条件的要逐步推广低硫煤、油和煤气、天然气,甚至以电为能源。2、燃料脱硫。如加强洗煤,煤的液化。3、烟气脱硫。如用石灰或石灰石洗涤烟气;以石灰或白云石掺煤作锅炉燃料等。4、高烟囱排放。5、改革工艺,综合利用。如硫酸厂以二转二吸代替一转一吸;回收有色冶金尾气中高浓度的二化硫制硫酸。等等。
铬(Cr)
铬是一种具有银白色光泽的金属,无毒,化学性质很稳定,不锈钢中便含有12%以上的铬。常见的铬化合物有六价的铬酐、重铬酸钾、重铬酸钠、铬酸钾、铬酸钠等;三价的三氧化二铬(铬绿、Cr2O3);二价的氧化亚铬。铬的化合物中以六价铬毒性最强,三价铬次之。据研究表明,铬是哺乳动物生命与健康所需的微量元素。缺乏铬可引起动脉粥样硬化。成人每天需500-700微克铬,而在一般伙食中每天仅能提供50-100微克。红糖全谷类糙米、未精制的油、小米、胡萝卜、豌豆含铬较高。铬对植物生长有刺激作用,微量铬可提高植物收获量;但浓度稍高,又可抑制土壤内有机物质的硝化作用。铬酸、重铬酸及其盐类对人的粘模及皮肤有刺激和灼烧作用、并导致伤、接触性皮炎。这些化合物以蒸气或粉尘方式进入人体,均会引中鼻中隔穿孔、肠胃疾患、白血球下降、类似哮喘的肺部病变。皮肤接触铬化物,可引起愈合极慢的“铬疮”,当空气中铬酸酐的浓度达0.15~0.31毫克/立方米时就可使鼻中隔穿孔。三价铬还是一种蛋白凝聚剂。有人认为,六价铬可诱发肺癌。此外,六价铬,特别是铬酸对下水系统金属管道有强文化馆作用,浓度2为0.31mg/l的重铬酸钠即可腐蚀管道。含3.4-17.3mg/l的三价铬废水灌田,就能使所有植物中毒。
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,都会有铬化合物排出。如制革工业通常处理一吨原皮,要排邮含铬410mg/l的废水50-60吨;若每天处理原皮十吨,则年排铬72-86吨。
防治铬的污染要从改革工艺和综合利用多考虑,如电镀的铬雾回收、低铬镀铬;铬渣制铸石、青砖和铬木质素;镀铬废水回收氢氧化铬再经锦绿等等。
汞(Hg)
汞即水银,是一种液体金属。比重13.6,熔点-39.3℃、沸点357℃。汞在常温下即可蒸发,其蒸气无色无味,比空气重七倍。汞及其化合物毒性都很大,特别是汞的有机化合物毒性更大。鱼在含汞量0.01-0.02毫克/升的水中生活就会中毒;人若食用0.1克汞就会中毒致死。汞及其化合物可通过呼吸道、皮肤或消化道等不同途径侵入人体。当汞进入人体后,即集聚于肝、肾、大脑、心脏和骨髓等部位,造成神经性中毒和深部组织病变,引起疲倦,头晕、颤抖、牙龈出血、秃发、手脚麻痹、神经衰弱等症状,甚至会出现精神混乱,进而疯狂痉挛致死。有机汞还能进入胎盘,使胎儿先天性汞中毒,或畸形,或痴呆。汞的毒性是积累性的,往往要几年或十几年才能反应出来。食物链对汞有相当大的富集能力。如淡水鱼和浮游植物对汞的富集倍数为一千,淡水无脊椎动物为十万,海洋植物为一百,海洋动物为二十万。
汞有着广泛的用途,如气压表、压力计、温度计、汞真空泵、日光灯、整流器、水银法制烧碱、汞触媒、升汞消毒剂(千分之一的氯化亚汞作外科器械消毒剂)、雷汞(雷酸汞、炸药起爆剂)、颜料(如朱砂、辰砂即硫化汞红色颜料、印泥)、农药(如西力生、赛力散)等等都要用到汞。汞的污染也来自这些方面。在有色金属冶炼时也会因矿石含汞(如硫化汞)而带来严重的汞污染。问题有机合成工业中的含汞触媒(如以活性炭为载体的氯化亚汞触媒)废弃物也会给环境来污染问题。
氯(Cl2)
氯是一种具有强刺激性的黄绿色气体,比空气重2.43倍,易溶于水(水氯体积比为1:2.5),易为活性炭所吸收。常温及六个大气上液化为液氯,比重为水的1.56倍。氯的用途相当广泛,多用于自水消毒,纸浆漂白,制溴、漂白粉(次氯酸钙),六六六,橡胶,油墨颜料,油脂,聚氯乙烯和盐酸、农药,等等。冶金工业的氯化处理、氯碱工业等也有大量氯气排出。如每生产一吨液氯,隔膜电解法会有9.45公斤、水银电解法有18-72.5公斤氯排出。
人们胃中含有千分之五的盐酸,以帮助消化、杀死病菌。氯是很活泼的元素,几乎能与一切普通金属以及碳、氮、氧以外的所有非金属直接化合(在无水情况下不与铁作用,故用钢瓶装液氯)。大气中低浓度的氯(氯化氢)能刺激眼、鼻、喉;空气中含有万分之一的氯就会严重影响人的健康。人体吸入氯气会使呼吸道和皮肤粘膜中毒。轻度中毒时有灼烧、压迫感,喉炎发痒,呼吸困难,眼刺痛流泪。高浓度的氯气(氯化氢)会引起人慢性中毒,产生鼻炎、支气管炎、肺气肿等,有的还会过敏,出现皮炎、湿疹等。氯挥发性极强,空气中的水蒸汽即可与之反应生成盐酸雾及次氯酸,而于所到之处腐蚀物品、危害人体和动植物。所以,生产和使用氯的地方要严格管理,改进工艺设备,防止跑冒滴漏并大搞氯的综合利用。对于含氯废气,在浓度超过1%时,可以四氯化碳或一氯化硫等作为吸收剂吸收浓缩后解吸予以回收;稀浓度的氯可用水、碱液和亚铁化合物等吸收处理,但要注意二次污染问题。
酚
酚类化合物种类繁多,有苯酚、甲酚、氨基酚、硝基酚、萘酚、氯酚等,而以苯酚、甲酚污染最突出。苯酚简称酚,又名石炭酸,微酸性(腐蚀性),常温下能挥发,放出一种特殊的刺激性臭味,在空气中变粉红色。医院常用的“来苏水”消毒剂便是苯酚钠盐的稀溶液。甲酚又称煤酚,与苯酚的化学活性及毒性类似,也经常同时存在。酚类按其芳环上所直接连接的羟基数目的不同,可分为一元酚和多元酚;按其挥发性又可分为挥发酚与不挥发酚。一元酚多具有挥发性(沸点在230℃以内)。
酚类化合物是一种原型质毒物,对一切生活个体都有毒杀作用。能使蛋白质凝固,所以有强烈的杀菌作用。其水溶液很易通过皮肤引起全身中毒;其蒸气由呼吸道吸入,对神经系统损害更大。长期吸入代浓度酚蒸汽或酚污染了的水可引起慢性积累性中毒;吸入高浓度酚蒸或酚液或大量酚液溅到皮肤上可引起急性中毒。如不及时抢救,可在三到八小时内因神经中枢麻痹而。残废慢性酚中毒常见有呕吐,腹泻、食欲不振、头晕、贫血和各种神经系病症。酚对水产和不生微生物、农作物都有一定的毒害。水中含酚0.1~0.2毫克/升时,鱼肉即有臭味有能食用;6.5~9.3毫克/升时,能破坏鱼的鳃和咽,使其腹腔出血、脾肿大甚至死亡。含酚浓度高于100毫克/升的废水直接灌田,会引起农作物枯死和减产。人对酚的口服致死量为530毫克/公斤体重。
苯酚的制造、炼焦、炼油、冶金、塑料、化纤、绝缘材料、酚醛树脂、制药、炸药、农药等等工业都会有较高浓度的含酚废水。例如,每生产一吨焦炭,就可产生0.2~0.3立方米的含酚废水。
解决含酚废水的途径,一是改革工艺,降低废水含酚浓度,或循环用水以减少废不量并提高废水中含酚浓度,便于回收;二是回收利用和处理,主要方法有:萃取、吸附、蒸汽吹脱、离子交换、化学沉淀、化学氧化、反渗透、生化处理等。一般说来,含酚浓度在1000毫克/升以上的废水应先考虑酚的回收,再加破坏处理以达无害排放。含酚浓度低于此浓度以下,