[科普中國]-砷污染

砷污染是指由砷或其化合物所引起的環(huán)境污染。砷和含砷金屬的開采、冶煉，用砷或砷化合物作原料的玻璃、顏料、原藥、紙張的生產(chǎn)以及煤的燃燒等過程，都可產(chǎn)生含砷廢水、廢氣和廢渣，對環(huán)境造成污染。大氣含砷污染除巖石風(fēng)化、火山爆發(fā)等自然原因外，主要來自工業(yè)生產(chǎn)及含砷農(nóng)藥的使用、煤的燃燒。含砷廢水、農(nóng)藥及煙塵都會污染土壤。砷在土壤中累積并由此進入農(nóng)作物組織中。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。

基本介紹砷和它的化合物是常見的環(huán)境污染物。地殼中砷的豐度約為1.8ppm，巖石和土壤中砷的含量從小于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,但多伴生于銅、鉛、鋅等的硫化物礦中。各類煤中砷含量為3～45ppm，在原油中小于1ppm。因此金屬冶煉和燃料燃燒會把砷排入環(huán)境。砷主要用于農(nóng)藥，少量用于有色玻璃、半導(dǎo)體和金屬合金的制造。砷不是人體的必需元素，但是由于所處環(huán)境中含有砷而成為人和動、植物的構(gòu)成元素。全球每年從巖石風(fēng)化的砷為6000～9000噸，從河流輸往海洋的砷為19000噸;砷開采量為47000噸,因燃燒進入大氣的為1500噸；人為活動加入循環(huán)的量大于天然的量。1

主要來源（1）砷化物的開采和冶煉。特別是在我國流傳廣泛的土法煉砷，常造成砷對環(huán)境的持續(xù)污染；

（2）在某些有色金屬的開發(fā)和冶煉中，常常有或多或少的砷化物排出，污染周圍環(huán)境；

（3）砷化物的廣泛利用，如含砷農(nóng)藥的生產(chǎn)和使用，又如作為玻璃、木材、制革、紡織、化工、陶器、顏料、化肥等工業(yè)的原材料，均增加了環(huán)境中的砷污染量；

（4）煤的燃燒，可致不同程度的砷污染。1

污染種類對大氣的污染大氣中砷含量為1.5～53微克/米3。砷的污染除巖石風(fēng)化、火山爆發(fā)等自然原因外，主要來自工業(yè)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?shù)厝说念^發(fā)和尿中均檢出高濃度的砷。含砷農(nóng)藥生產(chǎn)和砷的提煉也會造成局部地區(qū)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(jù)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(tài)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。采礦和冶煉的廢渣,冶金、化工、農(nóng)藥、染料和制革等部門的工業(yè)廢水，地?zé)岚l(fā)電廠的廢水，均含有砷。美國W.H.杜魯姆等于1971年取河川、湖泊水樣727件，其中79%含砷量不足10微克/升,21%大于10微克/升,總樣品中有2%大于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年報道了新西蘭的地?zé)岚l(fā)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。污水中砷濃度如大于1毫克/升,會影響污水凈化工程的凈化效率。砷化合物在水中相當穩(wěn)定，但如水溫升高，沉積于河底的砷化合物會產(chǎn)生重新溶解的現(xiàn)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(nóng)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(nóng)藥的莊稼而死亡的事故多次發(fā)生。砷可以在土壤中積累并由此進入農(nóng)作物的組織之中，砷對農(nóng)作物產(chǎn)生毒害作用的最低濃度為3毫克/升。1

環(huán)境標準美國規(guī)定居民區(qū)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,并建議達到0.01毫克/升；

歐洲規(guī)定飲水中砷最高容許濃度為0.2毫克/升；

蘇聯(lián)規(guī)定為0.05毫克/升（世界衛(wèi)生組織的標準為0.01 毫克/升）；

中國規(guī)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(yè)用水為0.04毫克/升，居民區(qū)大氣砷的日平均濃度為3微克/立方米。1

危害情況總體情況2004年12月15日，世界衛(wèi)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(shù)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(zhì)減輕砷中毒危害國際研討會上，這一數(shù)據(jù)的公布，立刻在社會各界引起了強烈的反響，有關(guān)重金屬污染的話題在環(huán)境保護中急劇升溫。中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所進行的初步調(diào)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?！拔覈暮芏嗍∈卸即嬖谥煌潭鹊纳槲廴厩闆r，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(xué)院地理科學(xué)與資源研究所環(huán)境修復(fù)中心主任、博士生導(dǎo)師、國家杰出青年基金獲得者陳同斌研究員說。北京部分農(nóng)產(chǎn)品，砷含量已近臨界值。關(guān)于“砷中毒”，用中國衛(wèi)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(fā)砷中毒?！氨本┑膫€別區(qū)域也存在砷中毒問題，部分農(nóng)產(chǎn)品的砷含量已經(jīng)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(chǎn)。砷在土壤中累積并由此進入農(nóng)作物組織中。砷對農(nóng)作物產(chǎn)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?。陨橹卸荆┮褜乙姴货r。2

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(fā)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(qū)小學(xué)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(wèi)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(jù)2009年11月報道，孟加拉國可能有兩百萬人集體砷中毒，且已經(jīng)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(yǎng)殖魚類與儲水灌溉用，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，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(shù)萬個人工池塘。孟加拉國當局挖掘這些池塘，并以挖出的泥土防洪。科學(xué)家很早即知，這些砷來自孟加拉國全境、數(shù)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(shù)是靠國際援助機關(guān)開鑿而成。據(jù)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(wèi)組織推薦的10ug/L的臨時標準計算，則這一數(shù)據(jù)將超過七千萬。政府根據(jù)2001年的實地調(diào)查結(jié)果估計，每10萬口管井中大約有40%-50%受到砷污染。有些鄉(xiāng)鎮(zhèn)的這一數(shù)據(jù)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(jīng)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(xué)院哈維領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊在蒙西甘吉區(qū)研究15.5平方公里內(nèi)的地面與地下水流動模式，并以天然示蹤劑與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?？窃凇蹲匀坏厍蚩茖W(xué)》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?！痹诿霞永?，幾乎所有人都知道很多管井受到了污染，但他們?nèi)匀焕^續(xù)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后，我們會在它涂周圍涂上紅色，并告訴人們不要飲用，但并未對它進行封鎖。后來，由于沒有其他水源，人們只好又開始飲用。此外，由于砷無色無味，而且不會引起象發(fā)燒或疼痛那樣的急性癥狀，所以人們——尤其是兒童——仍然繼續(xù)飲用。”

2010年，醫(yī)學(xué)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(qū)近1.2萬人的跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，20%以上的死亡者似乎都是由被砷污染的井水引起的。據(jù)估計，由于20世紀70年代一次災(zāi)難性運動的誤導(dǎo)，孟加拉國有3500萬至7700萬的人口已經(jīng)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(qū)開挖了數(shù)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(chǎn)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制砒霜，直到2011年企業(yè)關(guān)閉，砒灰漫天飛揚，礦渣直接流入河里，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(yīng)該狠抓源頭，從污染源抓起。

1.加強環(huán)境監(jiān)測，建立重點地區(qū)空氣、水等流體中的砷污染預(yù)報機制，同時加強重點地區(qū)的土壤中砷的監(jiān)測，解決好高砷地區(qū)人畜用水及農(nóng)業(yè)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，對高砷煤采取強制性脫砷處理，從根本上降低空氣中砷含量；

3.加強含砷化工產(chǎn)品管理，特別要加強對含砷農(nóng)藥和醫(yī)藥的監(jiān)管，要加強這些毒性藥物的使用常識培訓(xùn)，最大程度減少人為中毒情況的發(fā)生。

4.避免砷進入食物鏈，是防治砷污染的關(guān)鍵。

面對如此嚴峻的砷污染形勢，要減輕砷中毒危害、開展有效防治并非易事。在太原召開的國際研討會通過了《關(guān)于水質(zhì)和砷含量問題的太原宣言》，與會的71位學(xué)術(shù)專家和機構(gòu)代表就改善水質(zhì)、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。對于已經(jīng)受到污染的土壤，可以用植物來進行環(huán)境修復(fù)?！膀隍疾菥褪且环N修復(fù)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?！耙簿褪钦f，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”。之后，將種植的蜈蚣草收獲并進行安全處理后，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(xiàn)砷污染，需要及時的治理，以防止出現(xiàn)更大范圍的危害，以保障廣大人民群眾的生命健康安全。砷污染治理的方法主要有化學(xué)方法、物理方法和生物方法：

化學(xué)方法：是指用化學(xué)試劑使砷變?yōu)槿梭w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)，將砷沉淀，然后對廢渣進行處理，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(jié)沉淀等。

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(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種蕨類植物可吸收污染土壤中的砷。2

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

吳俊文 - 博士 - 廈門大學(xué)