概述
copper pollution; pollution by copper
指 銅(Cu)及其化合物在環境中所造成的污染。
主要污染來源是銅鋅礦的開採和冶煉、金屬加工、機械製造、鋼鐵生產等。
冶煉排放的煙塵是大氣銅污染的主要來源。
電鍍工業和金屬加工排放的廢水中含銅量較高,每升廢水達幾十至幾百毫克。
含銅廢水灌溉農田,使銅在土壤和農作物中累積,會造成農作物尤其是水稻和大麥生長不良,污染糧食籽粒。
灌溉水中硫酸銅對水稻危害的臨界濃度為0.6mg/L。
銅對水生生物的毒性很大,在海岸和港灣曾發生銅污染引起牡蠣肉變綠的事件。
地殼中銅的平均豐度為55ppm。在自然界中,銅主要以硫化物礦和氧化物礦形式存在,分布很廣。
銅是生命所必需的微量元素,但過量的銅對人和動、植物都有害。
世界銅的年遷移量為:岩石風化20萬噸,河流輸送11萬噸,人工開採619萬噸,礦物燃料燃燒過程中排放4600噸。
對銅污染還缺乏系統的研究。
對大氣的污染
冶煉過程中,銅及其化合物的煙塵隨煙道氣進入大氣,造成污染。1969年,美國統計各種工業向大氣排放的銅為13680噸,其中銅礦石冶煉排出的約占64%,鋼鐵生產排出的約占20%。大氣中銅的含量在歐洲為340纖克/米3,北美為 280纖克/米3,南極為0.036纖克/米3。
對水體的污染
銅的化合物以一價或二價狀態存在。在天然水中,溶解的銅量隨pH值的升高而降低。pH值6~8時,溶解度為50~500微克/升。pH值小於7時,以鹼式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]的溶解度為最大;pH值大於7時,以氧化銅 (CuO)的溶解度為最大,此時,溶解銅的形態以Cu2+,CuOH+為主;pH值升高至8時,則Cu(CO3)卆逐漸增多。水體中固體物質對銅的吸附,可使溶解銅減少,而某些絡合配位體的存在,則可使溶解銅增多。世界各地天然水樣品銅含量實測的結果是:淡水平均含銅 3微克/升,海水平均含銅0.25微克/升。
在冶煉、金屬加工、機器製造、有機合成及其他工業的廢水中都含有銅,其中以金屬加工、電鍍工廠所排廢水含銅量最高,每升廢水含銅幾十至幾百毫克。這種廢水排入水體,會影響水的質量。水中銅含量達0.01毫克/升時,對水體自淨有明顯的抑制作用;超過 3.0毫克/升,會產生異味;超過15毫克/升,就無法飲用。若用含銅廢水灌溉農田,銅在土壤和農作物中累積,會造成農作物特別是水稻和大麥生長不良,並會污染糧食籽粒。灌溉水中硫酸銅對水稻危害的臨界濃度為 0.6毫克/升。銅對水生生物的毒性很大,有人認為銅對魚類毒性濃度始於0.002毫克/升,但一般認為水體含銅0.01毫克/升對魚類是安全的。在一些小河中,曾發生銅污染引起水生生物的急性中毒事件;在海岸和港灣地區,曾發生銅污染引起牡蠣肉變綠的事件。
對土壤的污染
土壤中正常含銅量為每公斤2~200毫克。中國土壤含銅量是每公斤3~300毫克,平均值為每公斤22毫克。銅可在土壤中富集並被農作物吸收。在靠近銅冶煉廠附近的土壤,含有高濃度的銅。岩石風化和含銅廢水灌溉均可使銅在土壤中積累並長期保留。德意志聯邦共和國一些銅冶煉廠附近,土壤含銅量為正常土壤的3~232倍。在銅污染的土壤生長的植物,含銅量為正常植物的33~50倍。
灌溉過程以及硫酸銅殺蟲劑等農藥的施用也使一部分銅進入土壤和植物體內。 銅在植物各部分的累積分布多數是根>莖、葉>果實,但少數植物體內銅的分布與此相反,如叢樺葉則是果>枝>葉。水生生物可以富集銅,通過食物鏈的富集,最終使大量銅進入人體;農作物可通過根吸收土壤中的銅,其中一部分也可經食物進入人體。當銅在體內蓄積到一定程度後即可對人體健康產生危害。
環境標準
中國規定,工業廢水中銅及其化合物最高容許排放濃度為1毫克/升(按銅計);地面水最高容許濃度為0.1毫克/升;漁業用水為0.01毫克/升;生活飲用水的銅濃度不得超過 1.0毫克/升。蘇聯規定近岸海水銅的最高容許濃度為 0.1毫克/升。美國規定灌溉水含銅容許濃度為0.2毫克/升;車間空氣中含銅容許濃度為0.2毫克/米3(8小時平均值)。