水体铅污染致病风险与处理技术

□衡银亮（驻马店市板桥水库管理局）

0 引言

近来，随着水体污染的加剧，河南省乃至我国相当一部分江河、湖泊、水库以及地下水的水体遭到污染，由此引发的病人急剧上升。2009年8月陕西省凤翔县长青镇发现731名儿童中有615名被检出血铅超标，其中166名被送住医院救治，事因主要为驻地一家冶炼公司冶炼铅锌矿石所致。2010年3月，四川省内江市隆昌县渔箭镇出现血铅含量异常49人，其中儿童47人、成人2人。加之前后出现的其他地方类似铅中毒事件，不由引起了社会各界对铅污染危害的极大关注，同时也引起了业内人士对铅污染处理技术的探讨。

1 铅的性质

铅（Pb）是地壳中含量较多的重金属元素，其元素丰度为13mg/kg，占第35位。地壳中的铅主要存在于花岗岩、片岩和页岩中，主要矿物有方铅矿（PbS）及受变质作用而形成的白铅矿（PbCO3）、硫铅矿(PbSO4)、磷氯铅矿[Pb4(PO4·AsO4)3Cl]、砷铅矿[Pb5(AsO4·PO4)3Cl]。单质铅是淡黄带灰的柔软金属，切削面有金属光泽，但在空气中能很快被氧化而在表层产生暗灰色的氧化膜。铅是除金和汞之外常见金属中最重的金属，它容易机械加工、熔点低（327℃）、密度大、又能抗腐蚀，可用来生产铅酸蓄电池、焊料、合金、电缆包皮、颜料、防锈剂、军火、釉料以及塑料稳定剂等。

铅在活泼性顺序中位于氢之上，能缓慢溶解在非氧化性稀酸中，也易溶于稀HNO3中，加热时能溶于HCl和HSO4。在有氧条件下还能溶于乙酸，所以常用乙酸浸取处理含铅矿石。铅可生成+2和+4价态化合物。铅的无机化合物有PbO、PbO2、Pb（OH）2、PbCO3和Pb3（PO4）2等，大多数铅盐均难溶或不溶于水，但均溶于稀硝酸；铅的有机化合物数量不多，有代表性的是四乙基铅。四乙基铅为无色透明的液体，不溶于水，但溶于有机溶剂、脂肪及类脂肪中，故可经皮肤吸收。

铅是一种严重的环境毒素和神经毒素，具有很强的蓄积性，对人体毒害很大。饮用水中铅的来源主要有4种途径：一是含铅岩石（如内生的方铅矿PbS，外生的铅矾PbSO4、白铅矿PbCO3等）和土壤中溶出的天然水体；二是散发于空中的铅尘通过污染雨、雪所形成的降水；三是含铅工业排放水和含铅农药；四是含铅管材制作的供水管道通过弱酸性的水而导致铅的缓慢溶解进而污染水体。

2 铅污染对人体健康的影响

进入人体的铅可经过消化道、呼吸道、皮肤吸收后而转入血液，然后与红血球结合再输送到全身（约90%贮存于骨骼中，其余分布于肌肉组织、神经系统及肾脏中）。铅中毒的主要症状是：一是急性中毒症状有腹绞痛、呕吐、腹泻、便秘、铅线、昏睡、迟钝、注意力不集中、失去记忆、幻觉、易动怒、烦燥不安、中毒性脑炎、周围神经炎、肌肉震颤、痉挛等；二是慢性中毒症状有食欲不振、贫血、手腕麻木、关节痛、疲劳、失眠、昏迷、脑症、易激动、神经衰弱、肝肾损伤、心血管小动脉硬化以及男女生殖功能异常等。这些症状涉及到人体组织、胃肠、肾脏、血液与神经系统。儿童体内铅的吸收率比成年人高4倍（成人吸收率为10%，而1～3岁幼儿的胃肠对铅的吸收率为50%左右），一旦中毒，除上述症状外（多呈慢性症状），还将根据中毒程度，即不同的血铅浓度水平而影响儿童的生长发育和智力以及学习记忆等健康功能（铅还能透过母体胎盘，侵入到胎儿体内，特别是侵入胎儿的脑组织内，危害胎儿健康），有研究资料认为儿童体内血铅水平每增加100μg/L，智商就会平均降低4～6分。表1列出不同血铅水平对应生理、病理情况参考。

表1 不同血铅水平下儿童神经、血液系统的改变表

铅中毒不容小视，铅危害影响至深。古今中外，铅中毒不乏其事，如我国古代君王吃食所谓的长生丹药致死，实际上是服用了过量的铅的缘故；古罗马贵族、富豪用铅管导水并喜爱用铅制器皿作盛器，结果造成大量铅物质进入人体，引起慢性中毒，最终导致了罗马帝国的中途衰亡；另外，据美国芝加哥健康研究所用4年时间对1827年去世的贝多芬（时年57岁）的头发化验、研究情况，发现这位世界著名作曲家的头发中铅含量是健康人的100多倍，由此断定贝多芬也是死于铅中毒。前史之鉴，当以为戒，现今人们对铅污染是十分敏感和重视的，我国卫生部2001年发布的《生活饮用水水质卫生规范》就对原《生活饮用水卫生标准》规定的铅在饮用水中的限值进行了修订，由0.05 mg/L修订为0.01mg/L，GB5749-2006规范仍继续明确铅含量限值为0.01mg/L。

3 水体铅污染处理技术

3.1 不同生产企业工业废水中铅的含量

大多数工业废水中的铅是以无机的颗粒态或离子态存在的。但从烷基铅生产工厂排出的废水中含有很高浓度的有机铅化合物，对这种废水的处理，在技术上是有一定难度的。表2列出一些主要工业废水的含铅水平值，以供选择处理方法时参考。

表2 不同生产企业工业废水中铅的含量表

3.2 水体铅污染处理方法

含铅废水的有效处理方法有沉淀法、混凝法、离子交换法等。应用沉淀法和离子交换法，处理效果都可达到99%以上。

3.2.1 沉淀法

从废水中沉淀Pb(OH)2的适宜pH值视废水种类而异，可在6.00～10.00范围之内。已经试验证实的理论最佳pH值为9.20～9.50。经沉淀处理后流出液中铅浓度为0.01～0.03mg/L，还可能从沉淀泥渣中回收铅。

除了用碱调节pH值，使废水中Pb2+呈Pb(OH)2沉淀外，其它的沉淀剂还有 Na2CO3、白云石（CaCO3·MgCO3）、Na3PO4等。在产生沉淀后，往往还能将颗粒状的铅也夹带沉下；如果在沉淀、沉降之外，再加上过滤操作单元，将会使除铅效果更好，例如将含铅废水流经事先焙烧处理过的白云石充填床层，就可同时产生沉淀和过滤的作用。用磷酸盐作沉淀剂时，常需要在pH值>7.00和3倍剂量沉淀条件下进行操作,这会引起处理后出水中含有相当多量的PO43-。

3.2.2 混凝法

在四烷基铅生产废水处理中，常用沉淀剂先除去其中无机铅，再用FeSO4或Fe2（SO4）3作混凝剂将其中含有的有机铅除去。由此得到的含铅泥渣可送至冶炼厂精炼回收铅。这种方法也适用于城市供水的处理。

3.2.3 离子交换法

这种方法已成功地用于从废水中除去无机铅和有机铅。例如对弹药生产厂的废水，先用沉淀法，使废水中含铅量从6.50 mg/L降到0.10mg/L，再用磷酸型树脂吸附处理后，使含铅浓度再进一步降到0.01mg/L以下。

[1]新华社.陕西凤翔确认615名儿童血铅超标[N].大河报,2009-8-14.

[2]陕西凤翔血铅中毒主污染源查明东岭集团为主因[N].中国新闻网,2009-8-16.

[3]内江隆昌49人血铅含量异常疑企业污染所致[N].中国新闻网,2010-3-11

[4]陈维杰,杨二.水致疾病风险与饮水安全技术[M].郑州,黄河水利出版社,2009.

[5]陈维杰,杨二.水质与致疾[M].郑州,黄河水利出版社,2010.