范雪琪 郭晋 钟志宏 万永清 刘昕昊

摘 要：随着我国工业化进程的不断加快，工业污染尤其是重金属污染对环境造成了极大的破坏，引起了我国乃至全球的高度重视。铬（Cr）具有高毒性、致癌性，给土壤、水资源、大气造成的污染在金属污染重尤为严重。加强铬污染的防御与治理应是环保部门及相关企业对铬污染防治管理的重中之重。本文論述了铬污染的来源以及对其危害的分析，分析Cr的存在形态、污染现状、迁移转化规律及调控措施。从而达到降低污染，保护环境的目的。

关键词：铬；污染现状及危害；预防及治理

一、引言

铬盐是重要的无机化物之一，是我国重点发展的一类化工原料，广泛应用于多种部门电镀、高级合金材料、印染、皮革、催化、香料、陶瓷、防腐、医药等，涉及国民经济商品品种的10%。我国每年对其的需求量为20多万吨。但其产生的铬渣又是最主要的重金属工业污染源之一，其中的六价铬具有很强的氧化性。可导致多种疾病，可以通过消化道和皮肤进入人体，分布在肝和肾中，或经呼吸道积存于肺部等。并且铬渣中六价铬具有水溶性，经雨水冲淋渗入土壤深入地下污染地下水，或直接流入河流污染水体。因此，铬渣的严重污染引起了全国乃至全世界的高度重视。

据调查，目前中国大大小小有30多家企业直接生产重铬酸盐，年生产能力超过30万吨，总产量居世界第一位。每生产1吨铬盐产品，但同时每生产1吨铬盐就会产生2.5--3吨铬渣。我国全国每年产生含铬的新生有毒废渣约75万吨，加之历年来堆存的铬渣累计不低于200万吨。任意排放和堆存铬渣，不仅占用大量土地，而且铬渣经雨水淋洗冲刷，含铬污水四处流溢，并下渗入土壤对河道、地下水造成污染。铬渣对人体和环境造成的危害已越来越大，引起人们对铬渣污染的广泛重视，开展其综合利用和污染治理意义重大势在必行。为此，本文主要论述了铬污染的来源、污染现状、对环境的危害、迁移转化规律及调控措施的可行性进行分析。以实现降低污染，保护环境的目的。

二、铬的简介

在大气、水体和土壤中均含有微量的铬。铬的价态很多，其中仅有三价铬与六价铬具有生物意义。铬是人体内必须的微量元素，它与脂类新陈代代谢有密切联系，可以增加人体内胆固醇的分解和排泄，是机体内葡萄糖能量因子中的一个有效成分。如果食物不能够提供足够的铬，人体将会出现铬缺乏症，影响脂类和糖类代谢。但若铬过量，则危害人体健康状态。铬价态不同，铬的吸收效率也不同，三价铬的胃肠道吸收比六价铬低，酸性条件下六价铬能恢复三价铬的胃肠道，铬的摄入会引起体内明显的积累。铬中毒主要是指六价铬。由于不同的侵入途径，临床表现不同。饮用含铬工业废水的饮用水会引起腹部不适、腹泻等中毒症状。铬是皮肤异常反应的过敏原，引起过敏性皮炎或湿疹。湿疹的特点大多是小的、裸的，表现出红斑、浸润、渗出、脱皮和一长时间的病程，并不能随着时间的推移而痊愈。通过呼吸进入，它可以刺激和腐蚀呼吸道，引起鼻炎、咽炎、支气管炎，甚至在严重的病例中甚至穿孔。

三、铬污染的迁移转换及检测方法

天然水中的铬的质量浓度一般在1～40 ?g/L之间，主要以Cr3+、CrO2-、CrO42-、Cr2O72- 4种离子形态存在，水中的铬主要由三价铬和六价铬组成。铬的存在直接影响其迁移转化规律。大多数三价铬被底部的泥浆吸收进入固相。六价铬在碱性水中稳定，在溶液状态下具有很强的迁移能力。因此，如果三价铬在水中的优势，可以在中性和弱碱性水解的水中，产生不溶的铬氢氧化物和水解或悬浮颗粒物质强吸附在沉淀物中。如果六价铬占优势，它大部分可溶于水。六价铬通常是三价铬毒性的100倍，但六价铬可以减少到三价铬，减少强度主要取决于做BOD5、COD、DO的值，DO的值越小，BOD5和COD值越高，还原性越强。因此，水中的六价铬可以先由有机物分解为三价铬，然后通过强吸附悬浮物质沉淀到底层颗粒中，这是水中六价铬的主要净化机制之一。

水体中铬的存在包括溶解态和颗粒态。水样以0.45μm滤膜过滤酸化后测定可得溶解态铬总量，其中，过滤后的水样未经酸化直接测得的具有电活性的游离及简单无机络离子称为很不稳定态，另一部分被称为配位状态，包括有机物质和胶体内络合弱介质不稳定状态，络合强慢不稳定状态而与水中有机物或胶体物强烈结合的是惰性状态。采用化学萃取法及其改进方法可将粒子状态铬的存在分为交换吸附在粘土矿物氢氧化铁、氢氧化锰或腐殖质组成，对环境变化最敏感的、有效的、最容易被生物体吸收的离子交换状态：在乙酸中溶解，环境变化特别是当pH值变化更容易释放回水中重金属碳酸盐即碳酸盐结合态；当与水合氧化铁和氧化锰结合时，它们中的一些会在环境发生变化时释放。重金属不能在水中被微生物降解，但只能在形态上进行转化、分散和富集。水中铬的迁移过程是水解、沉淀、络合、吸附和氧化还原。

四、铬污染防治的调控措施

（1）稀释法和换水法

（2）混凝沉淀法

（3）离子还原法和交换法

（4）离子交换法

（5）电修复法

（6）化学沉淀法

（7）氧化还原法

（8）电解法

（9）膜分离法：

（10）离子交换法：

五、土壤铬污染防治措施

（1）生物修复技术

（2）微生物修复技术

（3）动物修复

（4）植物修复技术

（5）生物处理法

六、铬污染防治的可行性及实用性

含铬废水的传统处理方法主要有化学沉淀、电沉积法、反渗透法、膜分离、电解、吸附法、离子交换法、物理化学法等。当水中的铬浓度较低且不具成本效益时，这些处理方法不能很好地去除。铬是环境中无处不在的元素。印染企业将含铬废水排入水中，污染水体，严重危害生态系统。天然水中的铬含量在1～40g之间，主要以CrO2、Cr3+、CrO42-和Cr2O72-离子的形式存在。因此，水中的铬主要由三价和六价铬化合物组成。铬的存在形态决定了其在水中的迁移能力。大多数三价铬被底部的泥浆吸收进入固相。六价铬在碱性水中相对稳定，在溶解状态下存在，迁移能力较弱。

七、总结

通过对当前我国铬染现状的分析，了解了我国铬污染分布为中部地区较为严重，可以看出我国铬污染情况较为严重。随着经济的发展，越来越多的工业企业为了减少成本，提高效益，而不按照规定将大量铬渣随意堆积，造成铬渣渗透至土壤进而污染地下水，对环境和人体造成了极大的危害，国家应加大管理强度，对违规企业加大惩罚力度，减少违规排放。

土壤重金属污染利用化学和物理化学方法进行修复，具有一定的局限性，大规模处理污染土壤，可导致土壤结构破坏、生物活性和土壤肥力退化。植物修复技术是一种新型高效的修复技术，具有良好的社会和生态综合效益，容易被公众所接受。因此，植物修复技术具有广阔的应用前景，也是未来田间土壤重金属污染修复的研究重点。因此，重金属污染是铬污染场地土壤中复杂的物理和化学过程，影响修复的因素很多。

由于水体铬污染也伴随着富营养的趋势，可以使用有机六价铬还原成三价铬，使用三价铬的沉积物吸附固相，降低铬的迁移，减少污染的扩散，然后，利用超富集植物从水生沉积物中铬植物，人工收获转移，用于提取重金属燃烧后，回收利用。因此，利用含铬的湿生植物修复铬污染水是一项很有前途的技术。

我国的污染问题不是一朝一夕就可以改善的，我们需要全国人民从自己做起，树立环保意识，共同保卫祖国。

作者简介

第一作者：范雪琪，中北大学朔州校区。

第二作者：郭 晋，中北大学朔州校区。钟志宏，中北大学朔州校区。万永清，中北大学朔州校区。刘昕昊，中北大学朔州校区。

（作者单位：中北大学朔州校区）