重金属指原子序数在21~83之间的金属或相对密度大于4的金属,微量时有益于微生物、动植物及人类,浓度超过一定值后,即会产生毒害作用,特别是汞、镉、铅、铬、砷以及它们的化合物,称为五毒。
1.铬(Cr)铬有三价与六价之分。
三价铬(Cr3+)是生物必需的微量元素,有激活胰岛素的作用,但如积存在肺里,则对肺有损害。与六价铬相比,三价铬优点如下:
(1)毒性是六价铬的1%。
(2)镀液中含铬量约为铬酸液含铬量的1/7。
(3)硬度较高,力学性能优良,分散能力和覆盖能力远远高于六价铬,沉积速度是六价铬电镀的两倍。主盐是氯化铬或硫酸铬,络合剂为甲酸、乙酸、苹果酸等有机酸。
三价铬缺点如下:
(1)对金属杂质比较敏感。
(2)镀液成分复杂,稳定性差。
(3)在阳极产生的六价铬离子会严重影响镀层质量,以至完全不能镀出合格产品。
(4)镀层为不锈钢色泽,但随时间加长或镀层变厚,镀层光泽变暗,不像六价铬镀铬白里带青的颜色。
(5)镀液含氯化物,会产生氯气,虽然采用多孔隔膜或添加某些化学试剂可以抑制氯气的排放,但仍需通风设备。
这些缺点制约了三价铬电镀的推广。(www.daowen.com)
六价铬(Cr6+)对人体危害较大,六价铬的毒性是三价铬的100倍,可在人、鱼和植物体内蓄积。
(1)对皮肤有刺激和过敏作用。手、腕、前臂、颈部接触铬酸雾、铬酸盐会出现皮炎,六价铬经过伤口和擦伤处进入皮肤,会引起铬溃疡(铬疮),愈合后会留下界线分明的圆形萎缩性疤痕。
(2)损坏呼吸系统。长期吸入铬雾,首先会引起鼻中隔出血,导致鼻中隔黏膜糜烂,鼻中隔变薄,最后出现穿孔;其次会造成咽喉充血,引起萎缩性咽喉炎。初始症状有打喷嚏、流鼻涕、咽喉发红、支气管痉挛、咳嗽头痛,能导致支气管癌。
(3)损害内脏。六价铬进入消化道,会造成味觉和嗅觉减退以至消失,剂量小时也会腐蚀内脏,引起肠胃功能降低,出现胃痛,甚至肠胃道溃疡。
电镀及电镀废水处理中,要防止铬雾的形成,如无法避免,则要有与人体隔离的措施。
水中含铬在1mg/L时,可刺激作物生长;1~10mg/L时,作物生长缓慢;100mg/L时作物几乎停止生长。废水中含有铬化合物时,会降低废水生物处理的效率。微溶于水的六价铬盐,还具有致癌作用。
镀铬用的化工原料是铬酐,在废水中随pH值不同,以CrO42-和Cr2O72-两种六价铬形式存在。
2.镍(Ni)镍进入人体后主要存在于脊髓、脑及五脏中,以肺为主,毒性主要表现在抑制酶系统。误服大量的镍盐时,可产生急性胃肠道刺激现象,发生呕吐、腹泻,严重时会引起酶系统中毒,甚至危及生命。皮肤过敏的人长期接触镍盐先是发痒,继而产生皮疹,出现溃疡。
3.铜(Cu)铜是生命所必需的微量元素之一,但过量的铜对人、动植物都有害,铜中毒时会引起脑病、血尿腹痛和意识不清等。接触高浓度铜化合物时,可发生皮炎和湿疹;眼睛接触铜盐,可发生眼睑水肿,严重者可发生眼混浊和溃疡。镀液中主要以硫酸铜、焦磷酸铜、氰化亚铜等形式存在。水中铜含量达到0.01mg/L时,对水体的自然净化有明显的抑制作用,如含铜废水进入农田后,铜会被植物吸收,造成生长不良,并会污染作物籽粒。铜也会在土壤中富集,使土质恶化。
4.锌(Zn)锌是人体必需的微量元素之一,正常人每天从食物中吸入锌10~15mg,贮存在肝里,形成锌硫蛋白,供给人体肌体生理反应所需的锌。但误食过量的锌会引起急性肠胃炎症状,如恶心、呕吐、腹痛、腹泻、偶尔腹部绞痛,同时伴有头晕、周身乏力;误食氯化锌会引起腹膜炎,导致休克、死亡。用含锌废水灌溉农田,使土壤中细菌数减少,微生物作用减弱。锌在电镀行业中是使用最多的金属之一,以氧化锌、氯化锌、硫酸锌等锌盐配入镀液。
5.镉 镀镉层具有许多优良性能,在宇航、船舶、仪表行业应用较多。镉在人体内形成镉硫蛋白,通过血液到达全身,并有选择地蓄积于肾脏、肝脏中,造成骨质疏松、萎缩,并可引起贫血。可使温血动物和人的染色体发生畸变。镉在人体中的生物半衰期很长,可达10~25年,体内积累的镉代替了骨骼中的钙而使骨质变软,患此病者营养吸收困难,最后发生废用性萎缩,并发肾功能衰竭和其他感染等合并症而死亡。
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