化学污染：原因，后果，实例 - 环境

该化学污染是引入能够改变它的质量造成负面影响的化学物质的环境。污染物本身可以是有毒的，也可以与环境中的其他物质发生反应并改变其性质。

化学污染物可以是有机和无机来源的固体，液体和气体。其作用范围和作用水平取决于许多因素，其中包括其溶解度和反应能力。

水的化学污染。资料来源：https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Discharge_pipe.jpg

天然或人工来源的化学物质都会引起这种污染。处理环境化学污染的主要兴趣与化学物质对环境的人为贡献有关。

化学污染的来源多种多样，包括家庭，商业，运输，工业，采矿和农业活动。

化学污染被认为是对地球生命的最严重威胁之一。许多化学污染物对野生生物和人类有毒，其他化学污染物则改变了水，空气和土壤的特性。

由化学污染引发的某些过程非常严重，例如全球变暖。另一个严重的问题是重金属释放到环境中。

全世界有许多化学污染的例子，例如没有水生生物的波哥大河（哥伦比亚）河段或墨西哥湾的死区。

至于对特定生物群的影响，有两栖动物种群减少的情况。另一个例子是化学污染对食品质量和公共卫生的影响。

一个著名的例子是汞泄漏在日本水am湾对鱼类和贝类的污染。这导致了儿童神经系统综合征（水am病）的流行病表现和成年人的严重病情。

化学污染的解决方案多种多样，包括预防，恢复或补救。预防需要实施新的生态友好型经济和社会发展模式。

为此，有必要控制各种形式的化学废物，固体废物，气体排放以及城市和工业废水。

根据污染物的性质和环境，可以使用各种技术替代方法来补救化学污染。通过去除或阻挡污染物，或通过化学手段中和或降解污染物，进行物理修复。

特点

路易斯安那州（美国）的油污染。资料来源：美国海岸警卫队

-化学污染物

它是导致某种环境系统的平均化学组成发生偏差或改变的任何物质。这种改变从数量或质量上影响了环境给人类带来的利益。

-溶解度

每种化学污染物都基于其溶解度对特定介质具有优越的亲和力。例如，二氧化碳主要影响大气，而溶于脂肪和有机溶剂的有机氯（DDT）则在生物体内积累。

-污染物的性质

有有机化学污染物，例如大多数农药，二恶英和碳氢化合物。其他化学污染物是无机的，重金属也是如此。同样，某些污染物像许多洗涤剂一样具有混合特性。

化学性质

每种化学污染物的作用方式和作用随其化学性质而变化。它们的分子结构决定了它们的亲和力和反应能力。

-化学污染物的影响

有毒和生物蓄积性

化学污染物可能是直接有毒的，通过影响细胞，组织或器官而造成伤害或死亡。这种效应可能是累积性的，并发生在个体和营养链中（生物蓄积）。

他们改变了生态过程

一些污染物通过改变生态过程发挥作用，例如产生富营养化的有机营养物。水体中营养物质的增加导致藻类和细菌的种群爆炸，从而影响水中的氧气含量。

混合效果

某些化学药品（例如磷酸盐洗涤剂）具有毒性并引发生态过程（例如富营养化），因此具有双重作用。

原因

-城市

废水

现代城市在家庭和工作场所都使用多种化学物质。其中大多数最终成为污水处理系统中的废物或转移到大气中。

城市中的每个家庭都在其污水中掺入了清洁剂，油脂，消毒剂和有机废物（包括食物垃圾和人类排泄物）。在工作区域中还产生了用于打印机，文具和其他对环境有贡献的化学物质的一次性墨盒。

加纳沿海的塑料污染。资料来源：Muntaka Chasant

固体垃圾

在城市中心，尤其是在人满为患的大城市中，会产生大量垃圾。如果这些废物没有得到适当的管理，它们可以将污染性化学品混入环境中。

-交通

城市和城市间交通

机动车将气体，燃料残留物，油脂排放到环境中。这些会产生大量的二氧化碳（CO2）和一氧化碳（CO），氮氧化物，二氧化硫，铅和其他元素。

一氧化碳即使在少量和少量的情况下也是一种剧毒气体，在环境中会被氧化形成CO2。

水上运输

货运和捕鱼船队用痕量的燃料，石油和有机废物污染了水域。一个相关的案例是石油的运输，因为事故定期发生，油轮泄漏出海。

-工业

冶金行业

该行业在其冶炼炉中消耗大量能源，释放出温室气体。另外，生产废料会在其废水中产生重金属。

纺织工业

它是污染最严重的行业之一，因为它在其过程中使用各种化学物质并产生大量废物。在中国纺织业的排放物中已检测到诸如氯化苯胺，全氟辛酸和氯硝基苯之类的产品。

这些物质对水生生物有负面影响，其中一些具有致癌性。

造纸业

纸张漂白过程使用氯气，并产生二恶英，汞和其他污染物。

热电行业

大部分的CO2空气污染来自热电行业的燃煤。通常，该过程是环境汞和重金属的主要来源之一。

制药业

最近，在环境中发现了新的污染物质，称为新兴污染物。其中包括人类使用的药物和用于动物健康的药物。

这些产品作为制药行业的废物，医疗废物或使用寿命已到期的产品进入环境。

-石油和副产品

石油生产

常规的石油生产会产生所谓的钻探或提取泥，其中充满了化学污染物。主要化学污染物是碳氢化合物和重金属。

压裂或水力压裂等用于提取天然气和残油的现代技术尤其污染。用于溶解岩石和促进提取的600种不同化学品污染土壤和水。

精炼及其衍生品

炼油会在整个过程中以残留物的形式产生化学污染，尤其是碳氢化合物和重金属。后来，生成的产品也最终污染了环境。

-采矿

采矿是使用汞和砷等化学污染物对环境造成最不利影响的活动之一。

黄金开采

在露天金矿中，砷与水力压裂工艺一起使用，将金与岩石分离。它结合了砷和其他重金属，这些金属和重金属从破碎的岩石释放到土壤和水中。

-农业和育种

集约农业

现代农业使用大量的化学物质，例如肥料和杀虫剂。超过40％的施用肥料未被植物使用，并被淋滤到水源中。

肥料提供亚硝酸盐，硝酸盐和重金属，例如在有机磷酸盐肥料的情况下提供镉。关于农药，农业使用各种污染化学物质，例如除草剂，杀虫剂，杀螨剂和杀真菌剂。

配种

集约化动物生产系统主要贡献有机废物，包括排泄物和动物遗体。在这方面污染最严重的系统之一是养猪生产。

主要化学污染物

-工业和燃烧气体

二氧化碳（CO2）

它是有机物质或化石燃料燃烧以及有氧呼吸过程中的副产品。在呼吸和燃烧中，碳与氧气反应并以气体形式释放。

尽管它不是有毒气体，但对大气有大量负面影响。到达平流层后，它会破坏负责过滤紫外线的臭氧层（O3），从而导致全球变暖。

它还经过光化学反应生成碳酸（H2CO3），并与水以酸雨的形式沉淀。

二氧化氮（NO2）和一氧化二氮（NO）

氮氧化物（NOx）是从自然（火山喷发）和人为来源产生的。后者包括化石燃料的燃烧和固体废物的燃烧。

进入对流层后，氮氧化物与水蒸气，OH自由基和对流层臭氧（O3）反应生成硝酸（HNO3）。该酸随后与雨水一起沉淀，形成所谓的酸雨。

二氧化硫（SO2）

二氧化硫的主要人类来源是煤的燃烧，特别是在热电厂中。SO2也是对流层光化学反应的一部分。

该物质可与OH，HO2，CH3O2自由基，水，臭氧，过氧化氢（H2O2）和金属氧化物反应。结果是通过与雨水一起沉淀形成硫酸（H2SO4），这是酸雨的一部分。

至于对公众健康的影响，二氧化硫从根本上影响呼吸系统。

- 重金属

尽管有多种重金属充当化学污染物，并且有多种人类活动产生这些重金属，但最相关的是：

铅

它用于制造管道，电池，玻璃，作为防辐射屏障和许多其他用途。直到1985年，它都是汽油的抗爆成分，目的是提高辛烷值（四乙基铅）。

它也是油漆中的一种成分，因此旧建筑物及其碎片是铅污染的来源。另外，作为土壤污染物的铅被农作物吸收，并被人体吸收。

空气中的污染物颗粒可能被吸入并引起人体铅中毒。它会导致儿童发育迟缓和成人神经系统问题。

汞

它是许多常用化合物（如杀真菌剂和油漆）中存在的元素。但是，环境汞生产的最大来源是燃烧煤炭作为燃料。

它也用于采矿中提取某些金属，例如金。它是一种剧毒的生物蓄积性化合物，可影响神经系统和内分泌系统。

镉

该化合物在自然界中没有以游离形式存在，但在人类冶炼金属（铜，锌）时会释放出来。它也从化石燃料（煤，石油衍生物）排放到环境中。

它也用于电池和PV塑料的制造以及磷酸盐肥料。镉污染土壤和水，并被栽培植物吸收和积累。

例如，受镉污染的土壤会污染可可，然后再转化为巧克力。

砷

砷对土壤和水的污染可能来自自然或人工来源。后者包括采矿，药品，漆和清漆，陶瓷和其他产品。

砷是一种剧毒的生物蓄积性化合物，会引起神经问题，肾脏疾病甚至死亡。

-农药

它们是明确配制用于对抗杂草或害虫的化合物。这包括大量不同性质的有机和无机化合物。

它包括杀虫剂（与昆虫作斗争），杀螨剂（对螨虫），杀真菌剂（病原性真菌）和除草剂（对杂草）。在细菌感染中使用抗生素。

除草剂

例如，在棉（巴巴棉）上，进行了多次飞机飞行，以喷洒不同的产品，包括除草剂和杀虫剂。全世界生产的农药中有10％用于这种作物。

杀虫剂

杀虫剂对它们所影响的昆虫的类型不是很有选择性，因此最终导致对作物附近地区生物多样性的严重破坏。实际上，当今严重的问题之一是由于农药的作用，导致蜜蜂（授粉媒介）和其他膜翅目昆虫数量减少。

-洗涤剂和表面活性剂

这些产品经过合成，可以消除脏衣服，厨房用具，地板或任何需要清洁的物体上的脂肪和其他化合物。在家庭和工作场所中，它们以不同的表示形式和方式使用。

它们旨在破坏不同物质的表面张力和化学键。一旦达到目的，它们通常会排入下水道，如果废水处理不当，则会去水源。

影响力

一旦进入自然环境，它们就会影响生物膜，从而减少有益水生微生物的种群。这改变了营养链，因为这些微生物充当了杀真菌剂和分解剂。

它们还影响鱼类和两栖动物，导致成鱼的t和death死亡或变形以及成年人的皮肤病。

-油脂

生产动物和合成脂肪以及植物和合成油。这些产品可用于各种目的，例如烹饪和用于润滑机器的药用。

因此，它们形成了阻碍气体交换并影响水氧化的连续表面层。另外，通过浸渍鸟类的羽毛，它消除了其隔热效果并导致死亡。

-二恶英

它们是通过各种方法生产的，尤其是在氯的介入下燃烧的情况下。石油产品的燃烧是二恶英的另一个重要来源，尤其是垃圾填埋场中塑料废物的燃烧。

后果

-大气干扰

全球暖化

人类活动产生的二氧化碳，氮氧化物，二氧化硫，甲烷等气体会产生温室效应。在某些情况下，它们破坏了负责减少紫外线辐射渗透的臭氧层。

此外，它们还防止长波热辐射进入太空。结果是，自工业革命以来，行星的平均温度逐渐升高。

酸雨

酸沉淀是由对流层中产生的酸掺入雨水中引起的。pH值低于5.6的降水会酸化影响农业以及水体的土壤。

在某些情况下，土壤酸化会释放铝，铝可用于植物并具有毒性。该化合物也被带入水体并影响水生动物。

-生态系统退化和生物多样性丧失

水生生态系统

河流，湖泊，海洋越来越受到化学污染的影响。重金属，石油，释放二恶英的塑料，携带有机和无机物质的未经处理的废水污染了水域。

化肥和农药会产生富营养化过程并产生死区。

陆地生态系统

土壤和水的化学污染会影响植物，并通过营养链传播到整个生态系统。杀虫剂减少了自然昆虫的种群，酸雨影响了两栖动物等敏感群体。

生物蓄积

生物蓄积是指可溶于有机化合物的化学物质，当被动物消耗时会在组织中累积。在食物链中，这意味着毒素浓度呈指数增长。

例如，昆虫会消耗经过除草剂处理的叶子，并在体内积聚分子。然后，青蛙会消耗许多昆虫，从而积累了更多的毒药。

最终，猛禽消耗了数只青蛙，达到了更高浓度的有毒分子。

一些易于生物富集的化学物质包括除草剂（DDT，异狄氏剂，对硫磷等），阻燃剂（PBB，PBDE），汞和其他重金属。

-减少粮食产量和质量

食品生产

当土壤被污染时，劣质作物的产量或产量将减少。食用这些蔬菜时，用受污染的水浇水会严重危害健康。

渔业和其他海洋及河流产品受到水化学污染的严重影响。鱼类种群在减少，甲壳类，双壳类和软体动物也在减少。

食物污染

由于农用化学品处理不当或在食品制备和处理过程中，食品的化学污染可能起源于田间。

通过将植物产品吸收到受污染的土壤中，植物产品可能会被重金属污染。养殖动物的组织中可能含有生物蓄积性化学污染物。

鱼类和甲壳类动物等海洋食品可能被汞污染。

在准备食物的过程中，清洁产品会发生化学污染或使用过多的防腐剂。已经指出，一些塑料容器可以将二恶英掺入它们所容纳的液体中。

-饮用水减少

饮用水是一种日益稀缺的资源，因此必须保证其质量。化学污染严重影响可能对人类有毒的水质。

水被重金属，清洁剂，碳氢化合物或其他有毒物质污染，使其无法使用。另一方面，水净化以去除有毒污染物的成本很高。

-公共卫生问题

大多数化学污染物都会对人类或宠物造成健康问题。在某些情况下，例如摄入砷或汞，后果可能是致命的。

例子

-河流和海洋的死区

水的化学污染产生各种过程，最终导致大面积的生命丧命。

一个因素是某些无机化学药品（如重金属，阻燃剂或清洁剂）的直接毒性。另一个因素是由于有机化合物的引入而引起的富营养化。

例如，波哥大（哥伦比亚）之类的河流绵延无人。这是由于未经处理的城市和工业废水造成的化学污染。

在密西西比河河口的墨西哥湾大片地区也发生了同样的情况。在这种情况下，由于大量肥料和农药残留的贡献。

-化学污染和两栖动物

问题

几十年来，一直有两栖动物种群减少的警告，特别是蟾蜍和青蛙。这种现象伴随着动物先天性畸形的出现。

影响两栖动物的可能原因之一是其栖息地的化学污染。据估计，约有17％的两栖动物受到化学污染的威胁。

生理基础

两栖动物极易受到空气和水中污染物的影响，这主要是由于它们的皮肤呼吸。即，这些动物通过其皮肤进行氧交换，这对化学物质的刺激作用高度敏感。

-水am病（日本）

在1932年至1968年之间，Chisso公司使用氯化汞作为催化剂生产乙醛和氯乙烯。该公司未经适当处理就将废水排入海中。

水am病（日本）。资料来源：http://en.wikipedia.org/wiki/User:Bobo12345

水am湾的居民食用了该地区受污染的鱼，并在体内积聚了汞。在20世纪50年代，在水am沿海地区发现了儿童神经综合症。

调查表明，造成这种状况的原因是摄入了被汞污染的鱼和贝类。

汞影响怀孕的母亲，使儿童产生不可逆的神经系统疾病。到2009年，已查明10,000多起案件和2,271名受害者。

从此案中产生了《水am协定》，这是一项防止汞对环境造成污染的国际协定。

-其他汞污染案例

还发生了其他流行的汞污染病例。在日本（1965年），由于另一家乙醛生产公司的废物倾泻到了阿贺野河（690名受害者）。

在加拿大（1862-1970年），一家纸浆厂在一个原住民城镇（Grassy Narrows）产生了汞排放并造成了中毒。在伊拉克（1970年），约有10,000人因食用甲基汞处理过的小麦而死亡，另一些人脑部受伤。

解决方案

-预防

防止化学污染物向环境中的排放是解决化学污染的首要措施。这涉及包括教育，法律和技术方面在内的复杂措施计划。

良心与法律

有必要提高对化学污染，其原因，后果和解决方案的认识。另一方面，需要有足够的法律命令来限制和制裁污染物的排放。

技术要素

有必要制定一项以减少，再利用和再循环为原则的废物管理计划。这意味着提高工业流程的效率和可持续发展方式。

有多种技术替代方法可以过滤排放的气体，适当的工艺废水和固体废物。

-恢复

一旦发生化学污染，有必要采取恢复或补救措施。使用的技术将取决于化学污染的性质和受污染的环境。

空气污染

除密闭区域外，没有有效的污染空气补救措施。在这种情况下，只能消除污染源，从而使生态系统本身能够自我调节。

水污染

可以通过处理厂净化被污染的水，目前正在应用纳米技术（纳米气泡）来净化水。

土壤污染

土壤也可以进行物理和化学恢复过程。这些可以在现场使用，也可以通过将土壤团块移至适合其的地方来使用。

参考文献

Alhajjar BJ，Chesters G和Harkin JM（1990）。化粪池系统化学污染指标。地面水，28：559-568。
BarcelóLD和MJLópezde Alda（2008）。水的污染和化学质量：新兴污染物的问题。水新文化基金会，水政策科学技术监督小组。塞维利亚大学环境部协定。第26页
Bejarano-GonzálezF（2015）。全球化学污染。生态学家38：34-36。
Bellos D和Sawidis T（2005）。皮尼奥斯河（塞萨利亚-希腊）的化学污染监测。环境管理杂志76：282–292。
ELIKA（2017）。食物污染的类型。巴斯克食品安全基金会。5页
类似于GE，CT Driscoll和DC Buso（1996）。酸雨的长期影响：森林生态系统的响应和恢复。科学272：244-246
洛佩斯·萨迪（López-SardiE.）化学与环境。巴勒莫大学。阿根廷。https://www.palermo.edu/ingenieria/downloads/CyT5/CYT507.pdf
Reza R和G Singh（2010）。重金属污染及其对河水的标引方法。国际环境科学与技术杂志7：785–792。
Travis CC和Hester ST（1991）。全球化学污染。环境科学与技术25：814–819。

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