水污染背景资料

一、混凝土建筑物引起的水污染:

施工期,混凝土污染物存在于砂石料冲洗废水中的细砂、泥沙、悬浮物等,较易沉淀,直接影响水质,堵塞水流通道。混凝土养护废水pH值在12左右,直接排放影响河流水体PH值,影响水体生物生活状态。

混凝土在寒冷气候下浇注、养护需要添加防冻剂。早期的防冻剂多以氯化钠为主,在人们认识到氯离子对钢筋的锈蚀作用后,改以尿素作为防冻剂的有效成分。尿素在混凝土中水解,生成NH3和C02,氨(NH3)是一种无色而具有强烈刺激性臭味的气体,是一种碱性物质,氨气的溶解度极高,NH3+H2O=NH3*H2O。氨可麻痹呼吸道纤毛和损害黏膜上皮组织,使病原微生物易于侵入,减弱人体对疾病的抵抗力。氨被吸人肺后容易通过肺泡进入血液,与血红蛋白结合,破坏运氧功能。短期内吸人大量氨气后可出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、痰可带血丝、胸闷、呼吸困难,可伴有头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力等,严重者可发生肺水肿、成人呼吸窘迫综合征,同时可能发生呼吸道刺激症状;

混凝土中外加剂中的减水剂丙烯酸,低毒,有腐蚀性,甲基丙烯硫酸钠为强氧化剂,对人体有害,刺激眼睛,皮肤和呼吸系统,硫酸铵,对皮肤粘膜有刺激性和腐蚀性。易引起鼻炎、喉炎、气短和咳嗽等。眼、皮肤接触可引起强烈刺激、疼痛甚至灼伤。人体摄入后会引起腹痛、恶心和呕吐。长期皮肤接触可引起变应性皮炎。

混凝土工程中早强剂有以下几种:

强电解质无机盐类早强剂:硫酸盐、硫酸复盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氯盐等。硫酸盐对人体低毒,硝酸盐毒性较大,和胃里的盐酸左右,硝酸有强氧化性,亚硝酸盐被吃到胃里后,在胃酸作用下与蛋白质分解产物二级胺反应生成亚硝胺。胃内还有一类细菌叫硝酸还原菌,也能使亚硝酸盐与胺类结合成亚硝胺。胃酸缺乏时,此类细菌生长旺盛。故不论胃酸多少均有利于亚硝胺的产生。亚硝胺具有强烈的致癌作用,主要引起食管癌、胃癌、肝癌和大肠癌等。

水溶性有机化合物:三乙醇胺,甲酸盐、乙酸盐、丙酸盐等。三乙醇胺挥发性低,吸入性中毒的可能性小,但如沾染和接触本品,手和前臂的背面可见皮炎和湿疹。甲酸,又称作蚁酸。蚂蚁分泌物和蜜蜂的分泌液中含有蚁酸,当初人们蒸馏蚂蚁时制得蚁酸,故有此名。甲酸无色而有刺激气味,且有腐蚀性,人类皮

肤接触后会起泡红肿。

其他:有机化合物、无机盐复合物。有机化合物常会因为温度、细菌、空气或光照的影响分解变质,影响水质。水和无机盐能维持动物体内的渗透压平衡,都知道水是自由扩散无机盐是主动运输,无机盐能影响生物对水的吸收。如果细胞外面无机盐浓度太大则会使细胞失水而死,所以一般都说生理盐水的。当然某些无机盐也是必须矿质元素所以也能影响生物的生理活动。

水泥缓凝剂的主要成分为多羟基化合物、羟基羧酸盐及其衍生物、高糖木质素磺酸盐,对环境影响较小。

二、坝工防渗引起的水污染

防渗膜标准名称为聚乙烯土工膜,主要是乳白色半透明至不透明的热塑性树脂材料聚乙烯树脂制作而成。聚乙烯是高分子聚合物,是无毒、无味、无臭的白色颗粒,但聚乙烯正常的使用过程中发生微量的降解或者溶出,其可能的主要降解产物除了H2O和气态的CO、CO2以外,还可能会有小分子的单体,如丙酮、乙醛、乙醇、羧酸等,这些物质多属无毒但有部分是低毒性物质。即产物中存在毒性较高的苯等物质,对水资源产生不利影响。

沥青混合料作为防渗材料在水利工程中适用范围很广,可作为坝体防渗,渠道防渗,地下工程防渗,抽水蓄能电站蓄水池防渗,城市垃圾库防渗,海港防浪等防水和止水材料。沥青混凝土之所以能在大坝工程中广泛使用,是由于沥青混凝土的力学性能决定的,沥青混凝土是一种粘弹性材料,变形性能好,无接缝,有自愈能力及工程方量小等优点。但是,人们对沥青混凝土在热施工过程中对环境的影响以及长期浸泡在水中对地下水及水库水质的影响存在一定疑虑和担忧。

沥青按产品来源不同,可分为两大类:一种是石油沥青,一种是煤沥青。石油沥青是石油工业的副产品,当原油在炼油厂经过各种提炼后,其残留物经过蒸馏、氧化、沉淀、调配等各种工艺后,即可得到各种不同标号和性能沥青。石油沥青由多种复杂的碳氢化和物组成,构成的元素以碳氢为主,其他类元素含量很少。石油沥青通常分为四种组分,沥青质、饱和烃、芳香烃和胶质,四种组分均不溶于水。石油沥青不溶于水,化学性质稳定,与水不发生化学反应。实践证明石油沥青用做工程防渗材料对人体健康无害。因此,石油沥青用于水利工程防渗对水质不会产生污染。

煤沥青也称焦油沥青,是炼焦厂、煤气厂等工厂的副产品,是在煤、油母页岩、木炭、泥炭等材料在干馏过程中,其挥发物经过冷凝得到的黑色粘状液体,即为煤焦油,煤焦油经分馏加工后得到黑色固体即为煤沥青。煤沥青的游离碳含量偏高,在大气中不够稳定,含有少量的有毒物质,如酚、苯等物质。

三、防腐材料引起的水污染

材料与水环境之间的相互作用,不仅仅局限于环境对材料的腐蚀作用,材料腐蚀对水资源所造成的影响也不容忽视。美国、日本和欧洲多国在二十年前已经开始关注材料腐蚀产物对环境(土壤和水系)的污染作用,并进行了系统的观测和研究,取得了大量的数据和研究成果,这些成果不仅对学科建设的发展起到了极大的促进作用,而且也成为他们制定社会发展政策的基础和依据。

一直以来,我国腐蚀工作者把重心放在了材料在不同环境中的腐蚀机理与防护措施等方面的研究,环境工作者则更关注由于污水排放及事故泄漏造成的环境污染,使得由于腐蚀造成的环境污染成为研究的真空地带。开展材料腐蚀对我国水资源污染情况的调查,必将推动这一真空地带的研究进程。从选材及防护设计入手,减少腐蚀产物及废弃涂层可能造成的污染,进一步完善腐蚀科学与环境科学的交叉领域学科,填补我国在学科建设方面的空白。因此,全面了解现阶段我国材料腐蚀的现状及其对水资源的影响是关系到国计民生、经济可持续发展的大事。

开展材料在自然环境和工业环境中腐蚀(老化)现状及其腐蚀产物和传输的有害介质进入水环境中的方式、污染的表现形式及污染程度的调查工作,并结合环境科学、生物学探讨材料腐蚀对环境及生态体系的影响。在以上调查数据的基础上,开展科学分析与研究,探明材料腐蚀现状及其对我国水资源污染的基本情况,并开展相关对策研究,提出调查报告,为国家制定相关的政策、法规,为行业制定相关标准及规范提供科学依据。

目前内河船闸钢闸门防腐现状采用的防腐手段主要是涂层防腐,涂层保护主要是对金属表面进行涂漆、喷锌、喷铝等对金属进行物理保护,是让金属与电解质隔离开,以牺牲涂层对金属本体进行保护,从而达到保护金属腐蚀的目的。缺点是对施工环境要求比较高,施工工期长,污染环境,寿命较短,一般在3-10年,治标不治本。在我国水利工程中的金属结构中多采用油漆涂层和金属涂层及

喷锌层+油漆封闭进行防腐。外加电流阴极保护是电化学防腐蚀措施的一种,阳极布置合理,结构表面电位调节到合适的范围内,保护结构的效率高,是一个治本的方法。

(1)涂漆保护对水资源环境的有害物质

(一)甲苯、二甲苯

甲苯、二甲苯在溶剂分类中属中等毒性溶剂,对人体具有麻醉、刺激作用,高浓度时对神经系统有毒害作用,但在人体内残留毒性低,一般可经代谢排除。

(二)苯

苯属于剧毒溶剂,是一种气味芳香,易挥发的有机物,对人的神经系统有麻醉和刺激作用。少量的吸入也会对人体造成长期的损害。苯能在神经系统和骨髓内蓄积,使神经系统和造血组织受到损害,引起血液中白血球、血小板数减少,长期接触可引起白血病。

(三)乙二醇醚类溶剂

乙二醇醚类溶剂在体内经代谢后会形成剧毒的化合物,对人体的血液循环系统和神经系统造成永久性的损害,长期接触高浓度的乙二醇醚类溶剂会致癌。另外,乙二醇醚类溶剂会对女性的生殖系统造成永久性的损害,造成女性不育。

(四)TDI(中文名称为甲苯二异氰酸酯)

TDI具有低的蒸汽压,对人体眼角膜有强烈的刺激作用,造成眼部红肿。TDI经人体吸入后,会损害人体肝、肾功能,长期接触高浓度的TDI蒸汽会致癌

(五)重金属

重金属主要存在于色漆中,主要来源于色漆中的颜料部分。人体摄入重金属过多,会造成慢性中毒。重金属影响儿童的生长发育,特别对儿童智力发育造成不良影响,部分重金属可在脑部及内脏器官中残留,对肝、肾等造成永久性伤害。

(六)邻苯二甲酸酯类增塑剂

邻苯二甲酸酯类增塑剂是挥发性油漆中用量最大、用途最为广泛的增塑剂,此类增塑剂对成人健康没有明显的不良作用,但会对儿童的发育产生不良影响,主要是造成儿童性早熟。

(七)VOC

VOC即挥发性有机化合物,据不完全统计在我国油漆行业每年向大气排放约

300万吨有机挥发物,直接对大气环境造成污染,破坏人类生存环境,损害人体健康,造成巨大的资源浪费,与当今再生可持续发展的经济模式格格不入。

(八)甲醛

甲醛是一种刺激性气体,会损伤呼吸道及内脏。

(2)喷锌、喷铝施工过程中,对人体有一定的影响,有锌蒸汽,蒸发热及氧化锌粉末产生,所以要加强劳动保护。阴极防腐对环境影响较小。


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