新污染物——钨
发布日期:[2023-12-06]
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最初认为,钨是一种在土壤中保持稳定、不易溶解在水中的金属。然而,最新研究表明,钨可能并非如此稳定,不同的土壤性质,如pH值,可能会导致钨溶解并渗入含水层。目前,几乎没有关于钨在环境中的行为及其对人类健康影响的可用信息。关于钨的研究正在进行中,包括对健康的影响和风险、降解过程,以及其在国防工业中作为铅基弹药替代品的使用情况。本文概述了钨的信息,包括其物理和化学性质、潜在的环境和健康影响、现行指南、检测和处理方法等。

什么是钨?

钨(Wolfram,在元素周期表中用字母W表示)是一种天然存在的元素,以矿物或其他化合物的形式存在,但通常不是纯金属。黑钨矿([FeMn]WO4)和白钨矿(CaWO4)是两种常见的含钨矿物。根据其纯度,钨的颜色从纯金属的白色到含杂质金属的钢灰色,市售的钨常以粉末或固体形式存在。钨的熔点是金属中最高的,且耐腐蚀。它是电的良好导体,并在化学反应中起催化剂作用。钨矿主要用于生产用在通用焊接和金属切割上的碳化钨和钨合金,或用于制造油井钻井设备,以及应用于航空航天。金属钨还用于生产灯丝、X射线管、染料和织物涂料。自1999年以来,美国国防部一直使用钨来代替子弹和其他弹药中的铅。

钨对环境有什么影响?

在使用钨的工业场所,涉及钨基弹药制造、储存和使用的场所,钨是常见污染物。由于采矿、岩石风化或涉及钨的工业应用,空气中可能存在钨颗粒。这些颗粒物可能会沉积在土壤、水或其他物体表面上,并可能通过降雨或其他形式的降水沉积。钨粉高度易燃,与空气接触后可能立即燃烧,钨与氧化剂接触也可能引起火灾或爆炸。钨已在6个美国国家优先名录(NPL)地点被检测到。早期对钨的研究表明,钨在土壤中是稳定的,因为它具有土壤结合能力、且不溶于水。在较低的pH条件下,吸附系数增加,表明钨的迁移率较低。近期的研究表明,土壤pH值的升高可能会降低钨的吸附系数,从而增加钨的溶解度,使钨更易渗入地下水。1997年,美国环保署发布行政命令,暂停在马萨诸塞州军事保留地(MMR)使用铅弹,但MMR的轻武器训练继续不间断地使用钨尼龙子弹。2006年在MMR一个轻武器靶场的地下水中检测到钨,土壤中检测到高于基线水平的钨,使得钨在环境中的稳定性被质疑,于是MMR暂停使用钨尼龙子弹。

钨对健康有什么影响?

职业接触是钨及其化合物最常见暴露途径,吸入、摄入、皮肤和眼睛接触是可能的接触途径。已知职业性吸入钨会影响眼睛、皮肤、呼吸系统和血液。钨可能对眼睛、皮肤和喉咙造成刺激,导致弥漫性肺间质纤维化、食欲不振、恶心、咳嗽、以及血液中的变化。卫生与公众服务部(DHHS)、国际癌症研究机构(IARC)或美国环境保护署尚未对钨的致癌作用进行分类。对大鼠的研究表明,口服钨会导致死亡和肌肉骨骼系统发育异常,妊娠大鼠暴露于钨酸钠会导致胎儿死亡。

针对钨现有什么指导方针或卫生标准?

尚无针对饮用水中钨的标准。美国国家职业安全与健康研究所(NIOSH)和美国工业卫生学家会议(ACGIH)推荐的10 h接触的时间加权平均值(TWA)接触限值(REL)为5 mg/m3,空气中15min短时接触限值(STEL)为10 mg/m3。职业安全与健康管理局(OSHA)建议,在建筑业和造船厂行业,不溶性钨化合物的暴露限值为5 mg/m3,可溶性钨化合物的暴露限值为1 mg/m3

钨有哪些检测和表征方法?

NIOSH Method 7074火焰原子吸收光谱法对空气中不溶性钨的检出限为0.1 mg/m3,对可溶性钨的检出限为0.05 mg/m3NIOSH Method 73007301是用于钨的其他检测方法。OSHA ID213电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)对空气中钨的检出限为0.34 mg/m3。土壤和水中的钨可以使用ICP-AESICP-MS和紫外/可见光谱法(UV/VIS)进行测量。

目前有哪些钨处理技术?

环境介质中钨污染的控制技术正处于开发中,潜在的处理方法包括化学回收/土壤清洗和植物修复。“冰电极”是一种用于液体介质的创新技术,它基于传统的电镀技术,使用涂有薄层冰的电极,当钨离子附着在覆有冰的电极上,可以通过融化冰来去除。

 

来源:Emerging Contaminant—Tungsten.

https://nepis.epa.gov/Exe/ZyPURL.cgi?Dockey=P1000L3K.txt.