如何治理水中的重金屬污染

1、水中重金屬污染治理辦法重金屬是指比重大于5的金屬(一般來講密度大于4.5克每立方厘米的金屬)，包括金、銀、銅、鐵、鉛等，重金屬在人體中累積達到一定程度，會造成慢性中毒。對什么是重金屬，其實目前尚沒有嚴格的統(tǒng)一定義，在環(huán)境污染方面所說的重金屬主要是指汞(水銀)、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等生物毒性顯著的重元素。重金屬具有高毒性、持久性、難降解性等特點已越來越受到國內外學者的關注。通過自然途徑進入水體中的重金屬一般不會對水體造成污染，但由于人類活動導致的大量含有重金屬的污染物進入水環(huán)境中，不但造成重大的經濟損失，而且對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康產生重大影響。1 .我國水體重金屬污染現(xiàn)狀隨著全球經濟的迅速發(fā)展,

2、重金屬通過礦山開采、金屬冶煉加工、化工廢水的排放、農藥化肥的濫用,生活垃圾的棄置等人為污染及地質侵蝕、風化等天然源的形式進入水中,而重金屬污染又具有易被生物富集、并有生物放大效應、且毒性大等特點,因此水中的重金屬污染不僅污染了水環(huán)境,也嚴重危害了人類及各類生物的生存。我國各大江河湖庫普遍受到不同程度的重金屬污染，其底質的污染率高達1.1 1，而且已經開始影響到水體的質量。通過研究礦區(qū)地表水、湞水河、大沂河、黃河、香港河流、松花江、巢湖、太湖、紅楓湖、南湖、黃浦江、欽州灣、膠州灣、長江、南黃海等水體中痕量金屬含量及其變化，得到以下結論：(1)地表水受到重金屬的復合污染，鉛鋅礦區(qū)水體中Ph嚴重污染

3、、Hg中度污染，Zn輕度污染。(2)受水環(huán)境條件影響，重金屬主要賦存在懸浮物和沉積物中。一般懸浮顆粒物中重金屬的含量比沉積物中高幾倍，是水體溶解態(tài)重金屬的幾百倍。水體中污染物的含量很低，市區(qū)河段高于非市區(qū)河段。(3)湖泊支流中的含量普遍高于湖區(qū)，河口污染較嚴重。(4)水體中重金屬含量與pH值有關，堿性條件易沉淀于底泥，酸性條件易釋放。(5)xx水體中重金屬的含量：枯水期大于洪水期，底層大于表層，而且各種金屬相關性較好，說明其來源相同。(6)南黃海表層海水中重金屬含量比臨近海灣海水低，高于外海，重金屬分布：近岸海區(qū)大于中部地區(qū)。(7)海水中重金屬分布受徑流、大氣干濕沉降、pH、鹽度和自身性質等復

4、合因子控制，在局部海區(qū)某個因子起主要作用，Pb主要受大氣沉降影響，Cd受鹽度和pH影響，Hg受海水中有機碳影響較多，As與沉積物再懸浮有關。(8)膠州灣東北部海域污染較為嚴重，西南部相對較輕；春夏季表層含量大于底層含量，秋季底層含量高于表層含量。2 .水中重金屬污染治理辦法隨著重金屬污染的日益加劇,水中重金屬的去除和處理也變得迫在眉睫。水體重金屬污染修復治理采用以下兩條基本途徑：一是降低重金屬的生物可利用性和在水體中的遷移能力；二是將重金屬從受污染水體中徹底清除。主要有化學法、物理法和生物法。目前對于水中重金屬的處理方法主要有吸附法、絮凝沉淀法、膜分離技術、生物方法和有機材料法等。傳統(tǒng)方法一般

5、采用吸附法和絮凝沉淀法,而隨著分離技術研究的深入和生物技術以及高分子材料的迅速發(fā)展,膜分離技術,生物方法以及有機材料也逐漸被應用在重金屬處理領域中,這些新型的處理方法較之傳統(tǒng)的方法具有很強的優(yōu)勢,這也為水中重金屬的處理開辟了新的途徑,指明了新的發(fā)展方向。2.1 化學法(1)沉淀和絮凝沉淀作用通過提高水體pH,使重金屬以氫氧化物或碳酸鹽的形式從水中分離出來，也有加入硫化物沉淀劑使重金屬離子生成硫化物沉淀而被除去。(2)沉淀法該方法主要是在含有重金屬離子的水中加入特殊的絮凝材料或者調節(jié)水中pH值使得水中的重金屬離子富集沉淀,從而達到去除和分離的目的。研制新型絮凝材料和對傳統(tǒng)絮凝材料進行改性是該領域

6、目前發(fā)展的熱點。(3)氧化還原法利用的是重金屬在氧化還原反應中可被氧化或被還原的性質，把它們轉化為無毒、低毒的物質，或轉化為容易從水中分離出來的物質，從而達到處理目的。常用的氧化還原法可分為藥劑氧化法、藥劑還原法和電化學還原法等。(4)電解法可回收CukAg、Cd等金屬，大約有30多種廢水中的重金屬離子可進行電沉積。2.2 物理化學法(1)河流稀釋法稀釋是改善受污染河流的有效技術之一，通過稀釋能夠降低污染物在河流中的相對濃度，從而降低污染物質在河流中的危害程度。(2)離子交換法是重金屬離子與離子交換樹脂發(fā)生離子交換的過程。(3)吸附法是利用多孔性固態(tài)物質吸附水中污染物來處理廢水的一種常用方法。

7、傳統(tǒng)的吸附劑是活性炭，活性炭有很強的吸附能力，去除率高，但價格昂貴，應用受到限制。采用吸附方法處理水中的重金屬主要是通過吸附材料的高比表面積的蓬松結構或者特殊功能基團對水中重金屬離子進行物理吸附或者化學吸附。目前所采用的吸附材料主要有活性炭、礦物材料、活性污泥、蟹殼等。活性炭是多孔性的非極性吸附劑,因其特殊的孔隙結構具有巨大的比表面積較多的表面化合物和良好的機械強度,成為常用的吸附劑之一?；钚蕴繉χ亟饘匐x子的吸附機理目前被認為主要是金屬離子在活性炭表面的離子交換吸附,同時還有重金屬離子與活性炭表面的含氧官能團之間的化學吸附以及重金屬離子在活性炭表面沉積而發(fā)生的物理吸附。但有人卻認為活性炭對重金

8、屬的吸附不僅僅是一個簡單的離子交換過程,活性炭上各種活性位點對重金屬的吸附也是一個重要的原因,同時金屬陽離子和活性炭表面的陰離子間的靜電引力也起了一定的作用。目前對于活性炭吸附的研究還大部分集中在單一金屬離子的吸附層面,而活性炭對于多種金屬離子共存的吸附研究少有報道,另外,由于活性炭的再生成本高目前正有學者研究將微生物固化于活性炭上來延長活性炭的飽和時間,這也是今后活性炭吸附研究的主要方面。礦物材料類吸附劑也是主要利用沸石、蒙脫石、累托石、硅藻土、蛭石、磷灰石、等礦物材料具有優(yōu)良的表面特性和離子吸附與交換性能,能對重金屬離子產生吸附、離子交換、沉淀、表面絡合等作用,可達到治理廢水的目的。由于礦

9、物材料的使用具有來源廣泛、成本低廉、工藝簡單、使用方便、無需再生等優(yōu)點,因此,對新型環(huán)境功能礦物材料的研究、開發(fā)和應用將有著極、大的科學、社會和經濟意義。(4)溶劑萃取法是利用重金屬離子在有機相和水中溶解度不同，使重金屬濃縮于有機相的分離方法。2.3 生物方法運用生物方法去除水中的重金屬離子是生物技術一個新的應用領域。微生物對重金屬的去除作用是利用微生物的生物學性質對廢水溶液中的重金屬離子進行生物去除和生物體內積累,然后通過一定的方法使金屬離子從微生物體內釋放出來,以降低重金屬離子的濃度,從而消除重金屬離子對環(huán)境的污染。微生物之所以能夠去除水中的重金屬離子,其主要原因是微生物細胞能夠將溶液中的

10、重金屬離子吸附到細胞表面,然后通過細胞膜將重金屬離子運輸?shù)郊毎w中積累起來進而達到富集和去除重金屬離子的效果。微生物對重金屬離子的去除技術,具有廣闊的應用前景,它為我們在解決重金屬離子對環(huán)境的污染開辟了一條嶄新的道路。但是,目前這方面的研究主要局限于實驗室,還未能廣泛應用于工業(yè)生產和環(huán)保領域中,其主要原因是微生物對重金屬離子的去除能力還不夠大；此外,在去除過程中達到平衡的時間還比較長。在今后的研究工作中,加強對新型菌種研究開發(fā),選擇對重金屬離子去除量大、去除反應達到平衡所用時間短的菌種是研究的重點。（1）微生物和藻類修復法利用水體中的微生物或者向污染水體中補充經馴化的高效微生物，在優(yōu)化的條件下

11、經過生物還原反應，將重金屬離子還原或吸附成團沉淀，以此完成對重金屬污染水體的修復。（2）植物修復法利用重金屬積累或超重金屬積累水生植物，將水體中的重金屬提取出來，富集輸運到植物體內然后通過收割植物將重金屬從水體清除出去。（3）動物修復法水體底棲動物中的貝類、甲殼類、環(huán)節(jié)動物等對重金屬具有一定富集作用。如三角帆蚌、河蚌對重金屬（Pb2+、Cu2+、Cr2+等）具有明顯自然凈化能力。2.4 膜分離技術膜分離技術是將水進行適當前處理如氧化、還原、吸附等手段之后,將水中的重金屬離子轉化為特定大小的不溶態(tài)微粒,然后通過濾膜將重金屬離子出去。該技術采取的主要方式有電滲析法（Electrodialysis簡

12、稱ED液膜法（Liquidmembrance簡LM）、納濾法（Nanofiltration,簡稱NFb超低壓反滲透膜（ULPROM）膠束增強超濾法（Micellar-enhancedultrafiltraion,簡稱MEUF心口水溶性聚合物絡合超濾法等。膜分離技術作為一種高新技術在工業(yè)廢水處理領域已有廣泛的研究和探索,由于其分離效率高、無相變、節(jié)能環(huán)保、設備簡單、操作簡便等特點,使其在水處理領域具有相當?shù)募夹g優(yōu)勢,已成為工業(yè)廢水處理不可缺少的技術之2.5 有機材料法開發(fā)和研制新型的有機功能材料也是當前水處理研究的一大熱點。通過合成高分子材料或對現(xiàn)有材料進行改性、接枝,賦予其新集團、新功能,使所得材料可與水中的重金屬離子發(fā)生離子交換、化學吸附或螯合