水體重金屬污染處理及技術(shù)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 2016級(jí)環(huán)境科學(xué)工程專題研究與前沿水體重金屬污染研究現(xiàn)狀及處理修復(fù)技術(shù) 學(xué)院：化學(xué)化工學(xué)院 姓名： 徐 俊 學(xué)號(hào)：9 專業(yè)： 環(huán)境工程 2017年1月9日專心-專注-專業(yè)水體重金屬污染研究現(xiàn)狀及處理修復(fù)技術(shù)摘 要：隨著人口的日益增長(zhǎng)和工業(yè)的迅猛發(fā)展，大量污染物被排放到水中，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞，特別是水體重金屬污染是危害最嚴(yán)重的的水污染問(wèn)題之一。本文介紹了水體重金屬污染現(xiàn)狀和危害，論述了水體重金屬污染的研究進(jìn)展，并且著重介紹了水體重金屬污染處理方法和修復(fù)技術(shù)。關(guān)鍵字：水體污染；重金屬；治理方法；修復(fù)技術(shù)引 言水環(huán)境是一個(gè)開(kāi)放和動(dòng)態(tài)的體系，其中生物與非生物

2、環(huán)境是相互關(guān)聯(lián)和相互作用的。未經(jīng)達(dá)標(biāo)處理的廢水排入自然水體中，可導(dǎo)致污染物（如重金屬）濃度超過(guò)其環(huán)境容量，進(jìn)而破壞水體生態(tài)功能，造成水環(huán)境污染。水體中的重金屬污染主要來(lái)自兩部分：自然源和人為源。自然源主要是巖石風(fēng)化的碎屑產(chǎn)物，通過(guò)自然途徑進(jìn)入水體中的重金屬。人為污染源主要包括礦山開(kāi)采、金屬冶煉加工及化工生產(chǎn)廢水、化石燃料的燃燒、施用農(nóng)藥化肥和生活垃圾等人為污染源。其中人為污染源使得重金屬污染物事故性的排放，對(duì)水體的危害最為嚴(yán)重。水體中的重金屬具有穩(wěn)定性、難降解性、親脂性、持久性和高度危害性等特點(diǎn)，并且隨著人類的活動(dòng)造成水體污染的重金屬的數(shù)量和種類急劇增多，引起了嚴(yán)重的生態(tài)系統(tǒng)問(wèn)題。因此針對(duì)水體

3、重金屬污染問(wèn)題，各國(guó)政府都已經(jīng)采取相應(yīng)的手段進(jìn)行處理和修復(fù)。但是，目前如何正確的、有效的處理水體重金屬的污染仍是科研工作者和各廣大環(huán)保工作者研究的熱點(diǎn)之一。本文主要對(duì)水體重金屬污染現(xiàn)狀及危害，研究進(jìn)展及治理方法和處理修復(fù)技術(shù)進(jìn)行綜述。1 水體重金屬污染現(xiàn)狀及危害大量重金屬的存在給水體生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重的危害，使得環(huán)境重金屬污染日趨嚴(yán)重，水體重金屬污染已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外亟需解決的環(huán)境問(wèn)題。中國(guó)首次嚴(yán)重的水體重金屬污染出現(xiàn)在1983年的京杭運(yùn)河的杭州段，根據(jù)不同文獻(xiàn)的報(bào)道和研究顯示中國(guó)七大水系：珠江水系、長(zhǎng)江水系、太湖水系、淮河水系、黃河水系、海河水系、松遼水系都不同程度的受到重金屬的污染。綜合來(lái)看，

4、中國(guó)的水體重金屬污染情況已經(jīng)非常嚴(yán)重。國(guó)外水體重金屬污染現(xiàn)狀也不容樂(lè)觀，早在20世紀(jì)50年代，日本就曾出現(xiàn)由于汞污染引起的“水俁病”和鎘污染引起的“骨痛病”事件，波蘭由于采礦和冶煉廢物導(dǎo)致約50%的地表水達(dá)不到水質(zhì)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)?？梢?jiàn)，水體重金屬污染已成為全球性的環(huán)境污染問(wèn)題。同時(shí)水體中的重金屬污染物危害性也不容小覷。重金屬污染物一旦進(jìn)入水生生態(tài)系統(tǒng)后將對(duì)水生植物和動(dòng)物等產(chǎn)生影響，并通過(guò)食物鏈發(fā)生富集，引起人體機(jī)能的病變，危害人類健康。其中重金屬對(duì)植物產(chǎn)生惡劣影響主要表現(xiàn)為：抑制水生植物的光合作用、呼吸作用，同時(shí)也會(huì)抑制酶的活性，這就造成核酸組成發(fā)生變化，導(dǎo)致水生植物細(xì)胞的體積縮小，生長(zhǎng)受到抑制等。

5、而且有的重金屬污染物還具有三致（致癌、致畸、致突變）效應(yīng)并可能通過(guò)食物鏈直接或間接地影響到人類的自身健康。據(jù)聯(lián)合國(guó)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，由于全球工業(yè)污染，世界上約80%的人口飲用水無(wú)法達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，在已知的人類疾病中70%80%與水污染有關(guān)。2 水體重金屬污染的處理方法總的來(lái)說(shuō)，水體重金屬污染修復(fù)治理采用以下兩條基本途徑，一是降低重金屬在水體中的遷移能力和生物可利用性。二是將重金屬?gòu)谋晃廴舅w中徹底清除。目前常用的廢水凈化處理技術(shù)主要有三類，即物理化學(xué)處理法、化學(xué)處理法和生物處理法。2.1 物理化學(xué)方法物理化學(xué)法是利用了物理和化學(xué)的共同作用對(duì)重金屬污染進(jìn)行處理的方法，常見(jiàn)的物理化學(xué)方法有：離子交換

6、法和吸附法、溶劑萃取法等。2.1.2 離子交換法和吸附法離子交換法是利用重金屬離子交換劑與污染水體中的重金屬物質(zhì)發(fā)生交換作用，從水體中把重金屬交換出來(lái)，達(dá)到治理目的的一種方法。吸附法是利用固體吸附劑將廢水中的金屬離子吸附于其表面而除去的方法。重金屬離子的去除效果主要與吸附劑的結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此對(duì)廉價(jià)、吸附容量大、便于實(shí)際操作的吸附劑的開(kāi)發(fā)一直是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。2.1.3 溶劑萃取法溶劑萃取法是利用重金屬離子在水中和在萃取劑中的溶解度不同，使重金屬在萃取劑中進(jìn)行濃縮的方法。傳統(tǒng)的液體萃取劑可連續(xù)操作性強(qiáng)，重金屬分離效果好，但消耗大量的萃取劑，由于這些萃取劑存在對(duì)人體和環(huán)境毒性較強(qiáng)、反萃取過(guò)程繁瑣等

7、問(wèn)題使其在工業(yè)應(yīng)用中受到限制。2.2 化學(xué)方法化學(xué)方法包括化學(xué)沉淀法，其中沉淀法又可分為包括中和凝聚沉淀法、硫化物沉淀法、鋇鹽沉淀法、鐵氧體共沉淀法等。另外還有氧化還原法、電解修復(fù)法、微電解法等。2.2.1 氧化還原法氧化還原法是在廢水中投加還原劑，使其中的重金屬離子發(fā)生價(jià)態(tài)的改變并形成沉淀的方法，多用于處理含Cr6+、Cd2+和Hg2+的廢水。該法操作簡(jiǎn)單方便，運(yùn)行穩(wěn)定，處理效果可靠。但需要投加大量的還原劑，形成的沉渣體積大，處理后的污水偏堿性，直接排放將導(dǎo)致土壤堿化，造成環(huán)境的二次污染。2.2.2 微電解微電解是基于電極表面的化學(xué)反應(yīng)，在電解槽中加入一定量的活性填料，重金屬?gòu)U水為電解質(zhì)，活

8、性填料就形成了原電池，在填料的表面，電流在成千上萬(wàn)個(gè)細(xì)小的微電池內(nèi)流動(dòng)，在低壓直流的作用下發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)和絮凝作用，進(jìn)而將水體重金屬離子有效地去除。2.3 生物方法生物方法主要指利用水生植物，水生動(dòng)物等對(duì)水體中的重金屬污染修復(fù)的方法。水生植物在生長(zhǎng)過(guò)程中，由于根系的泌氧作用，在根際周圍形成氧化層，一些還原態(tài)的重金屬被氧化后沉積于根表面，形成氧化物膜，從而影響根際重金屬的遷移轉(zhuǎn)化。另外還有水體底棲動(dòng)物的富集作用以及微生物絮凝法，生物吸附法等生物方法。其中微生物藻類修復(fù)法主要是利用水體中的微生物或者向污染水體中補(bǔ)充經(jīng)馴化的高效微生物對(duì)水體重金屬進(jìn)行固定和形態(tài)的轉(zhuǎn)化。該方法主要針對(duì)重金屬具有很強(qiáng)的

9、耐毒性和積累能力的特點(diǎn)。3 水體重金屬污染修復(fù)技術(shù)3.1 人工濕地修復(fù)技術(shù)人工濕地修復(fù)技術(shù)是由人工建造和控制運(yùn)行，利用土壤、人工介質(zhì)、植物和微生物等的作用，對(duì)投配到濕地上的放射性重金屬污水進(jìn)行凈化處理的一種技術(shù)。其作用機(jī)制包括吸附、滯留、過(guò)濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉(zhuǎn)化、植物遮蔽和殘留物積累等。3.2 植物固定修復(fù)技術(shù)植物固定技術(shù)是利用植物及一些添加物質(zhì)使環(huán)境中的放射性重金屬流動(dòng)性降低、生物可利用性下降，并使放射性重金屬對(duì)生物的毒性降低的一種修復(fù)手段。使用植物對(duì)水體內(nèi)的重金屬進(jìn)行去除使近些年新發(fā)展的修復(fù)手段，相比物化法，植物修復(fù)被認(rèn)為是一種更為綠色的修復(fù)方法，其修復(fù)的主要方式為根濾。4 總結(jié)和展望綜上所述，在進(jìn)行重金屬?gòu)U水的處理時(shí)，其方法不止一種。這些方法有自己的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也有缺點(diǎn)。因此，在廢水處理中，為滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，要結(jié)合實(shí)際情況，選擇合適的處理方法，也可以將幾種方法結(jié)合起來(lái)進(jìn)行重金屬?gòu)U水的處理，發(fā)揮各種方法的長(zhǎng)處和優(yōu)勢(shì)，以便取得較好的處理效果?？傊w重金屬污染的日趨嚴(yán)重已引起全球各國(guó)的關(guān)注?，F(xiàn)在除了嚴(yán)格控制各種污水的排放外，另一項(xiàng)重要工作就是采取有效措施治理、修復(fù)被重金屬污染的水體，并實(shí)現(xiàn)重金屬?gòu)U水的再利用