水體中重金屬的來源與處理技術(shù)分析

□譚雪梅

水污染中的重點(diǎn)問題就是重金屬的污染治理，由于工業(yè)工廠中排放的廢水中含有大量的金屬，導(dǎo)致水體嚴(yán)重污染，給人們的生活和生產(chǎn)帶來嚴(yán)重危害。重金屬一般都是通過農(nóng)藥化肥以及礦山開礦廢水，化工生產(chǎn)中的廢水和金屬冶煉等各種廢水污染水體。重金屬污染的特點(diǎn)主要是污染的毒性特別強(qiáng)，在污染環(huán)境中不容易代謝，在生物富集中放大效應(yīng)，使得水體受到嚴(yán)重污染，危害人類用水。目前，我國有關(guān)機(jī)構(gòu)和科研單位對此采用多種方法進(jìn)行治理和修復(fù)水體重金屬污染。

一、水體重金屬污染的現(xiàn)狀和來源情況

水體重金屬污染主要來源于工業(yè)污染，特別是工業(yè)廢水。目前，我國水體重金屬污染情況非常嚴(yán)重，一些水體污染已經(jīng)達(dá)到81．7%的污染率。特別是重大河流出現(xiàn)嚴(yán)重的重金屬超標(biāo)污染。例如，太湖中的總銅和總鉛以及總鎘等重金屬的含量均處于中輕度的污染，在蘇州河中的Cd 的含量為76%的污染超標(biāo)，Pb 和Hg 的含量分別為67%和62．4%的超標(biāo)情況。按照我國的水體標(biāo)準(zhǔn)污染劃分，有超過32．31%的河流的重金屬總汞含量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過地表水中III 類的標(biāo)準(zhǔn)，有18．55%的河流中總鎘的含量超過了III 水體標(biāo)準(zhǔn)，還有27%的河流中總鉛含量嚴(yán)重超過標(biāo)準(zhǔn)水體。我國占一半以上的河流和海域面積中采集到的樣品顯示，鉛超標(biāo)率高達(dá)63%。而國外也出現(xiàn)水體重金屬污染的情況，且嚴(yán)重程度不亞于國內(nèi)。由此得知，水體中重金屬的污染已經(jīng)成為全世界共同應(yīng)對的環(huán)境污染問題。

重金屬污染主要是從工業(yè)廢水中排出，例如在機(jī)械加工生產(chǎn)業(yè)中，要利用許多酸液進(jìn)行金屬設(shè)備等部件的處理工作，其中大量的重金屬離子就隨著廢水排入河流。工業(yè)生產(chǎn)中鋼鐵以及有色金屬中采礦和各種冶煉等工作也都需要很多水資源，并排出較多的工業(yè)廢水，其中含有大量的重金屬水體。

二、水體中重金屬的處理技術(shù)分析

水體重金屬的處理技術(shù)有很多種方法，主要包括物理化學(xué)方法和化學(xué)法以及生物法等處理方法。其中，運(yùn)用非常普遍的是化學(xué)沉淀方法，這種方法主要是通過在廢水中投放適量的化學(xué)藥劑，讓水中的化學(xué)藥劑在水中和一些溶解性的物質(zhì)進(jìn)行溶解，并產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生一些難溶物以及微溶物，最后達(dá)到去除污染物的效果。這種化學(xué)沉淀方法還包括其他方法，如離子置換法和氧化還原沉淀等方法，這些方法應(yīng)用操作起來非常方便，利用簡單的設(shè)備便能收到良好的效果。同時，還可以有效地處理一些高強(qiáng)度的重金屬污染，但運(yùn)用這種方法也有一定的弊端，其耗費(fèi)較高，沒有靈活的選擇性，且要占用較多的地面，有許多沉淀中的污泥不易清理干凈等缺點(diǎn)，還容易造成二次性污染。對水體重金屬的處理方法中可以選用氧化還原的方法，這種方法的技術(shù)也是通過在廢水中投放適量的化學(xué)藥劑，使得化學(xué)藥劑產(chǎn)生一定的氧化還原反應(yīng)，繼而把重金屬離子等污染物轉(zhuǎn)變?yōu)闆]有毒害的物質(zhì)，使得重金屬成了無公害的安全物質(zhì)再排放。運(yùn)用這種氧化還原方法，通常是較多地把Cr6+還原成Cr3+再進(jìn)行水體的排放。在目前的工業(yè)排放廢水中，一半做法是用鐵屑進(jìn)行過濾或者用鋅粉把鉻去除，在處理的結(jié)果中，有許多廢渣存留，很容易造成二次污染，這種方法的應(yīng)用也有一定的局限性。

水體中重金屬的處理還可利用電化學(xué)的技術(shù)，通過直流電的作用，在電化學(xué)反應(yīng)的陰陽兩極使重金屬離子產(chǎn)生遷移作用，從而達(dá)到廢水凈化的作用。運(yùn)用電化學(xué)方法有很好的效果，尤其是反應(yīng)條件非常溫和，對于環(huán)境的要求相容性很好，沒有過多的副反應(yīng)，且選擇性比較好，受到了工業(yè)排放和環(huán)境保護(hù)工作人員的重視和關(guān)注。在電化學(xué)方法中電還原技術(shù)可以有效地使重金屬發(fā)生方向性的遷移，使得重金屬能夠得到回收和利用，節(jié)省大量資源，且收到保護(hù)環(huán)境的效果。利用電沉積的技術(shù)，可以有效地使惰性電極當(dāng)為陰極，再對重金屬廢水作出電解反應(yīng)，在重金屬離子遷移到陰極的基礎(chǔ)上，對其表面進(jìn)行分解和發(fā)生沉積作用，達(dá)到收集純度良好的重金屬。這種技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)由傳統(tǒng)的二維電極電流過渡為三維電極，使得電流在運(yùn)行中密度高，產(chǎn)生高效率和低耗能的作用。

在物理化學(xué)方法中，一般是離子交換方法和膜分離技術(shù)的應(yīng)用。運(yùn)用離子交換技術(shù)，主要是從樹脂交換基因和水中重金屬進(jìn)行選擇交換，達(dá)到把重金屬離子去除的目的。運(yùn)用這種離子交換方法，其工藝非常成熟，且重金屬的去除率非常高。不過，由于樹脂容易受到污染，產(chǎn)生氧化，且再生能力和費(fèi)用投入較大。特別是在處理高濃度廢水時，其投入的成本高昂，重金屬殘留不很穩(wěn)定，因此，這種方法主要運(yùn)用于低濃度的重金屬水體污染治理。

膜分離的技術(shù)應(yīng)用主要是采用特殊膜對廢水進(jìn)行分離，其原理主要是運(yùn)用外界能量差充當(dāng)動力而達(dá)到處理廢水中重金屬的目的。在對廢水的處理過程中，會使得膜堵塞，且這種技術(shù)的應(yīng)用費(fèi)用也非常高，膜壽命有限，使這種方法不能推廣使用。

利用生物技術(shù)來處理水體中重金屬的方法主要從20世紀(jì)生物技術(shù)的普遍應(yīng)用開始的，目前在利用生物方法的基礎(chǔ)上，主要是采用細(xì)菌和真菌等一些微生物來對廢水進(jìn)行吸附成團(tuán)沉淀，達(dá)到水質(zhì)的處理和凈化目的。其具體的技術(shù)應(yīng)用在于吸附技術(shù)中吸附的性能和效率，加上吸附的環(huán)境和運(yùn)行的成本等較之其他方法又具有很大的優(yōu)勢。特別是未來對基因工程的運(yùn)用和細(xì)胞等工程的生物技術(shù)應(yīng)用，對水體中重金屬的處理應(yīng)用有重要的價值和意義。

生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要采用生物參與修復(fù)水體重金屬的處理，其中可以有效運(yùn)用一些生物和動物，也可利用植物等對水體進(jìn)行降解和轉(zhuǎn)化等，使水體達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)出水的要求。目前發(fā)現(xiàn)的可以應(yīng)用于重金屬的處理植物有700 多種，特別是香蒲、鳳眼蓮和香根草等植物，具有非常好的吸收和積累效果。目前應(yīng)用普遍的是人工濕地技術(shù)以及生物塘等工程，這種生物修復(fù)技術(shù)成本低廉，工程的造價相對較低，且處理的結(jié)果良好，耗能較少，可以有效與景觀河綠化等治理方法和技術(shù)相結(jié)合，從而使生態(tài)修復(fù)處理達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的最大化。通過生物技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境治理的可持續(xù)發(fā)展，尤其是對于水體重金屬的污染治理工作可以取得顯著成效。

三、結(jié)語

在水體中重金屬的治理過程中，一定要多種方法混合使用，避免采用單一方法，運(yùn)用多種成熟的方法集成，使廢水的治理不斷得到加強(qiáng)，把水體中的重金屬得以有效脫除，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的排放水質(zhì)。

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