淺析水中重金屬危害現(xiàn)狀與處理措施

劉桂

摘 要：如今人們生活物質(zhì)水平提高了，隨之而來(lái)的生活垃圾的棄置等人為污染問題不斷凸顯，另外一些重金屬又以地質(zhì)侵蝕、風(fēng)化等天然源形式進(jìn)入水中，通過(guò)生物的富集與放大效應(yīng)產(chǎn)生較強(qiáng)的毒性。所以，重金屬不僅使水環(huán)境受到嚴(yán)重污染，也進(jìn)一步威脅到人們的生存。本文結(jié)合目前的金屬危害的現(xiàn)狀，分析了重金屬危害的處理措施，以供借鑒。

關(guān)鍵詞：水；重金屬；危害；處理方法

1 前言

受世界經(jīng)濟(jì)大發(fā)展的影響，礦山開采規(guī)模不斷擴(kuò)大，化工廢水與金屬冶凍廢棄物的大量增加，以及農(nóng)村普遍存在的農(nóng)藥化肥濫用問題，重金屬污染問題愈發(fā)嚴(yán)重應(yīng)引起足夠的重視?，F(xiàn)階段隨著人類對(duì)淡水需求量的巨增，淡水資源面臨著枯竭的危險(xiǎn)，這種情況下水環(huán)境受到嚴(yán)重污染，致使水生生態(tài)結(jié)構(gòu)受到較大損壞，水資源難以得到最有效的利用。在我們國(guó)家，大量的水庫(kù)和湖泊等都被作為重要的飲用水水源，不過(guò)這些水源的檢測(cè)結(jié)果卻不容樂觀，或多或少都遭受了污染?？傊F(xiàn)階段全球水中重金屬污染已經(jīng)日益嚴(yán)重，尋找經(jīng)濟(jì)有效、綠色環(huán)保的重金屬處理方法也變得尤為重要。

2 水中重金屬的處理方法

2.1 吸附法

所謂吸附法就是指物理吸附或者是化學(xué)吸附，主要是運(yùn)用一些吸附性能良好的材料，它們或有蓬松的結(jié)構(gòu)，或者特殊的一些功能，可以對(duì)水中的一些重金屬進(jìn)行吸附從而起到清潔和保護(hù)的作用。當(dāng)前來(lái)說(shuō)，功能良好的主要的衣服材料有許多，包括活性炭，礦物材料或者是生物蟹殼等[1]。

所謂活性炭就是指一種多孔性的蓬松的吸附物，因?yàn)樗强紫兜慕Y(jié)構(gòu)，蓬松導(dǎo)致所占據(jù)的比表面積比較大，而且有著良好的表面性能，屬于常見的一種吸附劑。當(dāng)前認(rèn)為，活性炭主要是對(duì)金屬離子進(jìn)行一種交換和吸附，同時(shí)還包括重金屬離子與活性炭表面的官能團(tuán)之間的一種化學(xué)反應(yīng)。 但是在Mohan看來(lái)，活性炭對(duì)于重金屬的這種吸附絕不僅僅是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的離子的交換過(guò)程，活性炭上有許多的活性位點(diǎn)，這些位點(diǎn)對(duì)于重金屬的吸附也具有一個(gè)比較強(qiáng)的作用。與此同時(shí)，金屬當(dāng)中的陽(yáng)離子和活性炭表面上的陰離子之間可以產(chǎn)生某種引力，這種引力也會(huì)對(duì)吸附產(chǎn)生一定的作用。就當(dāng)前的研究而言，對(duì)于活性炭的研究主要還是圍繞單一性的金屬離子的吸附，而對(duì)于活性炭在多種金屬離子的吸附功能方面研究的還比較少。

礦物材料方面的吸附劑主要是通過(guò)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來(lái)更好的完成吸附的使命，通過(guò)對(duì)金屬離子臨行吸附，交換，沉淀以及表面絡(luò)合來(lái)最終完成廢水的治理[2]?？偟膩?lái)說(shuō)，礦物材料不僅來(lái)源廣，而且成本低，使用方便快捷，不需要再生這些復(fù)雜的環(huán)境。所以說(shuō)對(duì)于新型的這種礦物材料的研究對(duì)今后我國(guó)的資源能源發(fā)展都將有全新的意義，而且也會(huì)促進(jìn)新技術(shù)的真正變革。

2.2 絮凝沉淀法

新型絮凝材料的發(fā)展和傳統(tǒng)絮凝材料的改性是這一領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。該方法主要是在含重金屬離子的水中加入一種特殊的絮凝材料或調(diào)節(jié)水中的pH值，以豐富水中的重金屬離子，最終吸附重金屬離子。此外，通過(guò)電凝聚（EC）技術(shù)開發(fā)了Joe.PARG A等，用電凝聚技術(shù)去除水中的重金屬砷，為重金屬的處理開辟了新的方向。

2.3 膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)是當(dāng)前的一個(gè)熱門的研究技術(shù)，主要是應(yīng)用于在工業(yè)廢水的處理工程當(dāng)中，并且在這方面作出了一個(gè)十分卓越的貢獻(xiàn)。這種技術(shù)具有它本身潛在的優(yōu)勢(shì)，比如它在實(shí)際操作當(dāng)中十分簡(jiǎn)單，而且也不需要復(fù)雜的設(shè)備，應(yīng)用效率非常之高。就污水處理方面具有極大的一個(gè)光明前景。在工業(yè)廢水的處理當(dāng)中，技術(shù)一直都是一個(gè)非常重要的因素。該技術(shù)的主要方法有12種：Electrodialy SIS（ED）、液膜法（液體膜、LM）、納濾（NF）、超低壓反滲透膜（ULPROM）、膠束增強(qiáng)超濾和水溶性聚合物側(cè)支。超濾等組合。膜分離技術(shù)是在水的氧化、還原和吸附等水處理后，將水中的重金屬離子轉(zhuǎn)化為特定尺寸的不溶性顆粒，然后用濾膜去除重金屬離子。

2.4 生物方法

生物吸附水中的重金屬離子是科技發(fā)展的一個(gè)新型方向，這主要是一種生物吸附。因?yàn)樵S多微生物本身的一些生物學(xué)特點(diǎn)，所以致使它可以對(duì)廢水當(dāng)中的金屬離子進(jìn)行生物去除和積累的一種反應(yīng)。最后呢通過(guò)其他一些方式使微生物體內(nèi)的這些重金屬離子以其他形式來(lái)釋放和轉(zhuǎn)化，通過(guò)這樣的方法最終降低了這些金屬離子的高濃度。最終可以起到減小和緩解由于金屬離子所帶來(lái)的一系列環(huán)境污染和資源破壞。對(duì)于這些微生物而言，它們主要是通過(guò)體內(nèi)的細(xì)胞對(duì)于重金屬離子具有強(qiáng)大的吸附功能，所以導(dǎo)致可以將這些離子吸附到細(xì)胞的表面，然后通過(guò)細(xì)胞膜來(lái)對(duì)這些離子進(jìn)行積累和堆積，從而達(dá)到去除重金屬離子的最終目的。這種生物技術(shù)非常具有發(fā)展前途，可以說(shuō)，它在改善吸附技術(shù)的道路上另辟蹊徑，開辟了一個(gè)新的天地。不過(guò)由于這方面的理論和實(shí)踐發(fā)展都不足，所以導(dǎo)致這類實(shí)驗(yàn)大部分還是困于實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中，并沒有在大量的工業(yè)當(dāng)中推廣和普及，更不說(shuō)是在新型的環(huán)保領(lǐng)域。總的來(lái)說(shuō)，造成這樣的原因還是在于微生物吸附離子的功能不夠強(qiáng)大，需要的時(shí)間較長(zhǎng)，發(fā)揮作用的效率不高。 在以后的具體工作當(dāng)中，要加強(qiáng)對(duì)于此類微生物吸附金屬離子的研究，不僅在資金上投入，更要在人才上大力支持。爭(zhēng)取早日找到效率高吸附能力強(qiáng)大的微生物的吸附方法。

2.5 有機(jī)材料法

通過(guò)對(duì)聚合物材料的合成或?qū)ΜF(xiàn)有材料的改性和接枝，賦予材料新的基團(tuán)和新的功能，最終產(chǎn)生使得水與重金屬離子之間反應(yīng)的條件，化學(xué)吸附或螯合。因此，重金屬離子的去除已成為一種新的有機(jī)功能材料，用于金屬離子的開發(fā)和開發(fā)。它是目前水處理研究的熱點(diǎn)。許多實(shí)驗(yàn)都表明，交聯(lián)陽(yáng)離子淀粉螯合劑對(duì)Pb2+和Cu2+的去除率可達(dá)95%以上。除此之外還有學(xué)者發(fā)現(xiàn)并研制出了出了一種全新的同樣具有吸附能力的泡沫型塑料的一種吸附材料。這種材料不僅有著靈敏的與重金屬反應(yīng)的能力，而且它本身價(jià)格便宜，還可以循環(huán)使用。

3 結(jié)束語(yǔ)

由于重金屬污染危害極大，不僅難降解，而且容易聚集不易去除等特點(diǎn)，所以它已經(jīng)成為目前對(duì)人類健康危害最大和對(duì)環(huán)境破壞嚴(yán)重的污染物之一。隨著時(shí)代的發(fā)展，人們的意識(shí)也有所提升，保護(hù)環(huán)境關(guān)愛生命的意識(shí)不斷增強(qiáng)。再加上現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，破解重金屬污染的難題終將會(huì)被快速有效地解決。

參考文獻(xiàn)

[1] 重金屬?gòu)U水處理技術(shù)和資源化概述[J].張傳雷，孫南南，謝實(shí)濤，陳英文，沈樹寶.現(xiàn)代化工.2014（04）

[2] 重金屬?gòu)U水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].鄒照華，何素芳，韓彩蕓，張六一，羅永明. 水處理技術(shù).2010（06）