工業(yè)企業(yè)水污染環(huán)境監(jiān)測中重金屬污染的控制措施

湯希凡

（南京白云環(huán)境科技集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210047）

1 工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)造成的重金屬水污染現(xiàn)狀

水是生命之源，也是保障人類能夠維持正常的日常生活的不可缺少的要素。然而，隨著我國工業(yè)化的發(fā)展和建設(shè)，各類工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行，三廢排放給周邊環(huán)境造成很大的壓力。特別是在某些欠發(fā)達(dá)地區(qū)，環(huán)境檢查督查力度不夠，少數(shù)不法企業(yè)甚至有超標(biāo)排放，偷排漏排的情況。由于水體自身的凈化容量跟不上環(huán)境污染的速度，逐漸造成水生態(tài)水環(huán)境的污染。常見的水體污染因素包括汞、砷、鉛、鉻等，這對水環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞，包括這些問題不斷加劇一定程度上是由于我國之前工業(yè)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過于粗放，對工業(yè)企業(yè)排放的工業(yè)廢水未及時處理，導(dǎo)致水源不斷被廢水中的重金屬及其化合物污染，并在工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)需求的作用下不斷二次、多次使用，加劇了污染的程度和嚴(yán)重性[1]。對此，只有重視工業(yè)企業(yè)水污染環(huán)境的監(jiān)測和控制，才能有效的遏制重金屬污染事件的爆發(fā)，從生態(tài)環(huán)境和生活在地區(qū)的人類的保護(hù)上來說，防范了人體因長時間攝入過多重金屬而造成的身體損害。我國的環(huán)境保護(hù)意識和措施政策也在不斷落實(shí)，在國家的大力推進(jìn)水環(huán)境污染監(jiān)測的措施下，不斷改進(jìn)和降低水環(huán)境所受到的工業(yè)企業(yè)污染，著重評價和管控其中的重金屬含量的水質(zhì)評價指標(biāo)，從而有效的保障了人類的生活質(zhì)量。隨著《中華人民共和國水污染防治法》（2017版）、《水污染防治行動計(jì)劃》（簡稱“水十條”）的頒布實(shí)施，各生產(chǎn)企業(yè)作為水質(zhì)污染的責(zé)任主體得到明確，對廢水重金屬污染的治理要求進(jìn)一步明確，處罰力度越發(fā)加大，充分體現(xiàn)了國家在斷加強(qiáng)對廢水重金屬污染的監(jiān)控管理的決心。

在自然界，重金屬元素多與其他元素結(jié)合為化合物來存在，而含有重金屬的污染物很難被水中的分解者自然降解，只能通過長期的自然沉積，這讓工業(yè)企業(yè)短期內(nèi)排放的大量重金屬污染物難以被自然處理，水環(huán)境中的污染逐漸嚴(yán)重化。重金屬元素對人類及其他生物的惡劣影響主要是進(jìn)入生物體后的毒性作用，能夠抑制體內(nèi)各種酶的活性作用，讓酶蛋白分子的基鍵失活。

人類與水環(huán)境是常常緊密接觸的，海鮮、魚蝦、螺絲等水產(chǎn)品都是人類鵝常食用食物，而這些生物在水環(huán)境中生存時通過食用的水草、小魚小蝦等，再到被人類食用，完成了重金屬元素一步步的富集作用。人體通過食物攝入的重金屬會對人體的內(nèi)臟和多個人體系統(tǒng)的運(yùn)行起到很大的損害作用，若積累到一定程度，將對生物造成致命性的損傷。因此，有必要做好工業(yè)企業(yè)水污染環(huán)境監(jiān)測中重金屬污染的控制，這個目的首先要對水環(huán)境中重金屬含量有定性定量檢測。

2 工業(yè)企業(yè)水污染環(huán)境控制中常用的重金屬測定方法

在對于工業(yè)企業(yè)水污染環(huán)境的綜合控制中，檢測其中重金屬的含量，是有效評價水質(zhì)及水體環(huán)境污染程度的重要指標(biāo)。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)階段可用于工業(yè)企業(yè)水污染環(huán)境治理的重金屬測定方法主要有以下幾種。

（1）原子熒光光度法。在識別重金屬元素和測定其含量方面，原子熒光光度法是實(shí)驗(yàn)室最常用的方法之一，其識別重金屬元素的原理主要是在熒光作用下，測定金屬原子能級躍遷的釋放光子波長。檢測人員在操作原子熒光光度計(jì)檢測重金屬的過程中，需要首先在特定的條件和方式的作用下，讓檢測樣本中各原子的形式由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，再對其照射足量的各種波長的熒光，在氣態(tài)原子上的各能級外層電子吸收了足夠的能量后，會躍遷至高能級狀態(tài)；在該能級停留片刻瞬間后再跌落回低能級態(tài)，此過程會釋放特定波長的光子，反映為相應(yīng)熒光的產(chǎn)生。收集、識別和測算這個過程檢測原子所產(chǎn)生的特定波長特征的熒光的，檢測人員即可清楚了解檢測樣本中的特定重金屬元素及其含量濃度信息。為了提升原子熒光光度法的檢測精準(zhǔn)度，在檢測重金屬元素時，通常采用激光光源。

（2）離子體質(zhì)譜分析法。其原理和特征主要是要在特殊的高溫電離條件下工作，例如電感耦合技術(shù)。離子體質(zhì)譜分析法和原子發(fā)射光譜法的樣本前處理和儀器方法的使用基本一致，只在儀器各部件方位和線圈的接地方式上有所差異。本項(xiàng)技術(shù)方法的靈敏度高、檢測所需的耗時少，常被用于檢測多個樣本中的多項(xiàng)重金屬元素，及其相關(guān)元素、同位素等。為了加強(qiáng)檢測過程的防干擾少影響，常利用相應(yīng)的優(yōu)化儀器來防止因信號漂移而造成的檢測精度不準(zhǔn)確。

（3）高效液相色譜法。高效液相色譜法中的液相指的是測定時的進(jìn)樣樣本為具有流動性的液題，測量時將目標(biāo)檢測樣本與特定的檢測溶液混合，而后將混合注入到檢測回路中，由色譜柱完成液相的再分離，將其中所要檢測的元素分離、投入含量檢測中。本項(xiàng)檢測方法相較于其他方法主要有三個優(yōu)點(diǎn)：流動狀液體的檢查、檢測色譜柱可使用的周期長、待測樣品可重復(fù)進(jìn)樣檢測。但由于色譜柱特定的分離、傳輸能力，對樣液濃度的要求，需要在制樣時嚴(yán)格的控制各元素指標(biāo)的含量，防止因元素濃度不在標(biāo)準(zhǔn)測量范圍內(nèi)而造成的測量不準(zhǔn)確和儀器損壞的問題。還需要防止周圍檢測環(huán)境對高效液相色譜儀造成的干擾，保障檢測的準(zhǔn)確性。

（4）酶抑制法。酶抑制法是能夠在現(xiàn)場對重金屬元素做快速檢測的方法，根據(jù)特定酶的活性中心與待測元素、物質(zhì)間相互作用，分析其造成的可視化的顏色變化和易測定的電導(dǎo)率改變，同酶抑制法相應(yīng)的指標(biāo)體系做對比判斷，從而確定所檢測樣本中金屬元素的種類。這種方法主要是定性的初步判定，無法做到定量的準(zhǔn)確測量，但可肉眼觀察的方法簡便性讓其在現(xiàn)場檢測中很常用，例如對作物農(nóng)業(yè)殘留的成分測定。

（5）原子吸收光譜法。本方法主要用在檢測分析檢測樣本中的痕量重金屬元素，在投入檢測前，需要在待測樣本中加入相關(guān)共沉淀劑，沉淀并收集其中的待測重金屬元素，防止痕量元素因在水溶液中含量低而增加收集難度。將所收集的痕量重金屬元素用于原子吸收光譜法的分析測定。

（6）比色法。本項(xiàng)方法主要是應(yīng)用朗伯比爾定律，將待測金屬元素等組分和特定的物質(zhì)做反應(yīng)，在反應(yīng)過程中會生成新的獨(dú)特波長，檢測波長的具體性質(zhì)，將其同指標(biāo)測量體系比對后，即可確定樣本重金屬元素的種類，例如分光光度計(jì)。這種方法也是定性測定，測定的準(zhǔn)確性較高，為保障測定的準(zhǔn)確性，應(yīng)當(dāng)注意合理顯色劑的選取和使用，這樣能夠防止其他金屬原子干擾目標(biāo)重金屬元素的測定，并穩(wěn)定應(yīng)用單色光的強(qiáng)度和波長。

3 控制工業(yè)企業(yè)水污染環(huán)境中重金屬污染的措施

重金屬離子通常在自然界難以自然轉(zhuǎn)化，且對環(huán)境和生物體都有一定毒性作用，一些工業(yè)企業(yè)常常將未經(jīng)過完全的凈化處理、或處理不完全的工業(yè)廢水，直接排放到自然界水環(huán)境中，例如通過河流、海洋、地下等不同排放途徑，將含有重金屬元素的工業(yè)廢水排入水體環(huán)境，危害了人們的日常飲水和生活生產(chǎn)的健康性。在地球溫室效應(yīng)、白色污染、重金屬污染等多重自然危害下，控制工業(yè)企業(yè)水污染環(huán)境、減少重金屬元素直接排入水環(huán)境，是當(dāng)下環(huán)境監(jiān)測中治理的重要事項(xiàng)。

（1）處理水環(huán)境中的現(xiàn)有重金屬離子。若要控制和處理水環(huán)境中現(xiàn)有的很多重金屬離子，可以通過化學(xué)電解、物理吸附、生物吸附和化學(xué)沉淀等方法?？紤]到地球水環(huán)境的區(qū)域大、需控制處理的重金屬離子多，經(jīng)濟(jì)性好、效果佳和效率高的吸附法是首選，也是凈化水中重金屬元素的最常用方法。隨著人們對吸附物和吸附劑的不斷研究，可用于制作吸附劑的各種新材料不斷出現(xiàn)，其中既有合成的也有天然的，既有有機(jī)材料也有無機(jī)材料，包括無機(jī)離子吸附交換材料、離子交換樹脂、吸附樹脂、活性炭纖維、纖維吸附材料等。在選用吸附劑時，需要根據(jù)所要吸附的目標(biāo)重金屬離子的性質(zhì)，結(jié)合各種吸附劑的材料吸附特性，來選擇在水環(huán)境中所要添加的合理吸附劑，完成目標(biāo)重金屬離子的處理和控制。

就各類吸附劑和工業(yè)企業(yè)水污染環(huán)境控制來說，為了更貼合當(dāng)下生態(tài)自然、可持續(xù)的社會發(fā)展模式，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用和變廢為寶，常在吸附各種重金屬離子后對其做回收和分離處理，因此選用具有易分離、可循環(huán)、可降解等優(yōu)勢的各類生物類吸附劑是當(dāng)下熱門的研究方向。例如近年來科學(xué)家對霉菌、放線菌等原核生物的重金屬元素吸附能力的研究，還有海藻、農(nóng)作物秸稈、樹葉碎屑等生物材料的研究，都具有廣泛的重要應(yīng)用意義。許多工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)盡管對我們?nèi)祟惖乃Y源、土地資源等自然環(huán)境排放了很多污染，但也發(fā)展了人類的生產(chǎn)力，滿足人們更多的需求，推進(jìn)了人類的工業(yè)化經(jīng)濟(jì)社會建設(shè)，我們應(yīng)當(dāng)對此充分肯定；而隨著人類的發(fā)展，在科研人員的努力和全體人類的共同期待下，新型、更先進(jìn)的具有廣泛應(yīng)用空間的污染控制方法一定會出現(xiàn)，用以改善人力的地球生態(tài)家園。

（2）底泥重金屬的控制措施。工業(yè)企業(yè)的污染性廢水向水環(huán)境排放后，會逐漸向水體的底泥沉著和釋放，這對水體的水質(zhì)有持續(xù)的破壞性，對此，若要控制整體水環(huán)境的重金屬污染問題，還有必要控制水體底泥的內(nèi)在環(huán)境，可以采用的對策主要有以下三種：①嚴(yán)控外部重金屬的進(jìn)入。工業(yè)企業(yè)在排污前，先經(jīng)過較充分的廢水處理，清除或減少其中的污染性物質(zhì)，在檢查合乎廢水排放標(biāo)準(zhǔn)后方可排放，防范二次污染現(xiàn)象；②在控制和處理污染程度嚴(yán)重的底泥時，可新填泥沙、清潔底泥等，或投入適宜的吸附型鋪填物、栽種強(qiáng)耐性的水生植物等；③對于污染性廢水排放需要比較大的工業(yè)企業(yè)，需要對它周圍環(huán)境及其生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格的重金屬等污染物的監(jiān)測。劃定周圍的安全保障距離，對本工業(yè)企業(yè)排放的污水及其污水處理設(shè)施進(jìn)行定期的抽樣檢查，保障此工業(yè)企業(yè)排放的污水符合污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

（3）通過政策措施引導(dǎo)工業(yè)企業(yè)凈化污水排放。從政策角度出發(fā)，為了加強(qiáng)我國循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的建設(shè)，可以制定和出臺相應(yīng)的政策法規(guī)，來對各個工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)和污水排放做好統(tǒng)籌規(guī)劃和管理。一方面，我國已制定了規(guī)范化的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，對工業(yè)企業(yè)企業(yè)的清潔生產(chǎn)設(shè)備和污水處理設(shè)施也有了一定的要求和監(jiān)督，還通過環(huán)保部門環(huán)保檢查和評定的方式，讓生態(tài)效益也成為工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)資質(zhì)認(rèn)定的標(biāo)準(zhǔn)之一；但是，另一方面，我國的許多小作坊、小工業(yè)企業(yè)不規(guī)范生產(chǎn)和大量排污的現(xiàn)象屢見不鮮，而一些購置有清潔處理設(shè)備的工業(yè)企業(yè)為了降低成本開銷，也不日常使用。這反映出我國的政策措施盡管具有一定的作用和效果，但對于工業(yè)企業(yè)排放污水的監(jiān)管力度和成效還有待提升。

通過以上分析，可以發(fā)現(xiàn)，我國由工業(yè)企業(yè)向水環(huán)境排放污染物，尤其是重金屬元素，的問題大大影響了人們生成生產(chǎn)的健康發(fā)展。而我國對于重金屬元素的各種檢測方式也已比較完備，吸附的水環(huán)境污染物控制方式具有廣闊的應(yīng)用前景和意義，在我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的今天，控制水環(huán)境污染是亟待解決、也是必會經(jīng)濟(jì)的問題。