水体重金属污染的处理研究

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水体重金属污染的危害及其治理

水体重金属污染的危害及其治理

水体重金属污染的危害及其治理水体重金属污染是指水体中存在过量的重金属元素,如铅、镉、汞、铬等,对水体环境和人类健康造成危害的现象。

由于工业、农业和生活污水等因素的影响,水体重金属污染已成为全球环境保护的一个重要问题。

本文将探讨水体重金属污染的危害以及其治理方法。

水体重金属污染的危害1. 损害水生生物水体重金属污染会对水生生物产生直接毒性和慢性毒性影响,导致鱼类、贝类和藻类的死亡或生长发育异常,破坏水生生态系统的平衡。

重金属在水体中积聚,会加速水生生物的寿命缩短,影响其繁殖能力,甚至引起种群减少或绝灭。

2. 危害人类健康水体重金属污染会进入人体,直接或间接对人体健康造成危害。

饮用含有重金属的水会对人体的肝脏、肾脏和中枢神经系统造成损害,引起慢性中毒。

长期接触重金属还可能引起癌症、免疫系统疾病和生殖系统问题。

3. 污染土壤和植被水体重金属污染还会通过降雨和沉积物沉淀,污染土壤和植被,影响植物的生长和发育,破坏土壤生态系统的平衡,严重影响农作物的质量和产量,甚至危害人畜健康。

1. 加强环境监测和风险评估为了解水体重金属污染的分布和程度,需要建立健全的水体监测网络和环境监测体系,及时监测和评估水体的重金属污染情况,为治理提供科学依据。

2. 优化工业生产和减少污染排放针对工业企业和冶炼厂的排放污染物中重金属的行为,应采取有效的治理措施,包括优化生产工艺、加强环保设施建设和减少污染物排放等,降低重金属进入水体的来源。

3. 加强城市和农村污水处理城市和农村污水中含有大量的重金属,为了防止污水直接排入水体,需要加强城市和农村污水处理设施的建设和运营管理,确保污水经过处理后达标排放,减少重金属污染。

4. 推动生态修复和水体保护对于已受到重金属污染的水体,应采取适当的生态修复措施,包括植被恢复、生物修复和人工修复等,重建水生生态系统的稳定性,防止重金属进一步扩散和蓄积。

5. 加强公众教育和宣传加强对水体重金属污染危害的宣传和教育,提高公众对环境保护的意识和环保法规的执行力度,促进社会各界与政府共同参与水污染的治理工作。

海水中的重金属污染问题

海水中的重金属污染问题

海水中的重金属污染问题海洋是地球上最大的水体,也是生命之源,然而近年来,随着工业化和城市化的快速发展,海水中的重金属污染问题日益严重,给海洋生态系统和人类健康带来了严重威胁。

本文将就海水中的重金属污染问题进行探讨,分析其成因、影响以及解决方法。

一、重金属污染的成因1. 工业废水排放工业生产过程中会产生大量含有重金属的废水,如果这些废水未经处理直接排放到海洋中,就会导致海水中重金属浓度升高,造成污染。

2. 城市污水排放城市生活污水中也含有一定量的重金属,如果城市污水处理不当,直接排放到海洋中,同样会加剧海水中重金属的污染程度。

3. 油田开采油田开采过程中会产生大量含有重金属的废水,如果这些废水未经处理直接排放到海洋中,会对海洋生态系统造成严重破坏。

4. 船舶废弃物排放船舶在航行过程中会产生废弃物,其中可能含有重金属物质,如果这些废弃物随意丢弃到海洋中,会加剧海水中重金属的污染。

二、重金属污染的影响1. 生物富集海水中的重金属会被生物吸收富集,进而进入食物链,最终影响人类健康。

2. 生态系统破坏海水中的重金属污染会对海洋生态系统造成破坏,影响海洋生物的生长和繁殖,破坏生态平衡。

3. 水质恶化重金属污染会导致海水水质恶化,影响海洋生物的生存环境,减少海洋资源的可持续利用。

4. 人类健康风险海水中的重金属污染会通过食物链进入人体,长期摄入会对人体健康造成危害,引发各种疾病。

三、重金属污染问题的解决方法1. 加强监管加强对工业废水、城市污水、油田开采废水、船舶废弃物等的监管,确保不含重金属的废水得到妥善处理,不得直接排放到海洋中。

2. 推动清洁生产鼓励企业采用清洁生产技术,减少生产过程中对重金属的使用,降低废水中重金属的含量。

3. 加强治理技术研发加大对海水重金属污染治理技术的研发力度,提高重金属污染的治理效率和水平。

4. 提倡绿色生活倡导绿色生活理念,减少对环境的污染,从个人做起,共同保护海洋环境。

5. 国际合作加强国际间的合作与交流,共同应对海水中的重金属污染问题,共同维护全球海洋生态环境。

水环境重金属元素污染现状分析

水环境重金属元素污染现状分析

水环境重金属元素污染现状分析水环境重金属元素污染一直是环境保护领域的热点问题之一。

随着工业化和城市化进程的加快,大量的重金属元素被排放到水体中,给水环境带来了严重的污染。

为了更好地了解目前水环境重金属元素污染的现状,本文将对其进行深入分析,为相关领域的研究和治理工作提供参考。

一、水环境重金属元素污染的来源水环境重金属元素污染主要来源于工业废水、生活污水和农业排放等。

工业废水中含有大量的重金属元素,如铅、镉、汞、铬等,这些重金属元素会随着工业生产过程中的废水排放到水体中,严重影响水质。

生活污水中也含有大量的重金属元素,如铜、锌、镍等,这些重金属元素主要来自于生活用品、医药品和化妆品等的排放。

农业排放则主要来自于农药和化肥的使用,这些化学品中含有大量的重金属元素,会随着雨水的冲刷而流入水体,造成水质污染。

1. 大气降尘导致的污染随着城市化进程的加快,大量的重金属元素被工业废气排放到大气中,其中的重金属元素会随着降雨和雪的沉淀而落入水体中,导致水环境重金属元素污染。

特别是在工业密集的地区,大量的重金属元素被大气降尘所污染,给水环境带来了极大的压力。

2. 工业废水排放工业废水中含有大量的重金属元素,这些重金属元素会被排放到水体中,造成水质污染。

特别是一些重工业和化工企业,它们的废水中含有大量的有毒重金属元素,严重危害了周边地区的水环境。

3. 农业排放农业中的化肥和农药中含有大量的重金属元素,特别是铅、汞等有毒重金属元素对水环境造成了严重的污染。

这些化肥和农药随着雨水的冲刷而流入水体,对水环境造成了不可逆转的破坏。

1. 对水生生物的危害重金属元素对水生生物具有很大的毒性,它们会累积在水生生物体内,对其造成严重的毒害。

特别是一些有毒重金属元素如汞、铅等,会对水生生物的健康和生长造成极大的危害。

2. 对人类健康的威胁水环境重金属元素污染对人类健康造成了严重的威胁。

人类通过饮用受污染的水或食用受重金属污染的水产品,都会摄入大量的重金属元素,对身体造成损害。

水体中重金属污染物的去除

水体中重金属污染物的去除

水体中重金属污染物的去除在当今社会,环境污染已经成为了人们重要的社会问题之一。

而水污染尤为突出,其中重金属是一种非常危险的水体污染物。

重金属来源广泛,包括工业废水、农业废水、生活废水等。

这些废水含有重金属,对人体健康和环境造成极大的威胁。

因此,对水体中重金属污染物的去除成为了环保领域研究的热点。

下面将从三个方面来探讨水体中重金属污染物的去除。

一、化学方法化学方法是一种广泛运用的水污染物去除方式。

其主要特点包括操作简单、试剂易得、去除效果显著等。

然而,这种方法的副作用也不容忽视,如试剂使用过量会导致新的污染,而且化学方法在使用的过程中往往需要进行大量的中和处理,导致废弃的中和剂较难处理。

二、生物方法生物方法是近年来发展起来的一种水污染物去除方式。

其主要特点是绿色环保、副作用少等。

生物方法中最常见的是微生物法。

微生物法利用微生物对重金属污染物进行吞噬降解,而不会对水体和生态环境造成任何伤害。

但是,这种方法同样存在一些问题,如微生物对环境的要求过高、操作复杂等。

三、物理方法物理方法也是一种常见的水污染物去除方式。

其主要特点是不会产生新的污染源、去除效果稳定。

物理方法中,离子交换法已经被广泛应用。

离子交换法利用含有阴离子基团和阳离子基团的交换树脂,通过与重金属离子发生络合反应达到去除的效果。

但是,这种方法其去除效果受到水体pH值的影响,至高点和至低点均不适宜。

以上是目前常见的三种去除水体中重金属污染物的方法。

虽然每种方法都有其优点和缺点,但在实际操作中往往需要综合运用来提高污染物去除的效率。

比如,在化学处理中,我们可以利用物理方法对处理过程进行监测,以防使用过多试剂;在生物处理中,我们可以加入适当的愈伤组织来促进微生物的生长。

在实际应用中,需要根据不同的情况来选择不同的水体重金属污染物去除方式。

综上所述,水体重金属污染物的去除是长期的、紧迫的环保任务。

要解决这一问题,需要在政府、企业和个人等各个领域共同努力。

城市水体中重金属污染物的来源与处理技术研究

城市水体中重金属污染物的来源与处理技术研究

城市水体中重金属污染物的来源与处理技术研究摘要:城市水体中重金属污染物的存在给人们的生活和健康带来了严重的威胁。

本文通过对城市水体中重金属污染物来源与处理技术的研究,介绍了重金属污染物的主要来源、对环境和健康的影响,以及当前常用的处理技术。

讨论了各种处理技术的优缺点,并提出了未来的研究方向,以期为城市水体重金属污染治理提供参考。

1. 引言城市化进程的快速发展导致城市水体中的重金属污染问题日益严重。

重金属污染物对环境和人类健康产生负面影响,因此寻找有效的处理技术成为了当务之急。

2. 重金属污染物的来源城市水体中的重金属污染物主要来自以下几个方面:2.1 工业废水:工业生产过程中排放的废水含有大量的重金属污染物,如铅、镉、铬等。

2.2 农业活动:农田中使用的农药和化肥中可能含有重金属,这些重金属通过农田的排水进入城市水体。

2.3 城市排放物:车辆尾气和城市生活污水中的重金属物质通过排放进入城市水体。

2.4 大气沉降:大气中的重金属物质可以通过降雨形式沉降到城市水体中。

3. 重金属污染物的影响重金属污染物的存在对环境和人类健康产生广泛的影响。

3.1 对环境的影响:重金属污染物会积累在水体中,破坏生态平衡,威胁水生生物的生存和繁殖。

3.2 对人体健康的影响:长期接触重金属污染物可能导致慢性中毒,损伤各种内脏器官,影响生殖和免疫系统功能。

4. 常用的重金属污染物处理技术目前,有多种技术可以有效处理城市水体中的重金属污染物。

4.1 物理处理技术:包括沉淀、过滤和吸附等,通过物理手段将污染物从水体中分离出来。

4.2 化学处理技术:如电解法、络合沉淀法等,通过化学反应将重金属污染物转化为无害物质。

4.3 生物处理技术:包括植物吸附、微生物降解等,利用生物体的吸附和降解能力来清除重金属污染物。

4.4 高级氧化技术:如Fenton法和光催化等,利用强氧化剂来分解重金属污染物。

5. 处理技术的优缺点不同的处理技术具有各自的优缺点。

试论重金属污染水体的环境保护处理技术

试论重金属污染水体的环境保护处理技术

试论重金属污染水体的环境保护处理技术工业化时代给人们带来越来越繁荣的经济,但是在环境方面也付出相当惨重的代价。

社会各界逐步提高对重金属污染情况的重视程度,水污染是工业重金属排放的主要形式。

现阶段环境污染以及治理问题,主要是将工业重金属污水排放作为核心内容。

金属元素难以消除以及危害性较大,是重金属污水的明显特征,部分重金属甚至含有剧毒。

还有些重金属元素会致癌,直接威胁人们的生命健康。

一、明确重金属水体污染Cd、Cr、Mn、Ni、Pb、Hg、Ge、Co、Zn等元素都会对水体造成严重的重金属污染。

在通常的状态下,及其微量的金属元素是不会对水体产生污染,但是这些金属元素一旦超过一定的标准时,就会对水体产生一定污染危害。

在自然界下的水质当中本身会含有一定的金属元素,但是这些金属元素含量及其微小不会对水质产生影响,因此,在自然状态下水质中的重金属元素不会对水质和水中的动植物产生影响。

但是由于人为因素向水中排放大量的重金属元素,除非使用相对应的处理方法,否则很难在自然状态下进行沉淀和过滤。

按照排放量进行排名主要的工业排放企业包括:矿产资源企业、金属熔炼企业、化工企业、造纸相关行业、制革产业、染烫行业等等,在这些工业领域中排放大量的污水同时带有Ni,Pb,Cd,Cr,Hg等重金属元素。

重金属超标的污水中是含有一定的毒性,不仅仅会对水质中的生物产生影响,重金属污水还会通过地下水污染地层水源,水源被植物吸收后会在植物体内进行沉积,人类或者是动物吃了吸收了重金属污水的植物后会对身体产生一定的毒副作用。

二、科学应用重金属污水处理技术从社会舆论以及环境研究角度来说,含有重金属污水的处理以及净化方法已经成为最重要的内容。

物理方法、化学方法以及生物方法。

是现阶段处理重金属污水的三种主要方法,需要结合实际对其进行科学选择,实现对重金属污水的恰当处理,改善污染问题。

1.物理方法处理重金属污水可用多种物理方法开展重金属污水的处理工作,最为常见的就是吸附法。

微生物清除水体中重金属污染的研究

微生物清除水体中重金属污染的研究随着人类社会的不断发展,环境污染成为了我们必须要面对的一个难题。

其中,水污染作为一种影响最直接的环境污染之一,对我们的日常生活、经济社会发展以及生态保护都带来了极大的影响。

而水中重金属污染又是水污染中最为严重的一种情况,是我们需要重点关注和解决的问题之一。

在这个问题上,微生物清除水体中重金属污染的研究成为了一个备受关注的话题。

那么,什么是微生物呢?简单来说,微生物是包括细菌、真菌、病毒等在内的微小生物体,是自然界中一种极为重要的生物类群。

微生物既可以生存于自然环境中,也可以栖息在人类生活的各个角落,又是环境治理的一个重要手段。

针对水体中的重金属污染,微生物清除技术成为了一个广泛研究的领域,并取得了较好的应用效果。

一、水体中重金属污染的现状和影响水体中的重金属污染是指由人为活动或自然因素导致水体中出现的重金属元素超标的情况。

重金属元素是指密度大于4.5g/cm³,原子量大于20的元素,如铅、镉、汞、铬等。

这些元素长期存在于水体中,会对人类健康和生态环境造成极其严重的危害。

首先,水中重金属的超标会直接影响人类的健康。

例如,铅超标易导致神经系统损伤,对于儿童的影响尤为明显,可导致智力下降,甚至死亡;镉超标会对人体肝、肺、肾等器官造成损伤,引起肾病;汞超标经皮肤、呼吸道进入人体后可引起急性中毒或慢性中毒等症状。

其次,水中重金属的超标还对生态环境造成了很大的破坏。

重金属元素会对水体生态环境中的各种生物产生直接影响,对于生态平衡的破坏和生物类群的损害极为严重,导致的后果难以估量。

二、微生物清除水体中重金属污染的原理及应用重金属在水中的“自净”过程较为缓慢,需要借助环境因素,如溶液的氧化还原电位、pH值等,才能发生反应。

而利用微生物对水体中重金属进行清除是一种高效、符合环保的方法。

微生物清除水体中重金属的原理是:通过微生物代谢活动,将重金属离子还原成相对稳定的化合物,并将其转化为可进行沉淀下降或固定的不同形式。

水体重金属污染及处理技术

水体重金属污染研究现状及治理技术摘要:随着人口的日益增长和工业的迅猛发展,大量污染物被排放到水体中,造成了严重的环境污染和生态破坏,特别是水体重金属污染是危害最严重的的水污染问题之一。

本文介绍了水体重金属污染现状及危害,论述了水体重金属污染的研究进展,并着重介绍了水体重金属污染处理方法和修复技术。

关键字:水体污染;重金属;治理方法;修复技术引言水环境是一个开放和动态的体系,其中生物与非生物环境是相互关联和相互作用的[1]。

未经达标处理的废水排入自然水体中,可导致污染物(如重金属)浓度超过其环境容量,进而破坏水体生态功能,造成水环境污染[2]。

水体中的重金属污染主要来自两部分:自然源和人为源[3]。

自然源主要是岩石风化的碎屑产物,通过自然途径进入水体中的重金属。

人为污染源主要包括矿山开采、金属冶炼加工及化工生产废水、化石燃料的燃烧、施用农药化肥和生活垃圾等人为污染源。

其中人为污染源使得重金属污染物事故性的排放,对水体的危害最为严重[4]。

水体中的重金属具有稳定性、难降解性、亲脂性、持久性和高度危害性等特点[5-8],并且随着人类的活动造成水体污染的重金属的数量和种类急剧增多,引起了严重的生态系统问题[9]。

因此针对水体重金属污染问题,各国政府都已经采取相应的手段进行处理和修复。

但是,目前如何正确的、有效的处理水体重金属的污染仍是科研工作者和各广大环保工作者研究的热点之一。

本文主要对水体重金属污染现状及危害,研究进展及治理方法和处理修复技术进行综述。

1 水体重金属污染现状及危害大量重金属的存在给水体生态系统造成了严重的危害,使得环境重金属污染日趋严重,水体重金属污染已经成为国内外亟需解决的环境问题[10,11]。

中国首次严重的水体重金属污染出现在1983年的京杭运河的杭州段[12],根据不同文献的报道和研究[13-15]显示中国七大水系:珠江水系、长江水系、太湖水系、淮河水系、黄河水系、海河水系、松辽水系都不同程度的受到重金属的污染。

水体重金属污染的危害及其治理

水体重金属污染的危害及其治理水体重金属污染是指水体中存在超出环境容许的、可能对人身体健康和环境造成危害的金属物质。

这些重金属来自于各种工业废水、采矿活动、农业排放和城市污水等。

水体重金属污染是当前严重的环境问题,引起了广泛关注。

本文将就水体重金属污染的危害及其治理进行探讨。

一、水体重金属污染的危害水体重金属污染对人类和生态环境都具有严重的危害。

1.对人体的危害重金属污染的水体经过饮用或食用水产品进入人体后,会积聚在体内,长期摄入会导致生殖系统、神经系统、免疫系统等多个系统的损害。

一些重金属如铅、镉等还会对儿童的智力和身体发育产生严重影响。

2.对生态环境的危害水体重金属污染还会对水生生物和生态系统产生危害。

重金属的积累会干扰水生生物的正常生长和繁殖,对水生生态系统造成破坏,甚至引起生态链的崩溃。

二、治理水体重金属污染的方法为了减轻水体重金属污染的危害,需要采取有效的治理措施。

1.加强源头治理首先要加强对工业废水、采矿废水、农业排放和城市污水的管理和监控,减少重金属污染物的排放。

对于重金属污染的重点行业和重点区域,要加大执法力度,严格进行监管,确保不出现违法排放情况。

2.采取治理技术手段利用一些现代的水处理技术,如化学法、生物法、膜分离技术等对污染水体进行治理。

生物修复技术是一种较为环保的方法,通过运用微生物、植物等生物资源来降解重金属污染物,达到净化水体的目的。

3.开展综合治理除了单独采取针对水体重金属污染的治理措施外,还需要和其他环境治理工作相结合,开展综合治理。

比如结合土壤修复、植被恢复等工作,从多方面减少重金属的排放和扩散。

4.加大科研力度通过开展水体重金属污染治理的科研工作,发展新技术、新方法,提高治理效率和水体净化效果。

5.加强宣传和教育通过加强宣传和教育工作,提高公众对水体重金属污染问题的认识,增强环保意识,形成全社会共同参与治理的氛围。

三、加强水体重金属污染的监测和评估加强水体重金属污染的监测和评估对于治理工作的开展具有重要意义。

水体重金属污染的危害及其治理

水体重金属污染的危害及其治理水体重金属污染是近年来广泛关注的环境问题,其对人类健康和生态系统造成了严重威胁。

本文将从水体重金属污染的来源、危害及其治理措施等方面展开阐述。

一、水体重金属污染的来源水体重金属污染是指水体中存在过量的铅、汞、镉、铬等金属元素,其主要来源包括工业生产废水、农业化肥和农药、医疗废水以及城市生活污水等。

工业废水中的重金属污染是水体重金属污染的主要来源之一,各种工业生产过程中产生的含有重金属的废水直接排放到河流或湖泊中,导致水体中的重金属含量超标。

二、水体重金属污染的危害1. 对人体健康造成危害水体重金属污染会对人体健康造成直接危害,例如过量摄入镉会导致肾脏病变和骨质疏松症,汞则会影响中枢神经系统和造血系统,严重影响人体健康。

一些生活中常见的水产品,如鱼类和贝类,因为生活在受重金属污染的水域中,会积聚大量重金属,长期食用这些受污染的水产品会对人体健康造成潜在危害。

2. 对生态系统造成破坏水体重金属污染还会对生态系统造成破坏,影响水中生物的生长和繁殖。

重金属对水生物的毒性作用很大,尤其是对水生植物和浮游生物,会导致水生植物死亡,浮游生物数量减少,破坏水生生态系统的平衡。

三、水体重金属污染的治理措施1. 改善工业生产过程,减少重金属排放工业生产过程是水体重金属污染的主要来源,因此对工业生产过程进行改善是治理水体重金属污染的首要任务。

通过技术创新和设备更新,减少工业生产过程中产生的含有重金属的废水,提高废水处理的效率,降低重金属排放量。

2. 加强工业排污管理和监控加强对工业企业的排污管理和监控,建立完善的监测体系和排污许可制度,严格控制工业废水中重金属的排放,建立重金属排放的台账和数据报送制度,确保重金属排放在国家标准以内。

3. 加强生活污水处理生活污水中也含有一定量的重金属元素,对生活污水进行有效处理,减少重金属污染物的排放。

建立健全的城市污水处理系统,对生活污水中的重金属进行有效去除,降低对水体的污染。

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水体重金属污染的处理研究摘要:目前,水体重金属污染已成为主要的环境问题,其处理方法越来越多。

本文主要从物化、化学、生物学方法等介绍除去水中的重金属离子,为水体重金属污染的治理提供参考。

关键词:水; 重金属; 处理方法Research of removing heavy metal pollutants in waterAbstract:Recently, heavy metal pollution in water was a critically enviromental problem. This paper introduces the methods of eliminating heavy metal ions in water and supplies references to environmental harness.Key words:water; heavy metal; treatment method近年来,由于工业的发展引起局域水体的重金属超标严重,已成为重要的环境污染问题。

不仅影响水资源的有效利用,而且对公众健康产生极大的影响。

因此,如何除去和净化水体中的重金属离子成为当今环境研究的热点之一,本文就此方面研究作一介绍。

1 物理化学方法除去水中重金属的物理化学方法有吸附、离子交换、微滤膜、反渗透、电渗析法等。

在这些方法中,吸附法是普遍使用的方法之一;吸附剂种类很多如活性炭、粘土、粉煤灰、泥炭、树皮、几丁质、苔藓、海藻、稻壳等。

其中活性炭具有特殊多孔结构,巨大的表面积和高吸附容量,无疑是除去水中重金属最广泛使用的吸附剂;然而它的非选择性、高质量、高成本限制其使用。

因此,对一些来源广、低成本吸附材料除去水中Hg、Cd、Ni、Cr(VI)、Cr(III)、Ag、Pb、Sb等重金属离子进行大量研究,如Hui等[1]使用煤飞灰及其合成产物除去水中多种重金属离子。

有关吸附剂除去重金属离子机理主要涉及离子交换、表面吸附、化学吸附、络合等。

Brown等[2]对17种泥炭研究发现,它们对重金属离子的吸附容量与泥炭上存在的可交换离子如Ca、Mg离子等数量有关。

用磷酸盐岩(PR)对铅、铜和锌吸附研究中,吸附容量分别为138、114、83.2mmol/kgPR;三者同时存在,由于竞争作用使每一金属的吸附容量比其单独时分别减少到15.2%、48.3%和75.6%;PR对铅的固定主要是形成不溶性Pb10(PO4)6F2,占总铅固定的78.3%,21.7%归于表面吸附或络合作用;而74.5%Cu和95.7%Zn的固定归于表面吸附或络合作用[3]。

Hui等[1]研究证明煤飞灰除去水中重金属离子的机制为离子交换和吸附作用。

有人将蟹壳经酸碱等一系列处理,利用其壳聚糖的螯合能力和离子交换作用吸附镍,使镍离子降低到亚十亿级水平[4]。

Brown等[2]在其综述中,阐述泥炭除去重金属离子的机制还存在争议,不同的研究者得出不同的结论,与泥炭的类型、制备、方法学和被研究的金属等有关。

因此,不同的吸附剂吸附机制是不同的,同一吸附剂也可能同时存在几种机制。

吸附剂对重金属离子的吸附受多种因素的影响,Hui等[1]研究显示煤飞灰对重金属离子的吸附和选择性同反应体系、重金属离子初始浓度以及PH有关,离子浓度在300mg/L时,用煤飞灰合成的硅酸盐4A吸附能力大小为Cu2+ >Cr3+>Zn2+>Co2+>Ni2+,残余飞灰TFA2与TFA4.5为Cu2+>Cr3+>Zn2+>Co2+≈Ni2+,煤飞灰为Cu2+>Cr3+>Zn2+>Ni2+>Co2+。

溶液的酸碱度能明显改善吸附效率和吸附容量,吸附等温线符合Langmuir模型。

吸附剂经一些结构改造和处理后,吸附效果更好。

Jochova´等[5]用载钙的褐煤处理水中低浓度重金属,显示出特别有效去除能力。

粘土经酸碱等处理后,改变其化学成分和结构,增加对Ni、Cu、Zn金属离子的吸附容量,用其处理废水可达到相关重金属离子排放浓度[6]。

Kertman等[7]发现泥炭经硫酸改性后,可离解基团如磺酸基团的数量增加,从而使吸附容量增加。

其它方法如离子交换法是在离子交换器中借助离子交换剂来完成,含重金属的水通过交换剂时,交换剂上的离子同水中的重金属离子进行交换,达到去除水中重金属离子的目的。

此方法受交换剂品种、产量和成本的影响。

另外,几种物化方法的联用提高去除重金属污染物的效率值得深入研究,Shui等[8]人采用电极和离心技术联用去除ppm级的汞和铅效率分别达100%和98.3%。

2 化学方法在化学沉淀、氧化还原、电化学等化学方法中,化学沉淀法是去除重金属污染物经典方法之一。

固定水中的重金属离子是钙羟磷灰石特性之一,Sugiyama等[9]用钙的磷酸盐去除重金属离子的研究中,结果证明磷酸钙(3.9mmolCa2+/0.4gβ-Ca3(PO4)2)6小时能除去含Pb2+(4.2mmol/100ml)液中97%Pb2+,磷酸氢钙(2.3mmolCa2+/0.4gCaHPO4.2H2O)和磷酸二氢钙(1.6mmolCa2+/0.4gCa(H2PO4)2.H2O)分别完全去除2.6mmol/100ml和1.8mmol/100mlPb2+液中铅离子;磷酸氢钙能除去Cu2+、Co2+、Cd2+,而磷酸钙、磷酸二氢钙不能除去。

一些研究报道用钙羟磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2, CaHAp)固定溶液铅的机制是表面吸附铅,然后同钙羟磷灰石进行离子交换。

而另一些认为溶解的钙羟磷灰石提供形成铅羟磷灰石沉淀所需的磷酸根阴离子,反应如下:Ca10(PO4)6(OH)2(solid) + 14H+(aq)⇔10Ca2+(aq) + 6H2PO4-(aq)+ H2O,10Pb2+ (aq) + 6H2PO4-(aq) + H2O⇔Pb10(PO4)6(OH)2 (solid) + 14H+ (aq).他们的研究还提示比钙离子半径大的离子Pb2+易形成磷酸盐晶体,比钙离子半径小的离子Cu2+、Co2+、和Cd2+形成磷酸盐无定形化合物,并非离子交换。

在氧化还原方法中,利用电子和γ射线还原水中的铅和汞离子(降低价态),使其沉淀下来;3kGy射线能完全(99.9%)的去除1×10-3mol/L氯化汞中的汞离子,而40kGy射线仅能从1×10-3mol/L氯化铅液中去除96%铅离子,完全去除需要更强的射线[10]。

光催化还原重金属离子是去除其污染的一条新途径,日益得到重视,如用TiO2光催化剂在光照作用下将废水中的六价铬还原为三价铬,然后,调节酸碱度使其形成Cr(OH)3沉淀。

有研究报道在TiO2光催化剂能除去模拟废水中的二价铜离子[11]。

又如Khalil等[12]通过UV-VIS进行的光催化还原除去Hg(Ⅱ)的研究。

3 生物学方法近来去除水中重金属的研究重心已转移到生物净化领域,因生物净化重金属具有成本低、简便、不会带来二次污染等特点,有理想的效果和良好的应用前景。

3.1利用生物材料除去水中的重金属利用载体通过物理或化学方法将生物吸附剂经预处理固定后,制成生物反应器,吸附剂的机械强度和化学稳定性增强、使用周期延长、可以提高水处理的深度和效率、减少吸附-解吸循环中的损耗。

DNA作为生物聚合物,双螺旋结构使其有特殊功能如沟槽结合、嵌插结合和电子转移等,因水溶性和机械强度限制其应用;近来Nishi研究组用UV照射制备不溶性和耐核酸酶的DNA膜,并固定在多孔玻璃珠上,能除去插入DNA中的化合物和金属[13]。

Zhao等[14]在研究被固定化的DNA对金属离子Zn2+、Cu2+、Mg2 +、Ag+、pb2+、Cd2+的吸附能力时,结果显示Ag2+和Pb2+吸附量较大,中心离子如氯、硝酸根离子不影响铅的吸附,Zn2+、Cu2+和Cd 2+也能被吸附,但比银和铅少;然而镁不被吸附,因此,被固定化的DNA 能选择性集聚重金属离子。

有人对柏树皮、硬木树皮和松树皮去除重金属的能力进行研究,发现硬木树皮的吸收能力最强,且符合Langmuir吸附模型[15]。

3.2利用微生物去除水中的重金属3.2.1微生物的转化作用微生物在重金属化合物存在的环境中逐渐形成一定的抗性,并能生长、繁殖。

其代谢物及细胞自身的成分将重金属离子通过氧化还原和甲基化或去甲基化的作用,实现转变成低毒形态金属离子或沉淀物,达到去除重金属离子的目的。

如利用脱硫弧菌(Desulfovibrio desulfuricans)产生的酶将铀U(VI)还原为U(IV)后沉淀去除[16, 17]。

随分子生物学的发展,通过基因工程技术构建的工程菌日益受到环境研究人员的关注,无疑为去除水体重金属离子提供了巨大的潜力。

将编码汞离子还原酶的merA基因转化D.radiodurans得到的细菌可在6000rad/h的放射环境下将浓度极高的(30-50mmol/L)Hg转化成危害小的挥发性形态[18]。

3.2.2微生物的吸附作用细菌、真菌和藻类等微生物菌体表面带有大量负电荷以及有机高分子化合物,能有效的去除微量的重金属并浓缩至几千倍。

如螺旋藻(Spirulina)对重金属Cr3+、Cd2+、Cu2+最大吸附容量分别为122mg/g、159mg/g、128mg/g[19]。

Costa和Franca[20]发现活螺旋藻细胞对镉吸收量比其死细胞明显增多,然而镉的浓度为1.2mg/L时影响螺旋藻细胞生长和繁殖。

Chojnacka等[21]用螺旋藻除去水中微量重金属的研究中显示,生物累积容量和吸附程度与金属离子的种类有关,一些金属能有效的去除,微量成分吸附率(RD)大于50%有Os、Th、W、Zn、Cu、Cd、Hg,超微量成分吸附率大于50%有Rh、Hf、Pb、Zr,吸附率在20%左右的有Nb、Sc、Co、Ba、Ni;而溶液中金属离子浓度未改变的有Ce、La、Ge、Ti、Cs、Mo、As。

并在实验的基础上用螺旋藻处理铜厂排出的废水,处理后达到允许排放量。

影响微生物对重金属吸附能力的因素有微生物的种类和处理条件等,不同的微生物对重金属离子的吸附具有特异性,如死地衣形菌和侧孢芽孢杆菌对Cd(II)最大去除量分别为142.7和159.5mg/g,对Cr(VI) 最大去除量分别为62和72.6mg/g [22]。

用藻青菌去除镉和锰的研究中,结果显示吸附与活细胞的代谢状况无关,干细胞的吸附容量大于活细胞[23]。

Zhang等[24]报道干的斜生栅藻吸附铀比活细胞高。

Parker等[25]研究也得出类似的结论,铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)经2%甲醛或80℃热处理对铜的吸附比活藻高。

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