污染特点

As Hg Cr Pb Cu重金属污染特点与防治措施

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资环09—2 于方

重金属指比重大于4或5的金属，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、钒、

铌、钽、钛、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、锌等重金属是

生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活

动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒重金属污染指由重金

属或其化合物造成的环境污染。As Hg Cr Pb Cu等重金属一般以天然浓度广

泛存在于自然界中，但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活

动日益增多，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤中，

引起严重的环境污染超出正常范围，并导致环境质量恶化，以各种化学状态

或化学形态存在的重金属，在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移，

并通过大气、水、吃的食物进入人体，造成危害。

重金属污染的特点是:1、重金属污染与其他有机化合物的污染不同。

不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害

性降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。2、在重金属的开采、冶炼、加工过程中，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、

土壤，引起严重的环境污染。如随废水排出的重金属，即使浓度小，也可在

藻类和底泥中积累，被鱼和贝类体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。3、金属有机化合物(如有机汞、有机铅、有机砷、有机铜等)比相应的金属有

机化合物毒性要强得多；可溶态的金属又比颗粒态金属的毒性要大；六价铬

比三价铬毒性要大等等。4、重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的

相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中富集，如果超过人

体所能耐受的限度，会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等，对人

体会造成很大的危害。5、重金属在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布，

而底泥往往是重金属的储存库和最后的归宿。重金属不能被生物降解，但具

有生物累积性，可以直接威胁高等生物包括人类，有关专家指出，重金属对

土壤的污染具有不可逆转性，已受污染土壤没有治理价值，只能调整种植品

种来加以回避。因此，底泥重金属污染问题日益受到人们的重视。

重金属废水处理的方法有很多，可分为两大类：一类是使溶解性的重金属转变为不溶或者难溶的金属化合物，从而将其从水中除去。另一类是在不改变重金属化学形态的情况下进行浓缩分离，例如反渗透法、电渗析法、离子交换法、蒸发浓缩法等。以下介绍几种重要方法：

离子沉淀法：许多重金属在水体溶液中主要以阳离子存在，加入碱性物质，使水体pH值升高，能使大多数重金属生成氢氧化物沉淀。另外，其它众多的阴离子也可以使相应的重金属离子形成沉淀。所以，向重金属污染的水体施加石灰、NaOH、Na2S等物质，能使很多重金属形成沉淀去除，降低重金属对水体的危害程度。

离子交换法是利用重金属离子交换剂与污染水体中的重金属物质发生交换作用，从水体中把重金属交换出来，达到治理目的。经离子交换处理后，废水中的重金属离子转移到离子交换树脂上，经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。这类方法费用较低，操作人员不直接接触重金属污染物，但适用范围有限，并且容易造成二次污染。

电修复法是20世纪90年代后期发展起来的水体重金属污染修复技术，其基本原理是给受重金属污染的水体两端加上直流电场，利用电场迁移力将重金属迁移出水体在一个碳的毡状电极上，用电沉积法从工业废水中除去铜、铬和镍的技术。另外，可以用电浮选法净化含有铜、镍、铬和锌等重金属的工业污水。此外，近年来还有人把电渗析薄膜分离技术应用到污水重金属处理实践当中

植物修复是指利用特定植物实施污染环境治理的技术统称，通过植物对重金属元素或有机物质的特殊富集和降解能力来去除环境中的污染物，或消除污染物的毒性，达到污染治理与生态修复的目的。李氏禾适宜于湿生环境中生长，且能对多种重金属产生较强的富集作用，在Cr、Cu、Ni等重金属污染水体的修复中表现出广阔的应用前景。凤眼莲、水芹能很好地除掉污水中的Cd、Cr和Cu等重金属。

动物修复法应用一些优选的鱼类以及其它水生动物品种在水体中吸收、富集重金属，然后把它们从水体中驱出，以达到水体重金属污染修复的目的。而微生物与重金属之间也存在着复杂的相互作用关系，影响着重金属存在的种类和有效性，因此可以改变植物对重金属的吸收和转移。Lasat认为研究土壤动物、微生物和植物之间的交互作用，对植物修复技术的进一步发展有重大意义。重金属污染水体的生物修复机理主要包括微生物对重金属的固定和形态的转化。前者是微生物通过带电荷的细胞表面吸附重金属离子，或通过摄取必要的营养元素主动吸收重金属离子，将重金属富集在细胞表面或内部;后者是通过微生物的生命活动改变重金属的形态或降低重金属的生物有效性，从而减轻重金属污染，如Cr6+转变成Cr3+而毒性降低，As、Hg、Se等还原成单质态而挥发，微生物分泌物对重金属产生钝化作用等。

重金属污染土壤的治理方法：污染土壤的治理是根据污染物和土壤的物理、化学性质及存在状态，进行有效分离或其它处理，使土壤特性得以恢复和利用，减轻或消除污染物对生态环境的不良影响。重金属以其在土壤中难降解、毒性强、具有积累效应等特征受到科学家们的广泛关注，已成为多学科研究的活跃领域。重金属污染的治理途径主要有两种：一是改变重金属形态，使其由活化态转变为稳定态；二是从土壤中去除重金属，使其存留浓度接近或达到背景值。现有的重金属污染土壤修复技术主要包括换土法、化学修复、生物修复、电修复和热修复等。常用的物理及物理化学方法有热解法、电化学法和提取法等。

化学治理就是向污染土壤中投入改良剂、抑制剂，增加土壤有机质、阳离子代换量和粘粒的含量，改变土壤的物理化学性质，使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制等作用，以降低重金属的生物有效性。化学治理措施的优点是治理效果和费用适中，缺点是容易再度活化。