重金属污染现状

重金属污染现状 第 35 卷第 9 期 2006 年 9 月 辽 宁 化 工 Liaoning Chemical Industry Vol. 35 ,No. 9 September ,2006 水体重金属污染现状及治理技术 孟 , 周立岱 , 于常武 多 ( 辽宁工学院 , 辽宁 锦州 121001) 摘 : 要 介绍了水体重金属污染现状和危害 ,主要对水体重金属污染的治理 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 进行综述 ,包括 重金属废水处理技术和水体修复技术 ,并指出生物修复技术具有良好的应用前景 。 关 : 键 词 水体重金属污染 ; 治理技术 ; 生物修复 中图分类号 : 52 X 文献标识码 : A 文章编号 : 1004 0935 (2006) 09 0534 04 重金属污染是危害最大的水污染问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 之一 。 重金属通过矿山开采 、 金属冶炼 、 金属加工及化工 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 ,以及地质侵蚀 、 风化等天然源 形式进入水体 [1 ] ,加之重金属具有毒性大 、 在环境 中不易被代谢 、 易被生物富集并有生物放大效应 等特点 [2 ] 江、 、 珠江 黄河等河流携带入海的重金属污染物总 量约为 3. 4 万 t ,对海洋水体的污染危害巨大 。全 国近岸海域海水采样品中铅的超标率达 62. 9 % , 最大值超一类海水 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 49. 0 倍 ; 铜的超标率为 25. 9 % ,汞和镉的含量也有超标现象 [8 ] 。大连湾 60 %测站沉积物的镉含量超标 , 锦州湾部分测站 ,不但污染水环境 ,也严重威胁人类和水 生生物的生存 。目前 , 人们对水体重金属污染问 题已有相对深入的研究 , 同时采取了多种方法对 重金属废水和污染的水体进行处理和修复 。本文 主要对水体重金属污染现状及治理方法进行综 述。 1 水体重金属污染现状 我国水体重金属污染问题十分突出 , 江河湖 库底质的污染率高达 80. 1 %[3 ] 。2003 年黄河 、 淮 河、 松花江 、 辽河等十大流域的流域片重金属超标 断面的污染程度均为超 ?类 [4 ] 。2004 年太湖底 泥中 总 铜 、 铅 、 镉 含 量 均 处 于 轻 度 污 染 水 总 总 平 [5 ] 。黄浦江干流表层沉积物中 Cd 超背景值 2 倍 、 超 1 倍 、 含量明显增加 ; 苏州河中 Pb 全 Pb Hg 部超标 、 为 75 %超标 、 为 62. 5 %超标 [6 ] 。 Cd Hg 城市河流有 35. 11 %的河段出现总汞超过地表水 ? 类水体标准 ,18. 46 %的河段面总镉超过 ?类 水体 标 准 , 25 % 的 河 段 有 总 铅 的 超 标 样 本 出 现 [7 ] 。作者正在研究的葫芦岛市乌金塘水库钼污 染问题严重 ,钼浓度最高超标准值 13. 7 倍 。由长 排污口邻近海域沉积物锌 、 、 镉 铅的含量超过第三 [9 ] 类海洋沉积物质量标准 。国外同样存在水体重 金属污染问题 , 如波兰由采矿和冶炼废物导致约 50 %的地表水达不到水质三级标准 [10 ] 。可见 , 水 体重金属污染已成为全球性的环境污染问题 。 儿童和成人的身体健康乃至生命 [13 ] 。 如人体若摄取了过多的钼元素会导致痛风样 综合症 、 关节痛及畸形 、 肾脏受损 , 并有生长发育 迟缓 、 动脉硬化 、 结蒂组织变性等病症 [14 ] 。当前 , 儿童铅中毒 、 重金属致胎儿畸形 、 砷中毒等事件也 屡有发生 ,使重金属污染成为关系到人类健康和 生命的重大环境问题 。 3 水体重金属污染的治理方法 水体重金属污染治理包括外源控制和内源控 制两方面 。外源控制主要是对采矿 、 、 电镀 金属熔 炼、 化工生产等排放的含重金属的废水 、 废渣进行 处理 ,并限制其排放量 ; 内源控制则是对受到污染 的水体进行修复 。 收稿日期 : 204211 2006 作者简介 : (1981 - ) ,女 ,硕士研究生 。 孟 多 第 35 卷第 9 期 ,等 : 水体重金属污染现状及治理技术 孟 多 535 3. 1 重金属废水处理 3. 1. 1 沉淀和絮凝 沉淀作用通过提高水体 pH 值使重金属以氢 氧化物或碳酸盐的形式从水中分离出来 , 也有加 入硫化物沉淀剂使重金属离子生成硫化物沉淀而 被除去 。絮凝作用也应用于常规的污水处理中 , 普遍采用铁盐和铝盐作絮凝剂 , 通过与具有净化 功能的天然矿物联合 , 改性后可形成性能更优的 絮凝 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 。木质素磺酸盐也是一类性能优良的绿 色絮凝剂 , 引入羧酸基 、 磺酸基等基团后 , 其絮凝 沉降效果更佳 [11 ] 。 3. 1. 2 吸附法 吸附法是利用多孔性固态物质吸附水中污染 物来处理废水的一种常用方法 [12 ] 。 (1) 活性炭吸附是一种较早地被应用于生产 的净水技术 。目前 , 颗粒活性炭 、 粉状活性炭 、 活 性炭纤维 、 炭分子筛 、 含碳的纳米材料等相继问 世 ,着重研究活性炭表面改性技术和水处理设备 的改进 。 (2) 矿物吸附剂表面研究已深入到分子水 平 ,对具有一定吸附 、 过滤和离子交换功能的天然 矿物进行合理改性是提高环境矿物材料性能的新 途径 [13 ] 。研究表明膨润土的改性方法主要有两 种 [14 ] :一是活化法 , 二是添加无机或有机化合物 改进剂改性 。改性后得到的钙基膨润土对 Cu2 + 的吸附率提高到 94 %[15 ] 。通过铁氧化物改变石 英砂的表面性质 , 所得到的吸附剂对 Cu 、 、 Pb Cd [16 ] 的去除率达 99 % ; 另发现精炼油页岩产生的 固体副产品能够有效去除水溶液中的 Pb2 + 、 2 + Cu 2+ [17 ] 和 Zn 等 ; 目前 , 作为一种天然易得且高效廉 价的吸附剂 ,矿物材料在环境治污领域的开发得 到了很高的重视 。 (3) 壳聚糖 、 木质素等天然吸附剂也有广泛 应用 : 利用悬浮交联和复合制备得到壳聚糖树脂 吸附剂和壳聚糖活性炭复合吸附剂 ,对 Pb2 + 的去 除率可达 90 %以上 [18 ] ; 牛皮纸木质素对 Cu2 + 的 吸附率为 27. 1 %[19 ] 。 3. 1. 3 离子交换法 以泥炭 、 木质素 、 纤维素等为原材料制成各种 离子交换树脂和螯合树脂可去除水体中的重金属 离子 ,其中螯合树脂不仅保有一般离子交换树脂 所具有的优点 , 又具备有机试剂所特有的高选择 性的特色 。离子交换纤维是一种新型纤维状吸附 与分离材料 , 具有比表面积大 、 传质距离短 、 吸附 和解吸速度快等优点 [20 ] 。采用引入了磺酸基基 团的强酸性阳离子交换纤维吸附 Cd2 + 、 2 + , 最 Pb 大吸附容量分别为 206. 6 mg/ L 和 105. 5 mg/ L 。 另外 ,用于重金属废水处理的方法还有电解 法、 反渗透法 、 膜分离法等 , 但上述方法都不同程 度地存在着成本高 、 能耗大 、 操作困难 、 易产生二 次污染等缺点 。 3. 1. 4 生物方法 生物方法是 20 世纪 80 年代随着生物技术的 发展而产生的一种重金属废水处理技术 。 ( 1) 微生物 目前用于重金属离子吸附的微生物主要有细 菌和真菌等 ,利用水体中的微生物或者向污染水 体中补充经驯化的高效微生物 , 在优化的条件下 经过生物还原反应将重金属离子还原或吸附成团 沉淀 。有研究表明 ,短杆菌株 HZM - 1 对 Zn2 + 的 最大吸附容量为 0. 64 mmol/ g ( 干细胞) ,大量被吸 附的 Zn2 + 能利用盐酸或 EDTA 处理解吸 , 解吸后 的菌株用氢氧化钠溶液进行处理可恢复吸附能 力 。目前对微生物吸附重金属采用固定化工艺制 备成生物吸附剂使其具有其它商用吸附剂的特 性 ,同时克服了吸附重金属离子后的菌体与溶液 分离成本高 、 效率低的缺陷 。芽孢杆菌可被固定 化制成无生命的颗粒状产品 , 用于废水中金属离 子的回收 。生物吸附技术在吸附性能 、 吸附效率 、 运行成本和对环境影响等方面都优于其它方法 , 且在理论上和技术上都有了一定的发展 , 已在水 处理方面有一些工业应用 。今后运用基因工程 、 细胞工程等先进的生物技术 , 生物吸附技术在处 理水体重金属污染方面具有广阔的应用前景 。 ( 2) 植物 植物修复是利用绿色植物来转移 、 容纳或转 化污染物使其对环境无害 ,主要通过植物吸收 、 植 物挥发 、 植 物吸附和根际过滤等方式来积聚或清 除水体中的重金属 。植物修复技术自诞生以来 , 在全世界得到了迅速应用和发展 。目前发现的重 金属超积累植物有 700 多种 , 凤眼莲 、 水芹菜 、 香 蒲、 、 芦苇 香根草等都对重金属具有良好的吸收积 累效应 。利用水生植物净化重金属污水 , 目前应 用较多的是人工湿地技术和生物塘工程 。凡口铅 辽 宁 化 工 2006 年 9 月 536 锌矿用 “宽叶香蒲人工湿地 稳定塘” 系统治理尾 矿废水 ,铅 、 、 镉 铜的浓度都有显著下降 ,净化效果 明显 。 ( 3) 动物 水体底栖动物中的贝类 、 甲壳类 、 环节动物等 对重金属具有一定富集作用 。如三角帆蚌 、 河蚌 2+ 2+ 2+ 对重金属 ( Pb 、 Cu 、 等) 具有明显自然净化 Cr 能力 。但此法处理周期长 ,费用高 ,因此目前水生 动物主要用作环境重金属污染的指示生物 , 用于 污染治理的不多 。 3. 2 水体治理技术 3. 2. 1 底泥疏浚 理是将生态系统结构与功能应用于水体净化 , 充 分利用自然净化与水生植物系统中各类水生生物 间功能上相辅相成的协同作用来净化水质 。如在 水体中适当种植对重金属具有吸附作用的浮水植 物和挺水植物 、 投撒菌种和养殖水生动物 ,可达到 既净化水质 , 又改善生态环境的目的 。生物修复 技术符合可持续发展原则 , 目前已成为全世界普 遍关注的水环境修复技术 , 这种廉价实用的技术 也很仕用于我国江河湖库大范围的污水治理 。但 生态修复技术也存在一些问题 , 如生长性强的水 生植物易形成单优群落 , 被重金属饱和后的植物 以及水生生物排泄物和尸体堆积形成的污泥等会 产生负面环境效应等都有待研究解决 。 底泥疏浚是一种能够有效降低重金属污染负 荷的水污染治理方法 , 主要控制水体内源污染 。 国内外目前广泛应用的环保疏浚利用机械疏浚方 法来清除江河湖库污染底泥 ,在挖泥 、 输送过程中 和疏浚工程完成后对环境及周围水体的影响都较 小 。我国太湖五里湖区生态疏浚工程治理重金属 污染效果良好 , 减少了底泥和水体中的重金属含 量 。环保疏浚技术是复杂的系统工程 , 对操作精 度要求较高 ,目前环保疏浚业普遍致力于改造和 设计环保疏浚设备 , 以提高疏浚工程的针对性和 高效性 。 3. 2. 2 引水截污 减少进入水体的污染物总量是水体修复的前 提条件 ,通过截流河道 、 截污管道等截污工程将污 水引入污水处理厂进行处理 , 然后循环利用或排 入水体 , 可以有效阻止重金属废水向水体排放 。 在截污的基础上 , 通过适当引水 、 补水缩短河流 、 湖泊等水体的换水周期 ,促进水体交换 ,加快重金 属迁移速度 , 可降低水体中的重金属浓度 。引水 截污在我国有很多工程实例 ,水体修复效果良好 。 3. 2. 3 生态修复技术 水体生态修复技术利用参与生物修复过程的 生物类群 , 包括微生物 、 植物 、 动物以及它们构成 的生态系统对污染物进行转移 、 转化及降解作用 , 从而使水体得到净化的技术 。具有处理效果好 、 耗能少 、 工程造价和运行成本低等优点 ,还可以与 绿化环境及景观改善结合起来 , 实现生态修复的 最大效益 。 目前国际和国内应用的生态修复技术包括人 工浮岛 、 人工湿地 、 水生植物净化景观化等 , 其原 4 结 语 重金属多为非降解型有毒物质 , 不具备自然 净化能力 , 一旦进入环境就很难从环境中去除 。 目前重金属污染的治理方法以物理化学方法为 主 ,生物修复技术作为一种更经济 、 更高效 、 更环 保的治理技术也受到广泛关注 。随着生物技术的 发展 ,生物修复技术的可行性和有效性将逐渐加 强 ,在治理和防治重金属污染方面将发挥更大作 用 ,前景十分广阔 。 参 考 文 献 [1 ] K. 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The steel - structure’ fire - proofing coatings which is attached to the steel - structure also develop quickly. the current situa s 2 tion of the steel - structure’ nano - fire - proofing coatings was introduced in this paper. And the interesting areas and development s trend of the steel - structure’ nano - fire - proofing coating was forecasted. s Key words : Nano - fire - proofing coating ; Steel - structure ; Current situation and forecasts its future development ( 上接第 536 页) 总局 [8 ] 中国近岸海域环境质量公报 (2001 年) . 国家环境保护 [9] 2003 年辽宁 省海洋环境质量公报 . 辽宁省海洋与渔业 厅 . 2004. 4 [10 ] 刁维萍 ,倪吾钟 , 倪天 华 , 等 . 水环境重金属污染的现 状及其 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 . 广东微量元素科学 . 2004 ,11 (3) :1 ? 5 [11 ] 刘佳佳 , 康勇 . 绿色试剂 — 天然高分子絮凝剂的研究 与利用进展 . 化学工 业与工程 . 2005 ,22 (6) :476 ? 481 [ 12 ] 李江 ,甄宝勤 . 吸附法处理重金属废水 的研究进展 . 应 用化工 . 2005 ,34 (10) :591 ? 594 [13 ] 鲁安怀 . 环境矿物材料 在土壤 、 水体 、 大气污染治理中 利用 . 岩石矿物学杂志 . 1999 ,18 (4) :292 ? 300 [14 ] 李梦耀 ,车红荣 . 膨润土的改性研究及在污水治理中 的应用 . 长安大学学报 ( 建筑与环 境科学版 ) . 2004 ,21 (2) :42 ? 45 Heavy Metal Pollution of Water Body and Treatment MENG Duo , ZHOU Li2dai , YU Chang2wu Abstract : The present situation and the harm of water heavy metal pollution were introduced in this paper. The treatments of the heavy metal pollution including heavy metal sewage treatments and water body remediation technology were chiefly summarized. Then that bioremediation was promising in the practical field was pointed out Key words : Heavy metal pollution of water body ; Treatment ; Bioremediation YANG Qin2feng , G AO Hong , ZHANG Jing2yuan [15 ] 朱一民 ,王忠安 , 苏秀娟 , 等 . 钙基膨润土对水相中铜 离子的吸附 . 东 北大学学报 ( 自然科学版 ) . 2006 , 27 (1) : 99 ? 102 [16 ] 韩润平 ,宋建梅 . 活 性氧化铁/ 石英砂吸附剂去除水体 中的重金属 . 江苏环境科学 . 2000 ,13 (3) :11 ? 12 [17 ] H. Gharaibeh , W. Y. Abu - El - Sha ’ Removal of se2 S. r. lected heavy metals from aqueous solutions using a solid by product from the Jordenian oil shale refining. Environmental Geology 39 (2) :113 ? 116 [18 ] 易琼 ,叶菊招 . 壳聚糖 吸附剂的制备及其性能 [J ] . 离 子交换与吸附 . 1996 ,1 (1) :19 ? 23 [19 ] Sciban , M. K M. lasnja. Wood sawdust and wood originate materials as adsorbents for heavy metal ions. 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