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技術(shù)文章

水體重金屬污染的治理方法

閱讀：2007發(fā)布時(shí)間：2011-1-21

　　總的來(lái)說(shuō)，水體重金屬污染修復(fù)治理采用以下兩條基本途徑，一是降低重金屬在水體中的遷移能力和生物可利用性；二是將重金屬?gòu)谋晃廴舅w中*清除。
　　
　　2.1物理化學(xué)方法
　　
　　2.1.1稀釋法
　　
　　稀釋法就是把被重金屬污染的水混入未污染的水體中，從而降低重金屬污染物濃度，減輕重金屬污染的程度。此法適于受重金屬污染程度較輕的水體的治理，這種方法不能減少排入環(huán)境中的重金屬污染物的總量，又因?yàn)橹亟饘儆欣鄯e作用，當(dāng)重金屬污染物在這些水體中的濃度達(dá)到一定程度時(shí)，生活在其中的生物就會(huì)受到重金屬的影響，發(fā)生病變和死亡等現(xiàn)象，所以這種處理方法目前漸漸被否定。
　　
　　2.1.2混凝沉淀法
　　
　　許多重金屬在水體溶液中主要以陽(yáng)離子存在，加入堿性物質(zhì)，使水體pH值升高，能使大多數(shù)重金屬生成氫氧化物沉淀。另外，其它眾多的陰離子也可以使相應(yīng)的重金屬離子形成沉淀。所以，向重金屬污染的水體施加石灰、NaOH、Na2S等物質(zhì)，能使很多重金屬形成沉淀去除，降低重金屬對(duì)水體的危害程度。這是目前國(guó)內(nèi)處理重金屬污染普遍采用的方法。例如黃明等[5]，采用化學(xué)分類(lèi)法對(duì)含鉻、銅、鎳的電鍍廢水,廢水進(jìn)行處理，取得良好效果。
　　
　　2.1.3離子還原法和交換法
　　
　　離子還原法是利用一些容易得到的還原劑將水體中的重金屬還原，形成無(wú)污染或污染程度較輕的化合物，從而降低重金屬在水體中的遷移性和生物可利用性，以減輕重金屬對(duì)水體的污染。例如，電鍍污水中常含有六價(jià)鉻離子（Cr6+），它以鉻酸離子（Cr2O72-）的形式存在，在堿性條件下不易沉淀且毒性很高，而三價(jià)鉻毒性遠(yuǎn)低于六價(jià)鉻，但六價(jià)鉻在酸性條件下易被還原為三價(jià)鉻。因此，常采用*及三氧化硫?qū)⒘鶅r(jià)鉻還原為三價(jià)鉻。
　　
　　離子交換法是利用重金屬離子交換劑與污染水體中的重金屬物質(zhì)發(fā)生交換作用，從水體中把重金屬交換出來(lái)，達(dá)到治理目的。經(jīng)離子交換處理后，廢水中的重金屬離子轉(zhuǎn)移到離子交換樹(shù)脂上，經(jīng)再生后又從離子交換樹(shù)脂上轉(zhuǎn)移到再生廢液中。這類(lèi)方法費(fèi)用較低，操作人員不直接接觸重金屬污染物，但適用范圍有限，并且容易造成二次污染。
　　
　　2.1.4電動(dòng)力學(xué)修復(fù)技術(shù)
　　
　　電修復(fù)法是20世紀(jì)90年代后期發(fā)展起來(lái)的水體重金屬污染修復(fù)技術(shù)，其基本原理是給受重金屬污染的水體兩端加上直流電場(chǎng)，利用電場(chǎng)遷移力將重金屬遷移出水體。Ridha等[6]提出，在一個(gè)碳的氈狀電極上，用電沉積法從工業(yè)廢水中除去銅、鉻和鎳的技術(shù)。另外，可以用電浮選法凈化含有銅、鎳、鉻和鋅等重金屬的工業(yè)污水。此外，近年來(lái)還有人把電滲析薄膜分離技術(shù)應(yīng)用到污水重金屬處理實(shí)踐當(dāng)中[7]。
　　
　　2.2生物修復(fù)法
　　
　　目前國(guó)內(nèi)外利用生物修復(fù)水體重金屬污染的研究很多，根據(jù)所用的生物對(duì)象不同，可分為以下三種。
　　
　　2.2.1植物修復(fù)法
　　
　　植物修復(fù)（Phytoremediation）是指利用特定植物實(shí)施污染環(huán)境治理的技術(shù)統(tǒng)稱(chēng)，通過(guò)植物對(duì)重金屬元素或有機(jī)物質(zhì)的特殊富集和降解能力來(lái)去除環(huán)境中的污染物，或消除污染物的毒性，達(dá)到污染治理與生態(tài)修復(fù)的目的。
　　
　　自從美國(guó)科學(xué)家Chaney[8]在1983年首先提出利用植物來(lái)清除重金屬污染的設(shè)想以來(lái)，很多國(guó)家開(kāi)展了植物修復(fù)技術(shù)的研究和應(yīng)用工作，并取得了長(zhǎng)足進(jìn)展。制約植物修復(fù)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，是要篩選出既能耐受重金屬污染又能大量富集重金屬的植物種類(lèi)。迄今為止，國(guó)內(nèi)外已有較多學(xué)者開(kāi)展了利用植物修復(fù)重金屬污染水體的研究,并得到了諸多有價(jià)值的成果，所采用的比較常見(jiàn)的植物有向日葵、燕麥、大麥、豌豆、煙草、印度芥菜、萵苣等。Salt等[9]研究指出，印度葵能從污水中積累不同的重金屬。陳俊等[10]研究指出，李氏禾適宜于濕生環(huán)境中生長(zhǎng)，且能對(duì)多種重金屬產(chǎn)生較強(qiáng)的富集作用，在Cr、Cu、Ni等重金屬污染水體的修復(fù)中表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。鳳眼蓮、水芹能很好地除掉污水中的Cd、Cr和Cu等重金屬[11]。
　　
　　2.2.2動(dòng)物修復(fù)法
　　
　　應(yīng)用一些優(yōu)選的魚(yú)類(lèi)以及其它水生動(dòng)物品種在水體中吸收、富集重金屬，然后把它們從水體中驅(qū)出，以達(dá)到水體重金屬污染修復(fù)的目的。水體底棲動(dòng)物中的貝類(lèi)、甲殼類(lèi)、環(huán)節(jié)動(dòng)物等也對(duì)重金屬具有一定富集作用。如三角帆蚌、河蚌對(duì)重金屬（Pb2+、Cu2+、Cr2+等）具有明顯自然凈化能力。但此法處理周期長(zhǎng)，費(fèi)用高，因此目前水生動(dòng)物主要用作環(huán)境重金屬污染的指示生物，用于污染治理的不多。牛明芬[12]發(fā)現(xiàn)蚯蚓對(duì)河流底泥中的Cd有明顯富集現(xiàn)象。蚯蚓還能影響土壤微生物存在的種類(lèi)、數(shù)量和活性[13]，而微生物與重金屬之間也存在著復(fù)雜的相互作用關(guān)系，影響著重金屬存在的種類(lèi)和有效性，因此可以改變植物對(duì)重金屬的吸收和轉(zhuǎn)移。Lasat認(rèn)為研究土壤動(dòng)物、微生物和植物之間的交互作用，對(duì)植物修復(fù)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展有重大意義[14]。
　　
　　2.2.3微生物修復(fù)法
　　
　　重金屬污染水體的生物修復(fù)機(jī)理主要包括微生物對(duì)重金屬的固定和形態(tài)的轉(zhuǎn)化。前者是微生物通過(guò)帶電荷的細(xì)胞表面吸附重金屬離子，或通過(guò)攝取必要的營(yíng)養(yǎng)元素主動(dòng)吸收重金屬離子，將重金屬富集在細(xì)胞表面或內(nèi)部；后者是通過(guò)微生物的生命活動(dòng)改變重金屬的形態(tài)或降低重金屬的生物有效性，從而減輕重金屬污染，如Cr6+轉(zhuǎn)變成Cr3+而毒性降低，As、Hg、Se等還原成單質(zhì)態(tài)而揮發(fā)，微生物分泌物對(duì)重金屬產(chǎn)生鈍化作用等[7]。研究表明，氰細(xì)菌和藻類(lèi)的菌絨可有效除去污水中的重金屬。硫酸還原細(xì)菌產(chǎn)生H2S,將重金屬離子還原為ZnS、CdS和CuS等水溶性極低的硫化物沉淀下來(lái)，達(dá)到治理重金屬污染的目的[15]。
　　
　　3結(jié)語(yǔ)
　　
　　重金屬多為非降解型有毒物質(zhì)，不具備自然凈化能力，一旦進(jìn)入環(huán)境就很難從環(huán)境中去除。目前重金屬污染的治理方法以物理化學(xué)方法為主，生物修復(fù)技術(shù)作為經(jīng)濟(jì)、、環(huán)保的治理技術(shù)也受到廣泛關(guān)注。利用超富集植物從水體中將重金屬提取到植物上部，人工收獲轉(zhuǎn)移，焚燒后用于提取重金屬，使其變廢為寶。因此生物修復(fù)技術(shù)的可行性和有效性將逐漸加強(qiáng)，在治理和防治重金屬污染方面將發(fā)揮更大作用,具有良好的應(yīng)用前景。

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