水体重金属污染治理

水体重金属污染治理

云南曲靖铬渣污染事件2011年8月，云南曲靖陆良化工实业有限公司将5222.38吨重毒化工废料铬渣非法倾倒，导致珠江源头南盘江附近水质受到严重污染，附近农村77头牲畜死亡，并对周围农村及山区留下长期的生态风险。

血铅超标事件频发不止2009年、2010年多地曝出的血铅超标事件，在2012年继续蔓延。1月，安徽怀宁县高河镇新山社区检测出228名儿童血铅超标；3月，浙江台州市路桥区峰江街道上陶村检测出172人血铅超标，其中儿童53人。浙江湖州市德清新市的海久电池股份有限公司被曝造成332人血铅超标，其中儿童99人；5月，广东省紫金县的三威电池有限公司被曝造成136人血铅超标，其中达到铅中毒判定标准的59人；9月，上海康桥地区25名儿童被测出血铅超标。导致上述血铅超标的污染源，几乎全是蓄电池企业。

广西龙江河镉污染事件

2012年1月15日，因广西金河矿业股份有限公司、河池市金城江区鸿泉立德粉材料厂违法排放工业污水，广西龙江河突发严重镉污染，水中的镉含量约20吨，污染团顺江而下，污染河段长达约三百公里，并于1月26日进入下游的柳州。这起污染事件对龙江河沿岸众多渔民和柳州三百多万市民的生活造成严重影响。截至2月2日，龙江河宜州拉浪至三岔段共有133万尾鱼苗、4万公斤成鱼死亡，而柳州市则一度出现市民抢购矿泉水情况。

。。。。。。。。。水体中重金属污染源工业污染源排放废旧电池的污染城市化的问题（一）重金属的工业污染源

矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中产生的重金属废水（含有铬、镉、铜、汞、镍、锌等重金属离子）是对水体污染最严重和对人类危害最大的工业废水之一。（二）废旧电池的污染每年报废的数百亿节废电池绝大部分没有回收，废电池中含有大量的Hg、Cd、Pb、Cr、Ni、Mn等重金属有害物质，泄漏到环境中，造成了极大的污染和危害。一节一号电池烂在地里，能使1平方米的土壤永久失去使用价值，使600吨水受到污染而不能饮用——而600吨水竟然是人一生的饮水量。（三）城市化的问题城市化的夜景缤纷灿烂，然而损坏的高压汞灯、霓虹灯、日光灯管等未能很好地处置，成为重金属污染的又一大来源；遍街的塑钢门窗、不锈钢等的切割、打磨粉末碎屑，或随垃圾混装，或入下水道排入江河，造成污染；汽车修理业废弃蓄电池与电池液造成铅严重污染；含铅汽油虽已停止使用，但铅对环境的污染危害仍有一个相当长的滞后效应。重金属的危害（一）对水生植物的影响主要表现在改变运动器的细微结构，抑制水生植物的光合作用、呼吸作用以及酶的活性，使核酸组成发生变化，细胞体积缩小和生长受到抑制等。例如重金属Cd能破坏某些绿藻的叶绿素，引起光合作用下降，还对斜生栅藻和蛋白核小球藻呼吸作用产生影响，抑制苹果酸脱氢酶活性。（二）对水生动物的影响重金属进入水体后，对水生动物的生长发育、生理代谢过程产生一系列的影响。例如海水重金属离子（Cr6+）含量超过一定浓度便会引起文昌鱼中毒，使其身体渐成弯曲状而死亡。此外，重金属还将影响到水生动物的遗传表达。如铅、镉混合重金属对鲫鱼DNA合成的抑制。（三）对人体健康的危害重金属对人体的危害，一方面通过直接饮用造成重金属中毒而损害人体健康；另一方面，间接污染农产品和水产品，通过食物链对人体健康构成威胁。此外，重金属还能抑制人体化学反应酶的活动，使细胞质中毒，从而伤害神经组织，还可导致直接的组织中毒，损害人体解毒功能的关键器官——肝、肾等组织。现在汞、铅、镉等重金属以及砷，已被列为剧毒物进行重点防治。河流稀释和换水法化学混凝、沉淀法离子还原法离子交换法生物修复法植物修复法动物修复法微生物和藻类修复法电动力学修复法生物膜修复法对水体重金属污染的修复对水体重金属污染的源头控制

水体重金属污染的防治对策吸附法物理法化学法（一）对水体重金属污染的源头控制一旦水体被污染，将会对整个生态系统产生巨大的影响，并且对污染水体的净化将耗费大量的人力、物力。因此，首先要采取源头控制的对策，预防水体的污染。

一方面要加强法制建设，依法管理水资源。另一方面查明污染源，对排污总量加以限制，遏制水污染不断恶化的趋势，对采矿点、冶金部门等，更要严格监督、管理和控制，同时改革生产工艺，不用和少用毒性大的重金属，采用合理的工艺流程，科学管理和操作，减少重金属用量和随废水流失量，加强以流域为单元的水资源管理和水源地保护。（二）对水体重金属污染的修复

1.稀释法和换水法稀释法就是把被重金属污染的水混入未污染的水体中，从而降低重金属污染物浓度，减轻重金属污染的程度。此法适于受重金属污染程度较轻的水体的修复。这种方式不能减少排入环境中的重金属污染物的总量，又因为重金属有累积效应，所以这种措置方式今朝慢慢被否认。换水法是将被重金属污染的水体移出，换上新鲜水，而减轻水体污染的一种法子，该方式合用于鱼塘等水量较小的情况。2.物理化学吸附法

物理化学吸附法主要是通过吸附材料的高表面积的蓬松结构或者特殊官能基团对水中重金属离子进行物理吸附或者化学吸附的一种方法。该方法用到的吸附剂包括活性炭、膨润土、沸石、壳聚糖，以及廉价吸附剂—工农业废弃物等。活性炭装备简单，吸附能力强，去除效率高，在废水治理中应用广泛，但活性炭再生效率低，处理水质很难达到回用要求，一般用于电镀废水的预处理；膨润土是以蒙脱石为主要矿物的粘土岩，有巨大的表面积，因而具有巨大的吸附能力。研究发现，沸石可以处理含Cr、Cd、Pb、Ni、Zn、Cu等重金属离子的废水；壳聚糖分子中含有很多氨基和羟基，可与大多数过渡金属离子形成稳定的螯合物，对Mn2+、Cu2+、Pb2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+和Ag+等金属离子都有很强的去除能力；工农业废弃物粉煤灰、工业污泥、米糠、稻壳、麸皮、花生壳等均可有效地去除。

电渗析法是在直流电场的作用下，溶液中的带电粒子选择性地透过离子交换膜的过程，电渗析膜装置同时包含有一个阳离子交换膜和一个阴离子交换膜。反渗透是渗透的逆过程，它主要是在压力的推动下，借助半透膜的截留作用，迫使溶液中的溶剂和溶质分开的膜分离过程。反渗透技术自二十世纪七十年代开始用于电镀废水处理，并逐渐推广到其他重金属废水处理领域。纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种膜分离技术。纳滤膜一般是荷电型膜，其对无机盐的分离不仅受化学势控制，同时也受电势梯度的影响。微滤和超滤膜的运行压力与反渗透膜和纳滤膜相比较低，微滤膜的操作压力为0.1-0.3MPa，超滤膜的操作压力为0.3-1.0MPa，为低压力驱动膜技术。微滤和超滤膜的主要区别还有膜孔径的大小不同，微滤膜的孔径范围为0.1-10μm，超滤膜的孔径范围为0.005-1μm。

微滤和超滤因其操作简单、能耗低、通量大等特点，是目前应用范围最广最为成熟的膜分离技术。由于微滤和超滤膜的孔径较大，一般不能截留无机金属离子，目前大多借助于其他物理或者化学过程将重金属离子转变为粒径较大的离子，之后利用微滤或者超滤方法来分离重金属.

3.生物膜修复法

日本电镀工厂利用电渗析和反渗透法处理漂洗水形成的闭路循环，使废水经深度处理后能够作为锅炉给水回用。我国1986年在浙江省邮电印刷厂安装了一套电渗析和离子交换联合设备，用以处理含Cu废水，经处理后的含Cu废水，含Cu浓度从100mg/L降至1mg/L，pH值为6-7，达到废水排放标准。董亚玲等采用化学沉淀－微滤膜工艺处理含Cr废水，操作简单，运行稳定，出水水质好，总Cr质量浓度低于0.15mg/L，并且有良好的抗冲击负荷压力。杨富国采用化学沉淀法－超滤膜工艺处理含Ni电镀废水，在含Ni电镀废水中加入NaOH，产生类似生物大分子胶状Ni(OH)2沉淀，用超滤技术解决了胶体沉降分离困难的问题。吴水波采用FeCl3混凝和微滤膜过滤工艺处理饮用水中的As，As的去除率达92.8%-98.2%，具有出水水质稳定、水力停留时间短、能耗低、占地面积小、易实现自动控制、运行管理方便等优点，非常适合于中国广大高As农村地区供水和应急处理含As水。4.混凝法

混凝作用的基本原理是通过向水中投加各种无机或有机絮凝剂，使分散的胶体颗粒与溶解态的混凝剂之间产生固相与液相之间的化学吸附、电中和脱稳以及粘结架桥的作用，经过脱稳颗粒间的撞结合，形成较大的絮凝体颗粒而迅速沉降，从而达到加速混浊水澄清的目的。混凝是废水处理中最常用的方法，主要用来去除废水中的疏水性胶体和悬浮颗粒物，一般不能单独用来去除废水中的重金属，因此常与其他方法相结合以达到去除废水

中重金属的目的。5.化学沉淀法

氢氧化物沉淀法氢氧化物沉淀法是通过调节pH值使重金属离子生成难溶的氢氧化物而沉淀分离，具有操作简单、价格低廉、pH值易于控制等特点，是重金属废水处理中最常应用的方法。硫化物沉淀法是用硫化物去除废水中溶解性重金属离子的一种有效方法。与氢氧化物沉淀法相比，硫化物沉淀法可以在相对低的pH值条件下，使金属高度分离，处理后的废水一般不用中和，形成的金属硫化物具有易于脱水和稳定等特点。硫化物沉淀法也存在着一些缺点，硫化物沉淀剂在酸性条件下易生成硫化氢气体，产生二次污染，另外硫化物沉淀物颗粒较小，易形成胶体，会对沉淀和过滤造成一定的不利影响铁氧体法处理重金属废水就是向废水中投铁盐，通过控制pH值、氧化、加热等条件使废水中的重金属离子与铁盐生成稳定的氧体共沉淀物，然后采用固液分离的手段，达到去除重金属离子的目的。

该法是日本NEC公司首先提出的，用于处理重金属废水及实验室污水的处理，得到较好的效果。铁氧体共沉淀可一次去除废水中多种重金属离子，形成的沉淀颗粒大，容易分离，颗粒不返溶，不会产生二次污染，而且形成的是一种优良的半导体材料。但是这种方法在操作中需要加热到70oC左右或更高，并且在空气中慢慢氧化操作时间长，消耗能量多。

6.离子还原法

离子还原法是利用一些容易得到的化学还原剂，将水体中的重金属还原，形成难以污染的化合物，从而降低重金属在水体中的迁移性和生物可利用性，以减轻重金属对水体的污染危害。电镀污水中常含有六价铬离子（Cr6+），它以铬酸离子（Cr2O72-）的形式存在，在碱性条件下不易沉淀且毒性很高，而三价铬毒性远低于六价铬，但六价铬在酸性条件下易被还原为三价铬。因此，常采用硫酸亚铁及三氧化硫将六价铬还原为三价铬，以减轻铬污染。国内外使用的还原剂包括：二氧化硫、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁、焦亚硫酸钠、亚硫酸钠、铁屑、硼氢化钠、连二亚硫酸钠等。目前还原法一般用作废水处理的预处理方法使用。8.勇电化拐学法电化斥学法夕利用尊电解晕的基唉本原廉理，骄使废酷水中旋重金广属离淋子通鞋过电码解在术阳两污级上皱分别慢发生混氧化岩还原禁反应哲使重巩金属选富集必，是贵近几堂年发检展起蛙来的加颇具投竞争搁力的著重金竭属废圈水处牵理方纯法，搞主要侄包括乞电凝耻聚法往、磁棋电解汉法、嫁电还薄原法仰、内善电解修法等巡寿。电谷化学域法具问有无扁需添载加任炉何氧懂化剂疤、絮斜凝剂耳等化滔学药如品，隐不会销或很疫少产来生二斗次污之染，胳设备罢体积路小、期占地栽少、商操作植灵活峡简单雅等优点，但典也存抗在着喷能耗度大、扎成本例高、竞析氧昆和析械氢等意副反钱应多盈的不足。7.绑离子沿交换分法利用蜻重金后属离信子交忍换剂悉与污恢染水泼体中僚的重丘金属阔物质刺发生肆交换变作用棵，从垂水体鸽中把浑重金穿属交附换出车来，婚达到船治理灭目的萄。经财离子誉交换事处理菠后，乞废水街中的血重金贸属离菌子转纱移到圾离子忠交换壁树脂腔上，逆经再捧生后栗又从焦离子惩交换组树脂蹦上转影移到哨再生溪废液塔中。离子蛋交换检法的彩优点是选庭择性婚高，暂可以些去除辞用其疯他方灯法难努于分台离的率金属粗离子盏，可演以从纱含多劣种金赶属离币子的叔废水蛾中选洲择性信地回棍收贵如重金兆属；睬另外涨它既虫可以闹去除柿废水赶中的途金属奥阳离扔子，门也可守以去假除阴申离子诵，可调以使吨废水辨净化看到较单高的信纯度飞。离子异交换剖法的搬缺点是离余子交腐换树己脂的男价格叔较高献，树哑脂再麻生时易需要嗽酸、钞碱或贡食盐茎等，经运行调费用丈较高朵，再诸生液伸需要止进一弦步处坚理。绳因此岸，离子阿交换城法在不较大危规模浴的废路水处艇理工费程中肃较少俱采用8.舰生物拜修复势法目前旋国内滚外利愧用生脉物修举复水膏体重业金属闪污染太的研齿究很厚多，告根据尚所用雹的生易物对才象不旗同，堡可分讽为以量下三协种：（1残）植贺物修搭复法：是炕利用耀重金东属积吼累或搭超重懒金属故积累指水生军植物律，将旺水体越中的串重金剪属提领取出柱来，撕富集汗输运度到植对物体衬内，歇然后析通过短收割润植物偷将重植金属辅从水生体清烛除出絮去。蠢目前地，人桑们已鞠经发尿现许客多水品生植醒物能都够较末好地奋吸收留水中许的重奴金属硬离子疯，水谢浮莲赢、印物度葵扮、香放蒲和播芦苇污都已胡被用逆来处宴理污返水。（2座）动获物修汽复法：应缓用一刚些优希选的域鱼类佛以及分其它赔水生遍动物旬品种托，在唱水体伏中吸叮收、召富集狂重金斩属，缴然后英把它标们从挎水体蚊中驱厨除，煮以达答到水肌体重滤金属帮污染饲修复补的目夺的。叠此法脆需驯万化出逐特定波的水微生动版物，姑并且慢处理每周期滥较长盾、费朴用高谁，而算且后屈续处驰理费相用较竖大，望所以全要大况力推峡广比闷较困涛难。（3）雷微生为物和凉藻类程修复院法：利用咐水体淋中的蒜微生篮物或兔者向趣污染歼水体咐中补年充经静驯化广的高亏效微黎生物夫对水歇体重缝金属慨进行固定和形态存的转席化。前辛者土懒壤微台生物敌可通愤过带楼电荷坊的细啊胞表轮面吸附重金样属离午子，考或通坦过摄企取必震要的旨营养各元素宏主动吸收重金蛋属离港子，屠并将草重金址属离丧子富飞集在纹细胞疼表面翻或内雾部。跨后者坝机理窝是土睁壤中匪的一件些重摸金属适元素每可以增多种跑价位从形态考存在叨，它炒们以仪高价隆离子千化合订物存法在时弱溶解元度通觉常较学小，柏不易伴发生河迁移治，而厕呈低遭价离胁子化棉合物园存在槐时溶限解度冈较大增，较圾易发研生迁福移。微生鼓物的杰氧化巩作用能使春这些县重金总属元盆素的傲活性颠降低壶。目前排，利足用生板物吸伏附去螺除废毛水中披重金堪属的怕研究划越来正越受冠到重退视。灵P.界Ba挎ld葬ri蛙an害用白腐荒菌P无.c砌hr丙ys厘os截po怠ri增um门吸附肯重金仗属，结幻玉果发乐现，痕对C王d2贷+、叹Cu永2+述、H较g2醒+、房诚Ni闸2+枯和P罩b2蚕+的盛吸附吊量分翻别为央11为0、篮60悔、6稿1、蚕56面、1许08做m湿g/犬g，胡而且士不同缴菌株孔的白雷腐菌段对不填同的应重金茂属吸套附量良不一馆样，动由此扫可选婆择不央同的期白腐待菌菌挥株处英理含船不同届重金临属的下废水肯。但扒由于炎生物页吸附兆容量贺一定努、选物择性饮高，纷所以尘应用薄范围驼限制雨在低样浓度肢、单铜组分居的重筝金属券废水裂的处拥理中勤。Ro醋oh斩an自等研伍究发现现经碱橡和字Ca节Cl寻2/稠Mg死Cl挥2/手Na产Cl吹（2描:1市:1留）活茶化后席的A政zo作ll久a在2纷83缴到3嫌13恋K对受Pb坊2+血、C址d2挥+、爱Ni爆2和番Zn砍2+役的吸帮附量惨分别伤是1跳.4环31谦-1脆.2犯72命、1南.1科7族3寺-0晕.9萝9断0然、1滩.3奏6与5司-1洗.1炮9系8膏和1些.2朽91峰-0秋.9朵81跑mm贩ol煌/g员干重学生物访量。恼另架研究紫发现未经饱处理跌的双及壳类赔软体杠动物货贝壳对电铜镀废舌水中演Fe筛、Z慨n和趣Cu舌的去刻除率葛分别娱是9炼9.退97悄%、辛98糠.9删9%汽和8恢7%言，经地酸预罚处理马的双字壳类允软体汽动物寒贝壳领对电政镀废记水中曾Fe觉、Z番n和滩Cu墨的去幼除率蛇分别摘是9晴9.险98摄%、塘99泄.4荒3%袭、9复2.醋13输%。化学甚沉淀呼法是目堡前应盯用最禾广泛历的工窑业废垂水处叠理方率法，洋具有垃简单却、易驼操作殖等特巩点，躺但是双它适蜻用于联重金艺属初践始浓缸度较脏高的叔废水佩，对悦浓度待较低歌的重雪金属君废水肝的去偷除效本率偏姜低，挎且易坡产生盟大量话的污津泥；混凝划法是废明水处厘理中煮最常汉用的让方法鸡，主赵要用牛来去隶除废全水中暑的疏仗水性菊胶体之和悬沃浮颗榜粒物柴，一斜般不泄能单塔独用留来去运除废昼水中录的重兵金属秧，因债此常涌与其它他方熄法相抢结合踏以达辱到去哈除废杯水中挎重金妈属的么目的恢。还原榆法一般粥只用栋作废贿水的抬预处蚊理；屋物理纵化学狗吸附化法适上用于软处理叛重金体属浓狠度偏防低的择废水惧，由截于某坦些吸育附剂响价格晴偏高膨，制腾约了流物理壮化学作吸附