重金属水污染现状及控制方法

重金属水污染现状及控制方法

摘要：近现代以来工业发展成为推动社会进步的核心产业之一，工业发展为人

们生活与社会基础建设提供诸多便利的同时，对于环境的污染问题也不容小觑，

首当其冲的就是水污染问题。重金属水污染是指重金属含量超标的废水废渣对于

水资源造成的污染，日趋严重的重金属水污染问题会对生态环境产生负面影响。

本文从当前水污染概况入手，重点分析重金属水污染现状及其控制方法，目的是

加强水污染控制水平，促进水资源的合理开发利用。

关键词：水资源；重金属；水污染控制

水资源对于人类生活、工业生产以及生态环境维系都具有重要意义，人

类依靠水资源维持生命，工业生产需要大量水资源保持运转，自然界也依靠水循

环来保障生态环境的相对稳定性。而当前，水资源短缺、水污染等都是当前水资

源管理面临的重要问题，其中重金属水污染与人类生活息息相关，受重金属污染

水影响的人类或动物轻则罹患各类疾病，重则引起死亡等后果[1]。据统计，世界

范围内每年排放的污水总量高达4000多亿立方米，污染了50000亿立方米以上

的水源[2]，其中重金属污染水排放量大、危害性强、控制难度高，成为水污染治

理工作的重中之重。

1.重金属水污染现状概述

十八世纪蒸汽机的发明带领人类开启了浩浩荡荡的工业革命，机器代替人工

生产成为工业生产的主流，工业设备的研发升级、工厂的大规模兴建都为人们的

生存发展提供了便利。而与此同时，工业发展带来的环境污染问题开始受到重视，重金属水污染就是其中的典型问题。当前，从世界层面上看，近10亿人的生产

生活受到水污染的不利影响，大约有25%左右的人口由于水污染而罹患重疾，发

展中国家每年由于饮用污染水而死亡的人数占到总死亡人数的三分之一[3]；从国

家层面来看，中国水污染面临的现状也十分严峻，过半数城市地下水存在污染问题，经过水厂一系列处理后的生活用水虽然能够符合国家规定的卫生标准，但部

分重金属污染水源彻底去除污染的技术难度极高，水源中仍有部分重金属残留问题，对于人们的健康生活而言是潜在而又巨大的威胁。

重金属对于水资源的污染主要是指水体被相对密度高的重金属所污染，重金

属种类与当地的产业结构有关，在工业分布较为密集的区域常见的有铜污染、铅

污染等等，在农业分布密集的区域则是以杀虫剂中汞等重金属为代表[4]。正常饮

用或使用的水源被重金属污染后，会与水中潜在重金属元素相结合产生毒性各异

的有机物，这些有机物通过饮用水的方式进入人体后，通常人体不会出现即时性

中毒反应，而是随着重金属在人体器官中慢性积聚，导致更难治愈人体慢性中毒，长期接触甚至饮用重金属污染后的水对于各年龄段的人类健康都会产生负面影响，尤其对于未成年儿童、有基础疾病的老人等人群影响更为显著，会导致儿童发育

不良、老人出现重疾并发症甚至危及生命。因此，应当正视重金属在水污染中产

生的消极影响，积极综合理化生等多学科的知识，利用新的技术手段，严格控制

重金属水资源污染。

2.重金属水污染控制方法

2.1物理控制方法

物理方法对于重金属水污染的控制主要是通过过滤、黏附、渗透等方式

实现的，物理方法通常用于处理重金属含量相对较少、浓度相对较低的废水。首

先是黏附技术，顾名思义，这一技术以黏附材料作为控制基础，利用活性炭等材

料的黏附功能充分处理废水中的重金属，这种技术的优点在于处理效率高、黏附

效果好，但是缺点也是显而易见的，就是高质量黏附材料往往价格不菲，导致水

污染成本上涨、在实践中难以实现大规模应用；其次是过滤、渗透等方法，这些

物理处理方法通常被归在膜分离方法中，通过渗透的方法处理含有重金属的工业

废水，不仅能够有效控制水污染，而且能够将重金属回收再利用，是一举两得的

优质物理处理方法，相比于黏附技术，这一方法成本更低、技术环节更容易上手、节能环保性能更佳，因此在水污染控制实践中应用较为广泛；最后是离子互换的

控制方法，这种方式是物理与化学相结合的跨学科控制方法，通过使用互换剂的

方式实现重金属离子互换，属于电镀控制方法之一，这一技术的优势在于水污染

控制与处理效果好，不足之处是操作技术难度相对较高，技术更新换代速度快，

需要配备专业人才开展工作。

2.2化学控制方法

化学控制方法是通过基本化学反应来实现水中重金属的絮凝、沉淀以及

排出的方法，在针对水中特定重金属的控制与处理中发挥着关键性作用。通常而言，化学控制方法包括凝固、沉淀以及氧化等具体操作，一种化学控制方法是凝固，针对不同类型的重金属物质加入凝固剂或沉积剂，以实现重金属和化合物之

间的化学反应，凝固水中的重金属，这一控制方法针对铜金属、铅金属等化学反

应相对较为活跃的金属控制效果较好，但也应关注到如果水中絮凝后的沉淀物处

理方式不得当，处理后的水也存在重金属导致二次水污染的风险，针对重金属二

次污染的问题当前环保技术研发单位已经积极研发高分子的凝固剂，目的是直接

消除水中的重金属离子而不是使其变为沉淀物，这种方式只需一次循环处理便可

以有效控制重金属污染，目前控制效果数据较为理想；另一种方法是氧化还原，

这种化学方式同样也是针对不同类型的重金属进行差异化处理，通常利用氧化剂

的化学性质来处理水中的重金属元素，使氧化后的水源重金属浓度符合国家对于

废水的排放规定。另外还可以利用电子还原的技术使重金属在废水中沉淀，也就

是俗称的电解控制方法，利用不同化学物之间的电位差，实现正负极电化学反应，使重金属电解氧化后沉淀，有效控制水源中的重金属污染程度。

2.3生物控制方法

生物控制方法是近年来新兴的水污染处理方式之一，在处理重金属的过

程中展示出效果好、污染小、自然循环的优异特性，因此在重金属水污染的控制

工作中得到应用。生物控制技术主要利用微生物来实现重金属剥离、凝固并且沉

淀的过程，当前应用较广的微生物主要为藻类和霉菌。微生物在吸附、黏附废水

中的重金属离子中能达到90%以上的处理率，除了处理率方面具有优势以外，生

物控制方法还具有成本优势，生物控制方法主要利用生物界大量存在的藻类植物

等等作为原材料，因此原材料采购成本较低，有助于降低水污染控制成本的同时

实现有效的生物循环。除此以外，霉菌作为生物控制的原材料之一也具有较好的

水污染控制效果，附着薄膜的菌丝作为生物性质的粘着剂，能够有效实现废水中

重金属离子的剥离、分解以及沉淀，仅凭生物菌丝就能够实现完整的重金属水污

染控制流程，未来在重金属控制与处理领域应用前景十分广阔。

3.结束语

总而言之，水是生物界循环运转的重要基础，而随着工业、农业等领域