04《工业废水处理工程》第四章 铅

将三氯化铁投加到含铅废水中，待溶解并充分混 和后，将1/3的废水打入电偶还原塔（塔内装有铁 屑）进行还原，把Fe3+还原为Fe2+，然后再与原 溶液混和，在常温下加入氢氧化钠溶液，调节pH 至10左右，数分钟后即生成黑棕色铁氧体，分离 铁氧体沉渣。
4.5 含铅废水治理方法

电偶还原塔内铁屑与氯化铁瞬间发生电偶作用： 2FeCl3＋Fe→3FeCl2
【三氧化二铅】Pb2O3。工业 、医药 、
【四氧化三铅】Pb3O4，俗称铅丹。
【氢氧化铅】Pb(OH)2。
4.1.2 常见的铅化合物及其用途

【氯化铅】PbCl2。

【碱式碳酸铅】PbCO3· 2Pb(OH)2有毒，又称白铅 粉或铅白。白色油漆，油画的白颜料 ，聚氯乙烯 塑料稳定剂，铅釉。
【硫酸铅】PbSO4 ，别名：红矾、铅矾。用作草 酸的触媒（催化剂）、制白色颜料、蓄电池、氯 乙烯稳定剂及快干漆等。 【砷酸铅】Pb3(AsO4)。剧毒品，稳定，用作蔬菜 水果的杀虫剂，除草剂。
4.6 水样中铅的分析方法
方法
检测限 （mg/L）
方法
阳极溶出伏安 法
检测限 （mg/L） 5×10-4
萃取-分光光度法 0.01 原子吸收分光光 度法 0.01
原子吸收分光光度法 分析方法、步骤与镉相同，唯分析线波长取283.3nm。 双硫腙光度法 在pH为8.5～9.5的氨性柠檬酸盐-氰化物的还原性介质中， Pb2+与双硫腙形成淡红色螯合物，用氯仿萃取后，在510nm 波长处测定吸光度定量铅。
①大气向水面降落的铅污染物 ：全世界每 年由空气转入海洋的铅量为40×106kg。 ②向水体排放的工业废水


4.4 水体中铅污染物的来源
铅及其化合物以其优异的性能，成为工业上 使用最为广泛的有色金属之一，因而也使得多种 工业废水成了水体中铅的污染源。其中能造成环 境铅污染的最主要工业部门有： ①矿石的采掘和冶炼； ②铅蓄电池制造、汽油添加剂生产； ③铅管、铅线、铅板生产； ④含铅颜料、涂料、农药、合成树脂生产； ⑤其他各种铅化合物生产。 ⑥防X射线等的材料。
表4-3 常见企业排水中铅的浓度mg/L
4.5 含铅废水治理方法
4.5.1 沉淀法 可在6.0～10.0范围之内。已经工厂试验证实 的理论最佳pH值为9.2～9.5。经沉淀处理后 流出液中铅浓度为0.01～0.03mg/L，还可能 从沉淀泥渣中回收铅。 沉淀剂：碱 、Na2CO3、白云石 （CaCO3· MgCO3）、Na3PO4等
4.2 铅及其化合物的毒性



神经系统 造血系统 心血管系统 消化系统 泌尿生殖系统 免疫系统 内分泌系统 骨骼 ：铅毒性的重要靶器官系统
4. 3 铅在水体中的形态



河水中约有15％～83％的铅是呈与悬浮颗粒物结 合的形态而存在，其中又有相当数量是与大分子 有机物质相结合的以及被无机的水合氧化物（氧 化铁等）所吸附的形态。 酸性水体中，腐植酸能与Pb2+生成较稳定的螯合 物； 在pH＞6.5的水体中，粘土粒子强烈吸附Pb2+（发 生与腐植酸竞争的情况），吸附生成物趋向于沉 入水底。 有机铅化合物在水体介质中溶解度小、稳定性差， 尤其在光照下容易分解。
4.1.2 常见的铅化合物及其用途



1.橡胶加硫剂(增加耐热性)常添加一氧化铅,盐基性碳酸铅 等原料。 2.合成树脂制品常添加一氧化铅,盐基性碳酸铅,硬脂酸铅等 原料。 3.绘料常添加一氧化铅,三氧化二铅,四氧化三铅,铬酸铅,钛 酸铅,盐基性碳酸铅等原料。 4.釉药常添加一氧化铅,三氧化二铅,四氧化三铅,铬酸铅等 原料。 5.农药常添加砷酸铅,三氧化二铅,硝酸铅等原料。 6.玻璃常添加一氧化铅,四氧化三铅,铬酸铅,硼酸铅等原料。 7.黏著剂常添加一氧化铅,四氧化三铅,铬酸铅等原料。
表4-1难溶铅化合物的溶解度
化合物
PbCO3 PbCrO4 Pb(OH)2 Pb3(PO4)2 PbS PbSO4 1.3×10-5 4.9×10-12 4.5×10-3 20 18 18
溶解度（g/100gH2O） 温度(℃)
4.8×10-6 4.3×10-6 18 18
溶度积(Ksp)
3.3×10-14 1.8×10-14 2.8×10-16 1.5×10-32 3.4×10-26 1.1×10-8
4.5 含铅废水治理方法
4.5.2 混凝法
在四烷基铅生产废水处理中，常用沉淀 剂先除去其中无机铅，再用FeSO4或 Fe2(SO4)3作混凝剂将其中含有的有机铅除 去。由此得到的含铅泥渣，可送至冶炼厂 精炼回收铅。这种方法也适用于城市供水 的处理。
4.5 含铅废水治理方法
4.5.3 离子交换法
例如对弹药生产厂废水，先用沉淀法， 使废水中含铅量从6.5mg/L降到0.1mg/L。 再用磷酸型树脂吸附处理后，含铅浓度降 到0.01mg/L。
温度(℃)
18 18 25 18 18 18

作为汽车排气的一种 重要成分，PbxClyBrz 在水中有较大溶解度， 关系到空气中含铅化 合物的湿降、土壤中 含铅化合物的溶解迁 移等环境过程，也关 系到沉积在人体肺内 铅化合物的生理特性 等
溶解度 （g/L） 14.5 15.3
第四章 水体中重金属污染物—铅
《万物简史》 作者：比尔· 布莱森 俄亥俄州 工程师 小托马斯· 米奇利 1921年 通用汽车研究公司 四乙铅 1923年 成立 四乙铅汽油公司（后来又简称为 四乙公司） 1924年，在几天时间里，仅在一个通风不良 的场所就有5名生产工人死亡，35名工人终 身残疾。


废水中1/3的FeCl2和2/3的FeCl3与氢氧化钠的反应为：


FeCl2＋2FeCl3＋8NaOH→Fe(OH)2+2Fe(OH)3+8NaCl
Fe(OH)2+2Fe(OH)3→FeO· Fe2O3· 4H2O（铁氧体） 废水中的Pb2+进入铁样体的晶格中，置换出Fe2+，行成十 分稳定的磁铅铁氧体PbO· Fe2O3。
4.5 含铅废水治理方法

4.5.4 吸附法
用活性炭或脱乙酰甲壳质作为一种天然阳 离子交换树脂，其分子中的游离NH2-可以 与很多重金属离子形成络合物，吸附很多 金属离子和小分子化合物。
4.5 含铅废水治理方法
4.5.5 电偶-铁氧体

铁氧体的形成需要足够的铁离子，三价铁与二价 铁的比例为2：1。
4.4 水体中铅污染物的来源

铅是人类最早使用的金属之一，公元前3000 年，人类已会从矿石中熔炼铅。16世纪以前， 即用石墨制造铅笔以前，在欧洲，从希腊、 罗马时代起，人们就是手握夹在木棍里的 铅条在纸上写字，这正是 “铅笔”这一名 称的来源。
4.4水体中铅污染物的来源
未污染海水中的铅浓度约0.03μg/L。水 体铅污染主要来自：




2001年2月，四乙公司依然坚持认为，“研 究表明，含铅汽油无论对人的健康还是对 环境都不构成威胁”。 2000年四乙铅的销售额仍达到2 510万美元 （它的全部销售额为79 500万美元）它决心 “使四乙铅产生的现金收入增加到最大程 度，尽管全世界的使用量在不断下降”。 四乙公司通过与英国奥克特尔联合公司的 一项协议在全世界销售四乙铅。



【醋酸铅】(CH3COO)2Pb· 3H2O。微有醋味和甜味， 俗名铅糖，有毒，易溶于水。纺织 、皮毛、油漆、 化妆
4.1.2 常见的铅化合物及其用途



【铬酸铅】PbCrO4 。组成铬黄颜料的成分，用作黄色颜 料、氧化剂和火柴成分等。 【硫化铅】PbS，高纯度的可作半导体；减磨材料早在 2000多年前，古希腊人和古罗马人就已经利用在纤维核心 上形成黑色硫化铅的纳米晶体，来染黑白色的头发和羊毛。 早些时候对古代埃及化妆品进行的研究显示，在4000年前， 合成的白色化合物已经被当作眼影来使用，这些化合物主 要是铅化合物、角铅矿和羟氯铅矿。 【硬脂酸铅】别名十八酸铅，分子式：(C17H35COO)2Pb。 聚氯乙烯PVC等塑料的半透明耐热稳定剂，润滑脂的增厚 剂，油漆的平光剂及催干剂，聚氯乙烯-玻璃布层压板的 润滑剂等。
四乙铅汽油的发明者托马斯· 米奇利当着记 者的面作一次现场表演。
加铅汽油获得成功，米奇利深受鼓舞，现 在又把注意力转向那个时代的另一个技术 问题－－含氯氟烃 迄今每年仍有2 700万千克以上的含氯氟烃 在市场上销售，价值15亿美元。



克莱尔· 彼得森 ：花费7年时间首次测得了 地球的年龄。
致力于研究铅污染的问题。把铅撵出汽油 成了他一生的追求 ，这证明是一场残酷的 斗争。 由于他的努力，最后提出了《1970年洁净空 气法》，并于1986年在美国停止销售一切含 铅汽油。
1.24×10-3 1.36×10-3
4.1.2 常见的铅化合物及其用途

【铅合金】1.金属铅 2.活字印刷用铅合金 3.易熔合 金亦含铅 4.低熔点合金,轴承合金 5.轴承青铜 6.高 熔合金如快削钢 【氧化铅】PbO。俗称“密陀僧”、“铅黄”。
【二氧化铅】PbO2。蓄电池、氧化剂、火柴等。


溶解度 （mol/L） 5.21×10-2 4.17×10-2
PbBrCl
20 PbC12 PbBr2 PbBrCl 0 PbCl2
9.55
9.9 8.5 6.64 6.73
2.96×10-2
3.56×10-2 2.31×10-2 2.06×10-2 2.42×10-3
PbBr2 PbBrCl
4.55 4.38

克莱尔· 彼得森于1995年去世。 没有因为自己的成就而获得诺贝尔奖
也没有获得多少名气，甚至没有受到多大 重视
4.1 铅及其化合物的基本性质



铅是除金和汞之外常见金属中最重的金属， 它容易机械加工、熔点低、密度高、又能 抗腐蚀，这些优良性质使它获得了广泛的 应用。 易溶于水的铅盐有硝酸铅、醋酸铅 ，常用 醋酸浸取处理含铅矿石 。 大多数铅化合物难溶于水 。