水体重金属污染

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重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中, 但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商 业制造活动日益增多,造成不少重金属如铅、 汞、镉、钴等进入大气、水、土壤中,引起严 重的环境污染。
水体重金属的主要危害
重金属在水体中不能被微生物降解,只能以不 同的价态在水、底质和生物之间迁移转化,发 生分散和富集作用,当在水体中积累到一定的 限度就会对水生动植物系统产生严重危害。重 金属进入水生生态系统后分布于水生生态系统 的各个组分中,对生态系统各组分产生影响(即 生态效应)。当生物体内重金属积累到一定数量 后,就会出现受害症状,生理受阻、发育停滞 ,甚至死亡,并使整个水生生态系统结构和功 能受损、崩溃。鱼类和贝类富集重金属后被人 类所食用,或者重金属被稻谷、小麦等农作物 所吸收并被人类食用,重金属就会进入人体。
气浮法具有设备简单、占地面积小、开停方便 、适宜于间歇生产等优点,当欲处理的重金属氢 氧化物或碳酸盐过滤困难时尤为适宜。
重金属水污染治理方法
吸附法:吸附法是利用多孔性固体吸附剂来处理 废水的方法,一般来说材料便宜易得,成本低, 去除效果好而且不会产生二次污染。
活性炭,矿物吸附材料(天然沸石、黏土矿物例
重金属水污染治理
重金属水污染治理方法
1)化学法:
化学沉淀:利用化学沉淀反应加入一些阴离子 使金属离子沉淀,例如消除Ba2+ ,则使用 SO42- ;消除Mn2+ 可以使用CO32- 具体又可 以分为中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共 沉淀法、化学还原法等。在采用化学沉淀法处 理重金属废水时,会产生大量的重金属污泥,需要 妥善处理或处置。
水体重金属的主要危害
2、人体伤害
以各种化学状态或化学形态存在的重金属,在进 入环境或生态系统后来自百度文库会存留、积累和迁移,造 成危害。如随废水排出的重金属,即使浓度小, 也可在藻类和底泥中积累,被鱼和贝的体表吸附 ,产生食物链浓缩,从而造成公害。如日本的水 俣病,就是因为烧碱制造工业排放的废水中含有 汞,在经生物作用变成有机汞后造成的。
重金属水污染治理方法
2)物理法: 离子交换:离子交换法是利用重金属离子与离 子交换树脂发生离子交换,使废水中重金属浓度 降低,从而使废水得以净化的方法。例如, Pb2+ 离子可以使用含有SO2H+基团阳离子交换树脂 ; Hg2+可以选择ImacTMR树脂、 SrafionNMRR树脂、NissoALM-525树脂等。 离子交换法可以回收废水中的有价值金属,如金 、银、铜、镍、铬等,提高水的循环利用率,节 约日益匮乏的水资源,并且在多道逆流漂洗后, 用于废水净化形成闭路循环。
工业污染大多通过废渣、废水、废气排入环境, 在人和动物、植物中富集,从而对环境和人的健 康造成很大的危害;
交通污染主要是汽车尾气的排放,汽车尾气等;
生活污染主要是一些生活垃圾的污染,废旧电池 、破碎的照明灯、没有用完的化妆品、上彩釉的 碗碟等。
水体重金属的主要危害
1、环境污染
从环境污染方面,重金属是指汞、镉、铅以及 “类金属”——砷等生物毒性显著的重金属。 对人体毒害最大的有5种:铅、汞、砷、镉、铬 。这些重金属在水中不能被分解,人饮用后毒 性放大,与水中的其他毒素结合生成毒性更大 的有机物。
水系 珠江 长江 淮河 黄河 松辽 太湖
铅 105.88 133.47 28.4 0.51 12.5 19.5
镉 5.55 (未调查) 86.05 0.68 (未调查) 1.385(μg/L)
砷 33.13 (未调查) (未调查) 0.92 (未调查) 未超标
汞 0.33 0.19 (未调查 0.013 (未调查 未超标
例子:nl型逆流再生N
重金属水污染治理方法
膜分离:膜分离的基本原理是在某种推动力作 用下,利用膜的选择透过性进行分离和浓缩。 具有分离效率高、能耗低、无相变、操作简便 、无二次污染、分离产物易于回收、自动化程 度高等优点。目前常见的膜分离过程可分为以 下几种,微滤(Microfiltration,MF)、超滤 (Ultrafiltration,UF)、纳滤(Nanofiltration,UF) 、反渗透(Reverse smosis,RO)、电渗析 (Electrodialysis,ED)等。
水体重金属的主要危害
重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相 互作用,使它们失去活性,也可能在人体的某些 器官中累积,使人产生重金属中毒,影响人类健 康,轻则发生怪病(水俣病、骨痛病等),重者 就会死亡。有些重金属在微生物作用下转化为毒 性更强的重金属化合物,如甲基汞进入生态系统 后,经食物链的生物放大作用,逐级在较高级的 生物体内富集,引起生态系统中各级生物的不良 反应,危害各种生命体的健康与生存。
各重金属元素对人的影响
汞:食入后直接沉入肝脏,对大脑、神经、视力破 坏极大。天然水每升水中含0.01毫克,就会导致人 中毒。 镉:导致高血压,引起心脑血管疾病;破坏骨骼和 肝肾,并引起肾衰竭。 铅:是重金属污染中毒性较大的一种,一旦进入人 体将很难排除。能直接伤害人的脑细胞,特别是胎 儿的神经系统,可造成先天智力低下。 钴:能对皮肤有放射性损伤。 钒:伤人的心、肺,导致胆固醇代谢异常。
电渗析:电渗析是在外加直流电场的作用下, 利 用离子交换膜的选择透过性, 使离子从一部分水 中迁移到另一部分水中的物理化学过程。含 Cu2+、Ni2+、Zn2+和Cr2+等金属离子的废 水都适宜用电渗析处理,其中含镍废水处理技 术最为成熟,
重金属水污染治理方法
气浮法:气浮法是利用气泡的吸附作用进行固 液分离的一种方法。它的基本原理是:设法在水 中通入或产生大量微细气泡,使其附着在固体颗 粒上,由于比重减小而浮至水面,从而获得固液分 离效果。在水处理中用得较多的是压力式气浮 法。其主要原理是在加压情况下,在水中形成空 气过饱和溶液,然后减至常压,此时,溶于水中的 空气呈微细气泡释放出来,并与水中杂质粘附而 上浮。
电解:在外加电流的作用下,溶液中带正电荷 的正离子迁移到阴极,并与电子结合,变成中 性的元素或分子;带负电荷的负离子迁移到另 一电极(阳极),给出电子,变成中性元素或分 子。例如对Cu2+、 Ag+、 Au+、 Cr3+ 等多种 重金属/贵金属都可以采用电解的方法。电解法 具有去除效率高、无二次污 染、所沉积的重金 属可回收利用等优点。
水体重金属污染来源与危害
水体污染主要来源
1、工业污染
工业水污染主要来自造纸业、冶金工业、化学工 业以及采矿业等。而在一些城市和农村水域周围 的农产品加工和食品工业,如酿酒、制革、印染 等行业,也往往是水体中化学需氧量和生物需氧 量的主要来源。另外,工业生产过程中产生的其 他废弃物进入水体也会造成大量的水污染,如大 气污染,最后可能以酸雨的形式污染水体。
分子筛结构
纳米材料
纳米材料是近年发展起来的一种新型功能材料,由 于其颗粒尺寸的微细化,使得纳米粉体在保持原有 化学性质的同时,还在磁性、光学、催化、化学活 性、吸附等方面表现出奇异的性能,因此倍受人们 的关注。应用于金属离子吸附的纳米材料主要有各 种纳米氧化物、碳纳 米管等。尹洪喜等研究纳米二 氧化钛吸附溶液中镉离子的有效方法 和途径,通过 实验确定了吸附的最佳条件:样品体系在pH=10, 震荡时间9min以上的条件下,纳米二氧化钛对镉离 子的吸附率可达99%。并且吸附在纳米二氧化钛上 的镉离子可以用0.1mol/L的硝酸进行洗脱,洗脱率 在95%以上。姜虎生等从吸附时间、温度、溶液的 pH值方面考 查了纳米氧化锌对废水中重金属混合 液(Cu2+和Cd2+)吸附的影响。研究结果表明:吸 附时间为15min、温度50℃、pH为6时,达到了最 佳吸附 条件,对Cu2+、 Cd2+吸附率分别为98.3% 和98.6%。纳米吸附材料相对于矿物吸附材料以及 工农业废弃物成本较高,但是纳米材料的可再生性 能又是其不可忽略的一个优点。
水体重金属污染
2020年5月25日星期一
目录
水体重金属污染现状 水体重金属污染来源与危害 重金属水污染治理 生物修复技术 水污染治理案例三则
水体重金属污染现状
我国的水体中重金属标准
(1)未经处理而排放的工业废水 (2)未经处理而排放的生活污水 (3)大量使用化肥、农药、除草剂而造成的农田污水 (4)堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾 (5)森林砍伐,水土流失 (6)因过度开采,产生矿山污水。
各重金属元素对人的影响
锑:与砷能使银手饰变成砖红色,对皮肤有放射性 损伤。 铊:会使人多发性神经炎。 锰:超量时会使人甲状腺机能亢进。也能伤害重要 器官。 砷:是砒霜的组分之一,有剧毒,会致人迅速死亡 。长期接触少量,会导致慢性中毒。另外还有致癌 性。
这些重金属中任何一种都能引起人的头痛、头晕、 失眠、健忘、神精错乱、关节疼痛、结石、癌症。
如膨润土、高岭土、凹凸棒石粘土等),壳聚糖
,生物吸附剂,脂肪多胺修饰硅胶,工业废弃物
如燃煤电厂排放的粉煤灰、工业污泥、肥料业产
生的Fe(OH)3,农业废弃物如稻壳、麦麸、甘蔗
渣、锯屑、坚果壳、植物的枝干,分子筛及纳米
活性炭

材料等都可以用来处理重金属废水。稻

Y 型 分 子 筛
麦麸
粉煤灰

碳纳米管结构
水体污染主要来源
2、生活污染 生活水污染主要来源于人类日常活动所产生的污 水没有经过合理地处理就排放造成的。我国城市 污水的集中处理率仅为 57.1%人类所产生的生 活污水逐年增加,所占比例持续升高。
水体污染主要来源
3、农业污染
一是畜禽养殖废弃物对农村水环境的污染。随着 禽畜养殖业规模化发展,禽畜粪便排放量急剧增 加,成为农村环境污染的主要来源之一。未经安 全处理的畜禽粪污直接排放或任意堆放造成氮、 磷污染所致的水体富营养化,严重污染地下水和 地表水环境,导致广大农村地区饮用水出现安全 问题。
地下水质量标准(GB/T 14848-93)对水中重金属含量的限制与要求大致与地面水
污染物 总铅 总汞 总镉 总砷 铬(六价)
I类 0.001 5x10^-5 0.001 0.05 0.01
II 类 0.05 5x10^5 0.005 0.05 0.05
III 类 0.05 1x10^-4 0.005 0.05 0.05
学者研究水体重金属污染
1)地表水受到重金属复合污染,铅锌矿区水体中Pb严重污染,Hg中度污染, Zn轻度污染。
2)重金属主要赋存于悬浮物和沉积物中,悬浮颗粒物中重金属含量比沉积物 中高好几倍,是水体溶解态重金属的几百倍
3)湖泊支流中重金属含量普遍高于湖区,河口污染严重
4)水体中重金属含量与pH只有关,碱性条件容易沉淀于底泥,酸性容易释放
我国水体中重金属标准
地面水环境质量标准(GB3838-88),适用于我国江、河、湖泊、水库等具有使用 ,可将我国地面水划为五类:I类 主要适用于源头水、国家自然保护区。 II类 主要适 用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等。 III类 主要适用于集中式 二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区。 IV类 主要适用于一般工业水区及人体非直 区。 V类 主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。
IV 类 0.05 1x10^-3 0.005 0.1 0.05
我国水中重金属治理现状
由环保部颁布的《重金属污染综合防治“十二五” 规划》以及之后的考核情况来看:
2014年规划实施总体情况良好,重点重金属污染 物排放量明显下降,项目实施进度加快,重点企业 环境管理进一步加强。
根据2014年考核结果,天津、浙江等2个省市为优 秀;上海、江苏、辽宁、山东、青海、河南、江西 、广东、福建、安徽、新疆、河北、四川等13个省 区市为良好;湖南、贵州、陕西、内蒙古、黑龙江 、宁夏、云南、吉林、重庆、广西、湖北、甘肃、 山西等13个省区市为合格。北京、海南、西藏3个 省区市因治理任务轻,按照要求自行组织本地区开 展自查,不参加全国考核评分。
二是化肥和农药等化学品造成的水环境污染。我 国单位耕地面积的化肥投入量是世界平均用量的 2.8倍。大量的化肥流失导致农田土壤污染,通 过农田径流加剧了湖泊和海洋的富营养化。
水体重金属污染主要来源
重金属的污染主要来源工业污染,其次是交通污 染和生活垃圾污染。各种污染物经过自然作用进 入水体造成水体污染。
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