水体重金属污染综述

水体重金属污染综述

文献综述

1.1 重金属废水概述

1.1.1水体中重金属的来源

重金属污染是危害最大的水污染问题之一。重金属通过矿山开采，金属冶炼，金属加工及化工生产废水，化石燃料的燃烧，施用农药化肥和生活垃圾等人为污染源，以及地质侵蚀，风化等天然源形式进入水体，加之重金属具有毒性大，在环境中不易被代谢，易被生物富集并有生物放大效应等特点，不但污染水环境，也严重威胁人类和水生生物的生存。目前，人们对水体重金属污染问题已有相对深入的研究，同时采取了多种方法对重金属废水和污染的水体进行处理和修复。

1.1.2 水体重金属污染现状

我国水体重金属污染问题十分突出，江河湖库底质的污染率高达80.1%。2003年黄河，淮河，松花江，辽河等十大流域的流域片重金属超标断面的污染程度均为超?类。2004年太湖底泥中总铜，总铅，总镉含量均处于轻度污染水平。黄Hg含量明显增加;苏州浦江干流表层沉积物中Cd超背景值2倍，Pb超1倍，河中Pb全部超标，Cd为75%超标，Hg为62.5%超标。城市河流有35.11%的河段出现总汞超过地表水?类水体标准，18.46%的河段面总镉超过?类水体标准，25%的河段有总铅的超标样本出现。葫芦岛市乌金塘水库钼污染问题严重，钼浓度最高超标准值13.7倍。由长江，珠江，黄河等河流携带入海的重金属污染物总量约为3.4万t，对海洋水体的污染危害巨大。全国近岸海域海水采样品中铅的超标率达62.9%，最大值超一类海水标准49.0倍;铜的超标率为25.9%，汞和镉的含量也有超标现象。大连湾60%测站沉积物的镉含量超标，锦州湾部分测站排污口邻近海域

沉积物锌，镉，铅的含量超过第三类海洋沉积物质量标准。国外同样存在水体重金属污染问题，如波兰由采矿和冶炼废物导致约50%的地表水达不到水质三级标准。

1.1.3 水体重金属污染的危害

水体重金属污染已成为全球性的环境污染问题，并且严重影响着儿童和成人的身体健康乃至生命，如人体若摄取了过多的钼元素会导致痛风样综合症，关节痛及畸形，肾脏受损，并有生长发育迟缓，动脉硬化，结蒂组织变性等病症。当前，儿童铅中毒，重金属致胎儿畸形，砷中毒等事件也屡有发生，使重金属污染成为关系到人类健康和生命的重大环境问题。

1.2 水体重金属污染治理方法

1.2.1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。

1.2.2 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。该方法用到的吸附工农业废弃物等。活剂包括活性炭、膨润土、沸石、壳聚糖，以及廉价吸附剂—

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。

1.2.3 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。

1.2.2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

1.2.2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。 1.2.2离子交换法利用重金属离子交换剂与污染水体中的重金属物质发生交换作用，从水体中把重金属交换出来，达到治理目的。经离子交换处理后，废水中的重金属离子转移到离子交换树脂上，经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。离子交换法的优点是选择性高，可以去除用其他方法难于分离的金属离子，可以从含多种金属离子的废水中选择性地回收贵重金属;另外它既可以去除废水中的金属阳离子，也可以去除阴离子，可以使废水净化到较高的纯度。离子交换法的缺点是离子交换树脂的价格较高，树脂再生时需要酸、碱或食盐等，运行费用较高，再生液需要进一步处理。因此，离子交换法在较大规模的废水处理工程中较少采用 1.2.2生物修复法

目前国内外利用生物修复水体重金属污染的研究很多，根据所用的生物对象不同，可分为以下三种:

(1)植物修复法:是利用重金属积累或超重金属积累水生植物，将水体中的重金属提取出来，富集输运到植物体内，然后通过收割植物将重金属从水体清除出去。目前，人们已经发现许多水生植物能够较好地吸收水中的重金属离子，水浮莲、印度葵、香蒲和芦苇都已被用来处理污水。