废水中重金属污染物研究（水中重金属污染及污水处理方法）

一切的生命活动都离不开水。水体是人类赖以生存的主要自然资源之一，又是人类生态环境的重要组成部分，也是地球物质生物化学循环的储库。由于人类活动的影响，进入水体环境中的污染物越来越多，这些污染物给环境和人体健康造成了许多问题。重金属污染与其他有机化合物的污染不同：不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使有害性降低或解除；而重金属具有富集性，很难在环境中降解。Cd，cr，co，Hg，Ge，Mn，Ni，Pb，Zn等均是能够对水体产生污染的重金属。水体重金属污染日益成为人们关注的焦点。

一、水体重金属污染的来源

l、工业污染源排放

煤、石油中含有Ce、Cr、Pb、Hg、Ti等金属。据估算，全世界约1600 t／a的Hg通过煤和其他石化燃料的燃烧而排放到大气中。另外，电镀、机械制造业仍是重金属污染的一大来源。

2、废旧电池的污染

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。

3、城市化建设

损坏的高压汞灯、霓虹灯、日光灯管等未能很好地处置，成为重金属污染的一大来源；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—个相当长的滞后效应。

水体重金属污染的危害

1、重金属污染给人体带来的危害

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；另一方面是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。重金属能抑制人体内酶的活动，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具解毒功能的关键器官肾、肝等组织。重金属通过水体直接或间接进入食物链后，能严重消耗体内储存的铁、维生素C和其他必需的营养物质，导致免疫系统防御能力下降，子宫内胚胎生长停滞和其他一些疾病。

2、重金属污染对水生植物的危害

重金属对水生植物的毒害作用主要表现在改变细胞的细微结构，抑制光合作用、呼吸作用和酶的活性，使核酸组成发生改变，细胞体积缩小和生长受到抑制等。在水生生态系统及水生食物链中，作为其它浮游动物的食物及氧气来源，藻类占据着重要的位置。

3、重金属污染对水生动物的危害

重金属进入水体后，将对水生动物的生长发育、生理代谢过程产生一系列的影响。海水重金属离子含量超过一定的浓度便会引起文昌鱼中毒，使其身体呈弯曲状而死亡。研究发现不同离子浓度的铅(Pb)、Zn和Cu对中国鳖的胚胎发育有不良影响；Zn、Cu这些重金属的积累对鱼的性别、身长都存在一定的影响。此外，重金属还会影响水生动物的遗传表达，Cu、Zn等重金属能影响鲤鱼和罗非鱼的金属硫蛋白基因表达；镍(Ni)对淡水纤毛虫有急性毒性作用。

防治水体重金属污染的措施

水体重金属污染修复治理采用以下两条基本途径：一是降低重金属的生物可利用性和在水体中的迁移能力；二是将重金属从受污染的水体中彻底清除。主要有以下三类：化学法、物理化学法和生物法。

l、化学法

(1)沉淀和絮凝 沉淀和絮凝沉淀作用通过提高水体pH，使重金属以氢氧化物或碳酸盐的形式从水中分离出来，也有加入硫化物沉淀剂使重金属离子生成硫化物沉淀而被除去。

(2)氧化还原法 氧化还原法利用的是重金属在氧化还原反应中可被氧化或被还原的性质，把它们转化为无毒、低毒的物质，或转化为容易从水中分离出来的物质，从而达到处理目的。常用的氧化还原法可分为药剂氧化法、药剂还原法和电化学还原法等。

(3)电解法 可回收Cu、Ag、Cd等金属，大约有30多种废水中的重金属离子可进行电沉积。

2、物理化学法

(1)河流稀释法 稀释是改善受污染河流的有效技术之一，通过稀释能够降低污染物在河流中的相对浓度，从而降低污染物质在河流中的危害程度。

(2)离子交换法 离子交换法是重金属离子与离子交换树脂发生离子交换的过程。

(3)吸附法 吸附法是利用多孔性固态物质吸附水中污染物来处理废水的一种常用方法。传统的吸附剂是活性炭，活性炭有很强的吸附能力，去除率高，但价格昂贵，应用受到限制。近年来，国内外开展了利用天然矿物包括沸石、蛭石、海泡石、硅藻士等吸附重金属离子的研究。

(4)溶剂萃取法 溶剂萃取法是利用重金属离子在有机相和水中溶解度不同，使重金属浓缩于有机相的分离方法。

3、生物法

生物处理法是利用微生物、动物、植物等生物材料及其生命代谢活动去除和(或)积累废水中的重金属，并通过一定的方法使金属离子从生物体内释放出来，从而降低废水中重金属离子的浓度。生物处理重金属废水的研究中取得了较多成果，该技术在投资、运行、操作管理和金属回收、废水回用等方面优越于传统的治理方法，展现出广阔的应用前景。

(1)微生物和藻类修复法 利用水体中的微生物或者向污染水体中补充经驯化的高效微生物，在优化的条件下经过生物还原反应，将重金属离子还原或吸附成团沉淀，以此完成对重金属污染水体的修复。

(2）植物修复法 利用重金属积累或超重金属积累的水生植物，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。

（3）动物修复法 水体底栖动物中的贝类、甲壳类、环节动物等对重金属具有一定富集作用。如三角帆蚌、河蚌对重金属(Pb2 、Cu 2 、Cr2 等)具有明显自然净化能力。

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