飲用水源水無機金屬污染的應急處理

祁盛恒

摘要：進入21世紀以來，隨著社會經濟穩健的發展，我國人民的生活水平也得到了快速的提高。在日常生活當中，有必要滿足人民的基本用水需求。但是，根據不少水庫的實際調查工作發展，會出現突發性無機金屬污染事件，為了使此類污染得到有效解決，有必要采取行之有效的應急處理方法。本課題在分析飲用水源水無機金屬污染的應急處理的基礎上，進一步對飲用水源無機金屬污染的應急處理實驗方法進行分析，為飲用水源水無機金屬污染處理效果的提升提供有效建議。

關鍵詞：飲用水源水；無機金屬污染；應用處理；實驗方法

飲用水源水無機金屬污染是水庫常遇到的問題之一，為了解決此類污染問題，就有必要采取有效處理措施。但從現狀來看，城市凈水工藝對于飲用水源水無機金屬污染的處理能力還較為薄弱，缺乏行之有效的處理工藝技術方案。有研究者提出可采取聚合氯化鋁輔助化學沉淀法進行應急處理，從而達到去除污染物的目標[1]。鑒于此，本課題以此作為思路，重點對“飲用水源水無機金屬污染的應急處理”進行分析具備一定的價值意義。

一、飲用水源無機金屬污染的應急處理現狀分析

我國不少城市存在水資源短缺的情況，主要表現為周圍大的湖泊、江河缺少，難以解決水資源供給問題。在這樣的情況下，人均水資源便呈現不足的情況；與此同時，在地下水位逐步降低的情況下，在未來對地表水的依賴程度會慢慢變大。并且，根據水庫調查工作發現，容易出現水源突發污染事件，對于此類污染事件我國將重點工作放在了水源水質預警技術的研究上，并研發出了一些實用型的水源水質預警系統，利用水源水質預警系統加以對水庫水資源情況的監控，具備實時的作用，能夠更為深入地了解水庫的水資源情況[2]。但是，值得注意的是，從現狀來看，城市凈水工藝對水源突發性污染的應急處理能力較為薄弱，例如：對于飲用水源無機金屬污染，便缺乏行之有效的處理工藝技術方案。

考慮到飲用水源無機金屬污染得到有效處理，便有必要加快應急處理方案的制定及實施。我國某市根據市區水庫的實際供水情況，選擇了典型的四類無機金屬污染物，即：Cu2+、Fe2+、Zn2+、Cd2+；在采取相應的實驗，適當添加堿與聚合氯化鋁的量，觀察對污染物的清除效果，進一步確定了以上四類無機污染物的最優化清除方法，并為污染應急處理預案的制定及實施提供了必要依據。

總之，針對現狀下飲用水源無機金屬污染在應急處理能力方面的不足，有必要加強實驗研究，掌握應急處理方法，確保飲用水源的質量及滿足水資源供給需求。

二、飲用水源無機金屬污染的應急處理實驗方法分析

在上述分析過程中，認識到目前我國部分地區在飲用水源無機金屬污染應急處理能力上的不足。因此，有必要采取相應的實驗研究，明確應急處理可行方案。具體實驗及方法如下：

（一）實驗準備

（1）實驗藥劑：為了尋找出有效的飲用水源無機金屬污染的應急處理方案，此次展開了相應的實驗研究，需準備的實驗藥劑包括：①硝酸銅（Cu（NO3）2·3H2O）；②氯化亞鐵（Fecl2·4H2O）；③硝酸鋅（Zn（NO3）2·6H2O）；④硝酸鎘（Cd（NO3）2）；此外，還需要提供相配套的工業級聚合氯化鋁、硫酸以及氫氧化鈉。

（2）實驗用水：此次實驗用水的pH值為7.76，濁度2.60，溶解性固體總量為2.86×102mg/L，溶解氧為11.70mg/L，CaCO3中鈣含量為110mg/L，總磷為0.08mg/L，硝態氮為1.24mg/L。

（3）實驗儀器：需準備的實驗儀器有電子天平、pH計、混凝攪拌器（JTY-6型）以及電感耦合等離子體光譜儀等。

（二）實驗的具體內容

做好實驗準備工作之后，進行小試實驗和中試實驗，具體的實驗內容如下：

（1） 小試實驗。選用20ml水樣，具備一定濃度的污染物；在采取氫氧化鈉與硫酸溶液滴加的情況下，對水樣的pH值進行調節，然后添加劑量不同的聚合氯化鋁，利用上述提到的混凝攪拌器完成相應的混凝攪拌實驗，以每分鐘200轉的速度攪拌3分鐘，之后以每分鐘70轉的速度進行緩慢攪拌15分鐘，然后進行半小時的靜置入沉降，獲取上清液之后，采取上述提到的電感耦合等離子體光譜儀，檢測水樣當中的金屬離子污染物的濃度值[3]。

（2） 中試實驗。對于中試實驗來說，需在水廠實施，水廠需結合自身的工藝需求，進行相配合運行裝置的設計。將水廠的進水流速控制在每小時11噸，通過進水流速進行上述提到的四類無機污染物濃度水樣的配置，然后利用聚合氯化鋁輔助加堿化學沉淀法，以不同污染物的濃度為依據，添加所需濃度的氫氧化鈉，水廠中試工藝進行半小時的運行之后，對沉淀池出水pH值進行檢測，然后每間隔20分鐘進行1次pH值的檢測；在pH值達至將上述提到的四類污染物除去時最優化pH的條件下，對沉淀池殘余污染物的濃度進行測定，同時測定煤濾柱出水殘余污染物的濃度。

（三）實驗結果分析

上述針對硝酸銅（Cu（NO3）2·3H2O）、氯化亞鐵（Fecl2·4H2O）、硝酸鋅（Zn（NO3）2·6H2O）、硝酸鎘（Cd（NO3）2）四類污染物進行了小試實驗和中試實驗，具體的實驗結果如下：

（1） 小試實驗結果。為了使上述四類污染物的去除效果得到有效增強，可采取對pH值進行調節的方法。值得注意的是，對于加堿化學沉淀方法來說，具備快速及簡單的效果，所以在應急處理過程中適合應用，此方法的技術關鍵點便是調節適合的pH值。在對pH值進行調節過程中，通常會選用氫氧化鈉、石灰或者碳酸鈉作為堿性藥劑，而在酸性藥劑方面通常會選取鹽酸或者硫酸[4]。在此次研究過程中，主要對飲用水源水進行處理，所以需應用飲用水處理級別的藥劑或者食品級別的藥劑。在以上堿性藥劑當中，石灰需要花費較大的勞動力資源，且在自動控制上不易，純堿成本又偏高，所以這兩類通常不適合應用；對于氫氧化鈉來說，因為可以應用液體藥劑，在投入及精度控制上非常方便，并且勞動強度低，價格合適，所以可以應用到應急處理過程中。此外，對于酸性藥劑來說，硫酸的有效濃度要高于鹽酸，同時在腐蝕性上偏低，在價格上合理，所以可作為首選的一類酸性藥劑，然后應用到應急處理過程中[5]。實驗結果顯示：利用調節pH值的方法，然后利用加減化學沉淀的方法，能夠使飲用水水源當中的無機金屬污染得到有效去除，從而飲用水水源的質量得到有效提高，達到供給的標準要求。

（2） 中試實驗結果。結合水廠進水流量的實際需求，通過所需要污染物濃度水樣的配制，然后對加堿泵速進行調節，并調節pH值，結果顯示，采取聚合氯化鋁輔助加堿化學沉淀方法，可以使初始濃度5倍國標的Cu2+、Fe2+、Zn2+、Cd2+四類污染物濃度分別降低到0.4413mg/L、0.2062mg/L、0.1306mg/L、0.0076mg/L；10倍國標的Cu2+、Fe2+、Zn2+、Cd2+四類污染物濃度分別降低到0.4264mg/L、0.1523mg/L、0.9905mg/L、0.0057mg/L；均符合國家飲用水的標準要求。

三、結語

在本次研究過程中，認識到現狀下對于飲用水源水無機金屬污染的應急處理工藝技術方案還較為缺乏。因此，有必要加強實驗研究。本次選擇了典型的四類無機金屬污染物，即：Cu2+、Fe2+、Zn2+、Cd2+；在采取相應的實驗，適當添加堿與聚合氯化鋁的量，觀察對污染物的清除效果，結果顯示：采取調節pH值、聚合氯化鋁投加量的方法，同時輔助加堿化學沉淀法，能夠使飲用水源水無機金屬污染得到有效清除，進一步使飲用水源水的質量得到有效提高，從而達到供給的需求。

參考文獻：

[1]徐冰冰，許秋瑾，梁存珍，李麗，蔣麗佳.湖南郴州柿竹園礦區鄉鎮地下飲用水源重金屬水質評價[J].環境工程技術學報，2013，02：113-118.

[2]陸鳳娟.以嘉定區為例對上海市郊區飲用水源水重金屬進行健康風險評價[J].中國環境監測，2013，02：5-8.

[3]呂晶晶，董建，龔為進.非常規污染水源研究[J].科技信息，2013，16：486-487.

[4]郭杏妹，李寧，康園，張秋云.佛山市農村飲用水中重金屬的健康風險評價[J].暨南大學學報（自然科學與醫學版），2014，01：21-25.

[5].加快建立飲用水源污染預警機制[J].民主，2014，04：29.