水體重金屬污染與修復(fù)研究論述

李洪偉

【摘 ?要】水體是人類生活必不可少的重要資源，水關(guān)乎人們的生命和身體健康。隨著工業(yè)的發(fā)展和人類活動(dòng)的不斷加劇，工業(yè)生產(chǎn)所形成的廢水及日常生活污水等間接或直接的進(jìn)入了水體體系中，使得水體污染問題越來越嚴(yán)重。水體污染主要有重金屬污染、有機(jī)污染和微生物污染，就目前我國水體重金屬污染情況來看，水體重金屬污染是一個(gè)比較嚴(yán)重的污染問題。

【關(guān)鍵詞】水體;重金屬;污染;修復(fù)

1.水體重金屬的污染現(xiàn)狀

水體重金屬的污染問題已成為一個(gè)困擾人類已久的重大問題，對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了極大影響，已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國受重金屬污染的水體達(dá)80%以上，尤其是長江、黃河、遼河等流域的重金屬水體污染最為嚴(yán)重。重金屬污染物進(jìn)入水體的形式有多種，最為常見的生活污水隨著時(shí)間的累積，水體中的重金屬含量不斷增加;工業(yè)所產(chǎn)生的污水未經(jīng)處理、或處理不達(dá)標(biāo)直接進(jìn)入到水體環(huán)境，嚴(yán)重影響了水體環(huán)境;一般情況下，當(dāng)水體在鉛鋅礦區(qū)發(fā)生重金屬污染時(shí)，水體中重金屬的污染程度為鉛>汞>鋅。在水體中，沉積物和懸浮物是水體重金屬的主要寄存地，水體懸浮物中重金屬污染物的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沉積物。目前，我國的工業(yè)區(qū)分布廣泛，水體重金屬污染十分嚴(yán)峻，雖然我國加強(qiáng)了排污處理，但仍有一些企業(yè)為了減少開支，直接將污水排進(jìn)河流等，直接加劇了水體重金屬的污染。因此，對目前水體重金屬污染加劇的現(xiàn)象，國家應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)管理，提高相關(guān)工作人員的環(huán)保意識。

2.水體重金屬污染的危害

水體中重金屬污染物的存在將嚴(yán)重影響整個(gè)生態(tài)體系的平衡與發(fā)展，生物生長需要微量的重金屬元素，但當(dāng)重金屬大量積累排入到水體環(huán)境后，就會長期的存在于水環(huán)境中，對水體統(tǒng)造成了不同程度的污染。重金屬濃度超過水體生物的承受能力時(shí)，重金屬就會影響水體生態(tài)系統(tǒng)平衡，從而引起極大的危害。當(dāng)水體重金屬濃度超過植物體所需的閾值時(shí)，即使?jié)舛群苄?，也會對水體中植物的酶活性產(chǎn)生不良影響，并且重金屬還將長期存在于植物體中。當(dāng)水生動(dòng)物攝入水體植物后，重金屬就會通過食物鏈進(jìn)入動(dòng)物體中，而動(dòng)物體內(nèi)的重金屬又不易被降解吸收，最后會長期的存在于動(dòng)物體內(nèi)，最終通過食物鏈進(jìn)入到人體，危及人類的身體健康和生命安全。

3.水體重金屬污染修復(fù)措施

3.1化學(xué)處理法

在多種處理法當(dāng)中，化學(xué)沉淀法的應(yīng)用最為廣泛，其是將適量的化學(xué)藥劑加入廢水當(dāng)中，對水體中的可溶性物質(zhì)進(jìn)行溶解，在化學(xué)反應(yīng)作用下，降解較難溶解的物質(zhì)以及微溶物質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)水體中重金屬污染物的有效去除?；瘜W(xué)沉淀法具體可分為兩種，一種是電化學(xué)法，另一種是氧化還原沉淀法，在應(yīng)用過程中，這兩種方法無需復(fù)雜的設(shè)備以及較高的操作技術(shù)，取得的處理效果較為理想，對強(qiáng)度較高的重金屬污染也有良好的效果，然而在處理過程中，化學(xué)沉淀法的成本較高，選擇性較小，處理時(shí)占地面積較廣，同時(shí)，由于水體中污泥處理不徹底，較易引發(fā)二次污染。（1）氧化還原沉淀法。在處理水體中重金屬污染時(shí)，氧化還原法較為常用，主要是將一定含量的化學(xué)藥劑投放于廢水當(dāng)中，在氧化還原反應(yīng)作用下實(shí)現(xiàn)重金屬離子污染物的轉(zhuǎn)化，去除其毒性成分，進(jìn)而使之轉(zhuǎn)化為較為安全的物質(zhì)后再進(jìn)行合理排放。應(yīng)用氧化還原法時(shí)，主要是將Cr6+還原為cr3+這種安全物質(zhì)，然后才可進(jìn)行水體的排放。在工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，在進(jìn)行廢水排放時(shí)，部分企業(yè)會采用鐵屑或鋅粉進(jìn)行鉻金屬元素的去除，然而處理后廢水中會留有部分廢渣，存在二次污染問題，因此，此方法的應(yīng)用受到了一定限制。（2）電化學(xué)法。電化學(xué)技術(shù)也可用于進(jìn)行水體中重金屬物質(zhì)的處理，在直流電的作用下，電化學(xué)反應(yīng)的陰極與陽極之間會產(chǎn)生作用而導(dǎo)致重金屬離子發(fā)生遷移現(xiàn)象，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)廢水的凈化。電化學(xué)方法的應(yīng)用效果較佳，具有較為溫和的反應(yīng)條件，與環(huán)境具有良好的相容性，副反應(yīng)少且選擇性較強(qiáng)，在工作領(lǐng)域以及環(huán)保領(lǐng)域的廢水排放與處理中得到了一定的應(yīng)用。應(yīng)用電化學(xué)法時(shí)，在電還原技術(shù)的作用下，重金屬離子會出現(xiàn)方向性位移現(xiàn)象，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)重金屬的二次回收與再利用，極大的提高了資源的重復(fù)利用率，環(huán)境保護(hù)效果也較為理想。而電沉積技術(shù)在處理重金屬廢水時(shí)，可以將惰性電極作為陰極而產(chǎn)生電解反解，使重金屬離向陰極遷移，其表面會發(fā)生分解與沉積作用，可以將純度較好的重金屬集中到一起進(jìn)行收集。過去，此技術(shù)應(yīng)用的是二維電極，目前已發(fā)展為三維電極，在電流運(yùn)行過程中，密度更高，也更加高效，且產(chǎn)生的能耗也相對較低。

3.2物理化學(xué)法

常用的物理化學(xué)法主要有兩種，一種是離子交換法，另一種是膜分離法。（1）離子交換法。此技術(shù)是利用樹脂交換基因?qū)崿F(xiàn)與水中重金屬的選擇性交換，進(jìn)而對水體中的重金屬離子進(jìn)行凈化。此技術(shù)較為成熟，重金屬去除率相對較高。然而樹脂極易被污染而出現(xiàn)氧化反應(yīng)，再生能力較強(qiáng)，應(yīng)用時(shí)需耗費(fèi)大量的資金成本。在進(jìn)行重金屬濃度較高的廢水處理時(shí)，成本過高，同時(shí)，水體中的重金屬殘留缺乏穩(wěn)定性，基于此，此種方法在濃度較低的重金屬水體污染治理過程中應(yīng)用較廣。（2）膜分離的法。此技術(shù)需利用特殊的膜而實(shí)現(xiàn)廢水的分離，由于外界能量存在差異，以這一能量差為動(dòng)力可以實(shí)現(xiàn)廢水中重金屬的有效凈化。然而在處理過程中，膜存在被堵塞的情況，同時(shí)治理費(fèi)用較高，膜的使用期限較短，因此，此方法未得到良好的推廣與應(yīng)用。

3.3生物法

生物法是處理水體重金屬污染物最為常見的方法，其主要包括微生物法、植物修復(fù)法和生物絮凝法等。生物法是一種較為生態(tài)環(huán)保的方法，是生物利用生物自身的新陳代謝將水體中的重金屬物質(zhì)富集，但是該方法卻存在著一定的缺陷。不同種類的重金屬被不同植物進(jìn)行選擇性的富集，其所富集得程度也有所不同。生物法處理重金屬污染水體需要的時(shí)間較長，治理效果較慢，但是該治理方法只適用于范圍較小的水體治理，對污染程度較低，流動(dòng)性較小的水體具有較好的修復(fù)效果。此外，還可通過生物凝絮、吸附的方法進(jìn)行水體重金屬的處理。生物吸附的概念最早由Ruchhoft提出，從生物吸附概念提出到現(xiàn)在，涌現(xiàn)出了大量的生物吸附材料，研究者們對生物吸附機(jī)理進(jìn)行了深入研究。

4.結(jié)束語

隨著我國工業(yè)化的加快，伴隨著經(jīng)濟(jì)飛速增長的同時(shí)環(huán)境污染也變得日益嚴(yán)重，其中水體重金屬污染是對人類影響較大的污染物。水體重金屬污染嚴(yán)重危害了人類的生產(chǎn)生活，因此，如何治理水體重金屬污染是生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容。本文論述了水體重金屬的污染現(xiàn)狀、危害以及治理方法和策略。在治理水體重金屬污染中化學(xué)沉淀法、氧化還原法、理化吸附法等傳統(tǒng)的水體重金屬處理方法雖然能一定的處理效果，但其所需費(fèi)用較高、操作不便、容易產(chǎn)生二次污染等缺點(diǎn)。生物法作為一種治理水體重金屬污染的新方法被廣泛關(guān)注，是近年來生態(tài)環(huán)保領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，生物法的治理效率高、操作簡便、成本低、且不會產(chǎn)生二次污染、原位修復(fù)等優(yōu)點(diǎn)，是其他修復(fù)方法與技術(shù)無法比擬的。因此，利用生物法治理水體重金屬污染具有廣闊的應(yīng)用前景。

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