突發環境事件中水污染物應急去除技術分析

劉景麗

（合肥循環經濟示范園管理委員會，安徽 合肥 230000）

引言

水是人類生活和工業生產的基本需求，保障水質安全對社會的正常運轉至關重要。在水污染突發事件發生后，需要采用緊急手段對水體中的污染物進行迅速、高效地去除，包括物理、化學、生物等多種手段，旨在迅速稀釋、吸附、分解或轉化污染物，以恢復水體的水質，減輕對水生態的沖擊，從而有助于保護地下水、河流、湖泊等水體資源。

1 突發環境事件的水污染物概述

1.1 突發環境事件的水污染物特征

突發環境事件引發的污染水體中存在大量污染物，影響著水源的正常功能。其中包括有機化合物（如石油、化工品）、重金屬（如汞、鉛、鎘）、農藥和化肥等，這些物質可能對水體造成毒性影響，并導致生態系統和生物多樣性的破壞。突發環境污染事件還會產生微生物污染，比如細菌、病毒、寄生蟲等微生物的存在，就會導致水源的細菌污染及疾病傳播等問題，從而對人類健康構成威脅。由于水污染可能帶來懸浮的顆粒物或底泥的擾動，導致水體渾濁、透明度下降，影響水中的光合作用和水下生態系統。水中營養物質過剩，如氮、磷等營養物質的過剩可能引發水體富營養化，導致藻類過度繁殖，形成赤潮等現象，從而破壞了水體生態平衡[1]。此外，突發環境事件也可能導致水體pH值和溫度的劇烈變化，對水生態系統和水體中生物的生存條件造成影響。這些特征可能單獨存在，也可能同時出現，所以了解這些特征將有助于人們科學地應對突發水污染事件，并選擇合適的應急處置措施，盡快恢復水體的健康狀態。

1.2 突發環境事件的水污染物去除方法

在突發環境事件中，清除水污染物的方法有多種多樣，在去除污染物時，首先可以采用物理去除法，該方法是利用物理學原理，如過濾、沉淀、吸附等方法，將水中的污染物與水分離，其中過濾是通過介質隔離大顆粒物質；沉淀是使懸浮物或沉淀物自然沉降到水底；吸附則是利用材料對污染物進行吸附，從而凈化水質。其次可以采用化學法去除污染物，包括氧化、還原、中和等方法，通過加入化學試劑改變水中污染物的化學性質或結構，使其沉淀或轉化為易于去除的物質。還可以采用生物去除方法，該方法是利用生物學原理，如植物、微生物等對污染物進行降解、吸收或轉化，生物吸附、生物降解等技術可以通過生物活性物質或微生物去除水中的有機污染物。此外，使用半透膜或特殊膜等材料對水污染物進行分離和過濾，也可以將污染物分離，從而實現微量物質的去除。最后，采用高級氧化技術，如臭氧氧化、紫外光催化氧化等，利用氧化劑對水中的有機物進行氧化降解，將其轉化為無害或低毒的物質。這些去除方法通常需要根據水體污染的特性和程度，結合實際情況進行選擇，以達到快速、高效、全面清除水中污染物的目的。

1.3 突發環境事件水污染物應急去除技術的作用

突發環境事件中的水污染物應急去除技術具有至關重要的作用，可以在短時間內應對環境危機，迅速清除水中的污染物，降低污染物擴散和進一步損害的可能性。應急去除也可以減少污染物對水生態系統的影響，從而有助于保護水生物多樣性和生態平衡，減少生態系統的受損程度。此外，清除水污染物有助于保障人類飲用水的安全，減少因水污染而導致的健康問題和疾病傳播的風險。及時有效地去除污染物還有助于降低水資源的受損程度，從而減少因水污染事件造成的經濟損失。最后，對突發環境事件中水污染物進行應急去除，可以保證社會的穩定與安全，保障水資源能夠得到高效利用，這也是維護社會秩序穩定的重要因素。總體而言，應急去除技術在水污染事件中扮演著防范和緩解水環境災害的關鍵角色，對保護環境、生態和人類健康具有非常重要的意義[2]。

2 突發環境事件中水污染物應急去除技術的具體應用

2.1 化學沉淀法

2.1.1 堿沉淀法

堿沉淀法是一種常用的水污染物應急去除方法之一，其原理是利用堿性物質，通常是氫氧化鈣（生石灰）或氫氧化鈉等，與水中的酸性污染物發生反應，生成沉淀物，并將污染物沉降至水底或通過過濾等方式將其分離出來。在應用堿沉淀法去除水污染物時，首先應確定水體的初始pH值，然后加入堿性物質（如氫氧化鈣、氫氧化鈉等），使水體的pH值升高到適當的范圍，促使水中的重金屬離子發生沉淀反應而沉淀下來。在受污染水體中均勻地投加選定的堿性物質，投加后，堿性物質就會與水中的酸性污染物發生中和反應，并形成沉淀，具體的反應式為：

酸性污染物+堿性物質→沉淀物+水

為了確保堿性物質能夠均勻地分布并充分與污染物發生反應，通常需要進行攪拌和混合，這有助于提高沉淀效率。由于pH值的升高，水中的金屬離子與堿性物質就會發生化學反應，生成相對不溶于水的金屬氫氧化物等沉淀物，這些沉淀物會沉降到水體底部或形成懸浮物，且生成的沉淀物會逐漸形成混凝土狀沉淀層，因而可以通過過濾、沉淀池等方式將其分離出來，這一步驟是將沉淀物從水中有效去除的關鍵。處理后的水體需要進行監測，確保污染物濃度已經降至安全水平，并根據監測結果，進一步調整堿性物質的投加量，以達到最佳的去除效果。在對突發環境事件進行應急處理后，會出現殘留物，那么就需要按照環境法規進行安全處置，以防止二次污染及其對環境產生的影響。堿沉淀法是一種相對簡單且常見的水污染物應急去除方法，但需要根據具體的污染情況和水體特性確定投加量和處理方法，從而保證能夠達到最優的去除效果，盡量減少水污染對環境造成的影響。

2.1.2 硫化物沉淀法

硫化物沉淀法特別適用于處理含有硫化物的水體，這種方法能夠有效去除水中的硫化物，并將其轉化成不溶于水的固體沉淀，從而清除水體中的污染物質。例如，在某化工廠發生事故后，大量含有硫化物的廢水意外泄漏至附近的水域，導致水體污染。相關工作人員緊急調查水體污染狀況，明確硫化物的的類型、濃度以及污染范圍，有助于采取有效的去除措施[3]。根據最終的調查結果，確定使用硫化物沉淀劑，例如鐵離子或鋁離子，這些離子能夠與水中的硫化物發生反應，生成不溶于水的硫化物沉淀。在對硫污染物進行處理時，需要投入一定濃度比例的硫化物沉淀劑，投加后，硫化物沉淀劑可與水中的硫化物發生沉淀反應，形成固體硫化物沉淀，具體反應式為：

水中硫化物+硫化物沉淀劑→固體硫化物沉淀+水

在進行硫化物沉淀應急處理的過程中，投入硫化物后，要進行攪拌和混合，以確保硫化物沉淀劑能夠充分地與水中的硫化物發生反應，從而加快沉淀過程。生成的固體硫化物沉淀會逐漸沉積到水底，形成固體沉淀層，這時就可以通過過濾、沉淀池等方式將其分離出來，這一步驟是將硫化物從水中有效去除的關鍵。處理后水中還會含有殘余的硫化物，可以通過氯等消毒劑進行處理，步驟如下：先把氯加入到硫化物中，氯和硫化物的質量比控制在4∶5，在這種狀態下，兩者可以發生化學反應，生成氯氧化硫化物，從而迅速氧化硫化物，降低硫化物的濃度。通過對硫化物進行應急處理，可以保證水污染現象得到控制，使水質得到提升。

2.2 圍欄法

在發生突發水環境污染時，常會出現一般的有機污染，對于這類污染，就要采用圍欄法進行應急處理。該方法主要是通過設置隔離帶或圍欄來防止污染物的進一步擴散。一般在油污染水域，使用油水圍欄可以有效阻止油污擴散。圍欄通常是由浮筒和吸油材料構成，浮筒保持圍欄浮在水面，而吸油材料則吸附和收集漂浮的油污。此方法可以快速阻止油的擴散，從而實現油的回收。例如，當發生突發污染事件時，應急處理人員要迅速布設應急圍欄，限制污染物的擴散，還要在水域表面搭建臨時隔離設備或設置臨時屏障，并使用吸油材料、油水分離設備等進行污染物的收集和處理，盡量使污染蔓延最小化。在污染物得到有效控制后，工作人員還要進行清理工作，清除圍欄以及收集的污染物，并進行修復工作，以減少對生態系統的影響[4]。

2.3 混凝沉淀去除法

混凝沉淀去除技術能夠有效地將水中微小的懸浮顆粒凝聚成較大的沉淀物，便于后續的分離和去除，從而迅速減少水體中懸浮顆粒的濃度。混凝沉淀技術的啟動時間相對較短，可以在短時間內迅速投入使用，因而適應緊急處理的要求。在突發環境事件中，首先需要進行水體調查，主要是了解懸浮顆粒的種類和濃度；水體的化學性質，如pH值；水體的溫度、流速等環境因素。然后根據水體調查數據，選擇合適的混凝劑，通常為鋁鹽、鐵鹽等，并確定適當的混凝劑投加量。例如，對銻污染進行應急處理時，就要在低溫、低濁度、銻污染物初始濃度為50 μg/L的條件下，投入含量為30 mg/L的聚合硫酸鐵，實現混凝沉淀去除的效果，銻的去除率可達到96.7%。在水污染中，除了銻污染外，汞污染也是常見的污染類型，如果要對汞污染進行應急處理，就需要加入氧化鋁進行混凝沉淀。例如，在汞污染中，汞濃度達到了0.1 mg/L時，需要投加70 mg/L的氧化鋁，這時汞的去除率會達到23%～31%之間。在利用混凝沉淀法去除污染物時，要充分控制混凝反應的條件，包括混合時間、投加混凝劑的含量等，這有助于確保混凝劑充分與水中的懸浮顆粒反應，形成凝聚體。同時還要選擇合適的沉淀分離方法，采用自然沉淀、過濾、沉淀池等方式，保證在不同的突發環境事件中，使混凝沉淀法更加高效，可以針對性地對水污染物進行應急處理。由于混凝沉淀技術是一種成熟且經過實踐驗證的水處理方法，其去除效果相對可靠，能夠在短時間內改善水質。與一些高級水處理技術相比，混凝沉淀技術的成本相對較低，適合于在有限資源條件下進行應急處理。

2.4 吹脫及吸附去除技術

吹脫及吸附技術主要是通過氣體吹脫和材料吸附的方式實現水污染物的去除。吹脫去除技術主要是利用氣體流動的力學作用，通過氣泡或氣體噴射將水中的污染物帶到水體表面，然后通過氣體離開，帶走懸浮在水表面的污染物。在對水污染物進行緊急處理時，要先選擇適合的氣體，常見的包括空氣、氮氣等，選擇氣體時需要考慮其對水體和環境的影響，以及污染物的特性。然后就是要配備吹脫設備，如氣泡發生器或氣體噴射裝置，通過調整氣體流速和噴射位置，實現對污染物的有效吹脫。另外還要控制吹脫時間，確保污染物能夠充分地被帶到水表面，并通過氣體的離開實現有效地去除。同時也可以采用水力噴射空氣旋流器進行吹脫處理，此設備是由主筒體、封頭以及中心排氣管組成，其中筒體和封頭是被法蘭所連接，把旋風分離器螺旋進封頭中，實現噴孔，噴孔直徑控制在2 mm，然后對受污染的水體進行吹脫，這樣就能去除99%的氯苯污染物，進而實現對水污染物的應急處理[5]。

吸附去除技術是利用吸附劑吸附水中的污染物，使其附著在吸附劑表面，從而實現對污染物的去除。常用的吸附劑包括活性炭、氧化鋁等材料，可以去除水污染物中的苯系物、酚類、農藥等有機污染物。在具體應用中，工作人員要根據不同污染物的性質選擇適合的吸附劑，活性炭適用于吸附大部分無機以及有機化學污染物，氧化鋁則對重金屬具有較好的吸附能力。將選定的吸附劑投加到受污染水體中，確保吸附劑能夠充分地分散。然后就要控制好吸附時間，使污染物有足夠的時間與吸附劑發生吸附反應，如利用無紡布、吸油氈等材料，對石油類的污染物進行吸附，可以在1分鐘內達到理想的吸附效果，從而實現對污染物的去除。此外，也可以使用物理方法，如過濾或沉淀法，將含有吸附劑的沉淀物從水中分離出來，達到污染物去除的目的。

吹脫及吸附技術可以針對特定的污染物類型進行設計和優化，從而實現高效的去除效果。該技術更適用于處理不同類型的水污染物，包括有機物、重金屬等。此技術操作相對簡單，不需要復雜的設備和技術，便于在應急響應中迅速投入使用。相比一些化學處理方法，吹脫及吸附技術對水體的影響相對較小，減少了二次污染的可能性，因而適用于在臨時或緊急設置中進行應急處理，對設備的要求也相對較低，因而使成本得到了有效地控制。

3 結論

綜上所述，對突發環境事件中的水污染物進行應急去除，可以有效地減輕突發水污染事件導致的環境壓力，保護水資源和水生態，最大限度地減少水污染事件造成的各項損失。在進行應急去除時，主要是利用化學沉淀、圍欄、混凝沉淀、吹脫、吸附等去除技術，使水中污染物的去除更加高效，從而保障水環境的健康與可持續發展。