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      水體重金屬污染與修復(fù)研究論述

      2020-09-08 06:21:21李洪偉
      理論與創(chuàng)新 2020年12期
      關(guān)鍵詞:修復(fù)水體重金屬

      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(wèn)題越來(lái)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(guó)水體重金屬污染情況來(lái)看,水體重金屬污染是一個(gè)比較嚴(yán)重的污染問(wèn)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(wèn)題已成為一個(gè)困擾人類已久的重大問(wèn)題,對(duì)我國(guó)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(guó)受重金屬污染的水體達(dá)80%以上,尤其是長(zhǎng)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(jiàn)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(guó)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(guó)加強(qiáng)了排污處理,但仍有一些企業(yè)為了減少開(kāi)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(duì)目前水體重金屬污染加劇的現(xiàn)象,國(guó)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(shí)。

      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(zhǎng)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(huì)長(zhǎng)期的存在于水環(huán)境中,對(duì)水體統(tǒng)造成了不同程度的污染。重金屬濃度超過(guò)水體生物的承受能力時(shí),重金屬就會(huì)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(guò)植物體所需的閾值時(shí),即使?jié)舛群苄?,也?huì)對(duì)水體中植物的酶活性產(chǎn)生不良影響,并且重金屬還將長(zhǎng)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(huì)通過(guò)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(huì)長(zhǎng)期的存在于動(dòng)物體內(nèi),最終通過(guò)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(duì)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(guò)程中,這兩種方法無(wú)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(duì)強(qiáng)度較高的重金屬污染也有良好的效果,然而在處理過(guò)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(huì)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(huì)留有部分廢渣,存在二次污染問(wèn)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(yáng)極之間會(huì)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(huì)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?gòu)U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(huì)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(guò)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(guò)程中,密度更高,也更加高效,且產(chǎn)生的能耗也相對(duì)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(shù)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(duì)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(duì)較高。然而樹(shù)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(guò)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(guò)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(guò)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(jiàn)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(zhǎng),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(duì)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(guò)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(duì)生物吸附機(jī)理進(jìn)行了深入研究。

      4.結(jié)束語(yǔ)

      隨著我國(guó)工業(yè)化的加快,伴隨著經(jīng)濟(jì)飛速增長(zhǎng)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(duì)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(lái)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(jiǎn)便、成本低、且不會(huì)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(wú)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。

      參考文獻(xiàn)

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      [3] 任蕓蕓. 重金屬污染水體修復(fù)研究[J]. 內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì), 2018, 000(006):53.

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