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水体重金属污染危害及其修理技术

2011-01-29 3页 pdf 70KB 98阅读

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水体重金属污染危害及其修理技术
第 !" 卷 第 # 期 ! " " $ 年 % 月 污 染 防 治 技 术 &’(()*+’, -’,*.’( */-0,’(’12 3456 !",,46 # 789 6, !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! " " $ 水体重金属的污染危害及其修复技术 许秀琴,: 朱 : 勇,: 杨 : 挺,: 叶宇飞,: 江潇潇 (宁波市农业科学研究院,浙江 宁波 : ;<="#") 摘 : 要:近年江河湖泊重金属含量呈逐年上升趋势,同时累积于蔬菜、肉类、鱼类、海鲜中,富集于动植物体内,已严重 威胁着人们的健康,而对于水体重金属污染的修复尚未引起人们的足够重视,因此,针对目前中国水环境的污染现状,介绍 其修复对策。 关键词:水环境;重金属;污染;修复 中图分类号:>=;>=!: : : 文献码:7 !"#$ "%& ’($(&)"*)+% +, -"*(# .+//0*)+% +, !("12 3(*"/4 >) >?8@A?B,: C0) 24B9,: 27,1 *?B9,: 2/ 28@DE?,: F+7,1 >?G4@H?G4 (!"#$%& ’()*+,- &. ’$/"(0120/)1 3("+#(+,!"#$%&,45+6")#$ ;<="#",75"#)) 564*#"7*:-4BIGJ?BGI?4B 4D KEGLM JEIG5N ?B O?LEON GBP 5GQEN ?BROEGNEN MEGO SM MEGO OEREBI5M,JEIG5N RGB SE G5N4 GRR8J85GIEP ?B LE9EIGS5EN GBP 4IKEO D44PN I4 IKOEGIEB T8S5?R KEG5IK6 U8I IKE OEJEP?GI?4B 4D T4558IEP VGIEO SM KEGLM JEIG5N KGN B4I SEEB TG?P EB489K GIIEBI?4B I46 *K?N GOI?R5E ?BOI4P8REPN IKE TOENEBI NIGI8N 4D P4JENI?R VGIEO T4558I?4B GBP OE5ELGBI OEJEP?GI?4B IERKB4549M6 8(2 9+#&4:VGIEO EBL?O4BJEBI;KEGLM JEIG5N;R4BIGJ?BGI?4B;OEJEP?GI?4B 收稿日期:!""$ "#
层沉积物中,-P 超背景值 ! 倍、&S 超 < 倍;苏州河 中,&S 全部超标、-P 为 $=Y超标、09 为 W!6 =Y超 标;大宝山矿区水体重金属的 -P、-O、,?、-8、CB、 09、&S 等存在严重的超标现象。 城市河流有 ;=6 <标准
,<%6 #WY的河段 *-P 超过!类水 体标准,!=Y 的河段 *&S 有超标的样本出现。由 长江、珠江、黄河等河流携带入海的重金属污染物 总量约为 ;6 # 万 I,对海洋水体的污染危害巨大。 在全国近岸海域海水采样的样品中,&S 的超标率 达 W!6 XY,最大值超一类海水标准 #X6 " 倍;-8 的 超标率为 !=6 XY,09 和 -P 的含量也有超标现 象[X,<"]。大连湾 W"Y测站沉积物的 -P 含量超标, 锦州湾部分测站排污口邻近海域沉积物 CB、-P、&S 的含量超过第三类海洋沉积物质量标准。国外同 样存在水体重金属污染问题,如波兰由采矿和冶炼 废物导致约 ="Y 的地表水达不到水质三级标准。 可见,水体重金属污染已成为全球性的环境污染 问题[<<]。 !: 重金属污染的来源 ![ <: 工业污染源排放 据研究,煤、石油中含有 -E、-O、&S、09、*? 等 金属,因此,火力发电厂排放的废气和汽车排放的 尾气中含有大量的重金属,随烟尘进入大气,其中 <"Y \ ;"Y沉降在距排放源十数公里的范围内。 据估算,全世界约有 < W"" I ] G 的 09 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[4 ?还能通过血液循环致毒;铅主要损害骨髓造血 系统和神经系统,对男性生殖腺也有一定的损害, 其主要毒性效应表现在:贫血症、神经机能失调及 肾损伤,对儿童造成大脑损害。 汕头大学近年对贵屿镇 2!7 名 2 @ ! 岁儿童的 血铅水平进行了调查,结果显示,这些儿童血铅负 荷高,其中 247 名儿童铅中毒,中度铅中毒者达到 "$8,明显高于未遭电子废物污染的邻镇儿童。研 究表明,这些中毒的儿童长此以往,可能会患贫血 等疾病,而且智能和行为发育也可能受到影响。 &# 水体重金属污染修复的方法 &5 2# 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[27]。但是,应 用这种方法必须要有充足的外来水源,同时还要考 虑外来水流量与河流流量比例,判断河流沿岸的生 态状态,可以调用的水量以及河流水力负荷允许的 变化幅度等。此法适用于轻度污染的河流,可以暂 时降低该河流中的重金属离子含量,当重金属污染 物在这些水体中的浓度达到一定程度时,生活在其 中的生物就会受到重金属的影响,发生病变和死亡 等现象。所以这种处理方法目前渐渐被否定。 &5 $# 化学混凝、吸附法 许多重金属在水体溶液中主要以阳离子的形 态存在,升高水体 A’ 值,能使大多数重金属生成 氢氧化物沉淀或其它离子沉淀。因此,向被重金属 污染的水体中施加石灰、碳酸钙等物质,均能降低 重金属对水体的危害程度。另外,不溶性的淀粉黄 酸酯( BCD)与废水中的重金属离子可以形成溶度 积很小的粒状沉淀[27];单宁含量高的农产品残渣, 像花生皮和胡桃皮粉,具有从溶液中吸附高含量汞 的阳离子能力,梧桐落叶可吸附重金属铜、镍和铬。 &5 4# 离子还原、交换法 离子还原法是利用一些容易得到的化学还原 剂,将水体中的重金属还原,形成难以污染的化合 物,从而降低重金属在水体中的迁移性和生物可利 用性,以减轻重金属对水体的污染危害。离子交换 法是利用重金属离子交换剂与污染水体中的重金 属物质发生交换作用,从水体中把重金属交换出 来,达到治理目的。经离子交换处理后,废水中的 重金属离子转移到离子交换树脂上,经再生后又从 离子交换树脂上转移到再生废液中。这类方法费万方数据 !""# 年 $ 月 许秀琴等 % 水体重金属的污染危害及其修复技术 · &’((( · 用较低,操作人员不直接接触重金属污染物,但适 用范围有限,并且容易造成二次污染。 )% )( 生物修复法 目前国内外利用生物修复水体重金属污染的 研究很多,根据所用的生物对象不同,可分为以下 三种: (*)植物修复法:是利用重金属积累或超重金 属积累水生植物,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。目前,人们已经发现许多水生植物 能够较好地吸收水中的重金属离子,水浮莲、印度 葵、香蒲和芦苇都已被用来处理污水[*&]。 (!)动物修复法:应用一些优选的鱼类以及其 它水生动物品种,在水体中吸收、富集重金属,然后 把它们从水体中驱除,以达到水体重金属污染修复 的目的。此法需驯化出特定的水生动物,并且处理 周期较长、费用高,而且后续处理费用较大,所以要 大力推广比较困难。 (+)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。目前,,-./01..2 34.52067 和 89604.6:2 9.2;1:767 等藻类已经应用到水体重金属污染的治理当中。 )% <( 电动力学修复法 电修复法是 !" 世纪 ’" 年代后期发展起来的 水体重金属污染修复技术,其基本原理是给受重金 属污染的水体两端加上直流电场,利用电场迁移力 将重金属迁移出水体。电修复法设备相对简单,易 于自动控制,同一电解槽中兼有氧化、还原、凝聚及 上浮等多方面的功能,越来越受到重视[*#]。 )% &( 生物膜修复法 膜生物反应器 =>?(=1@A02:1 >6/012B;/0)起 源于 !" 世纪 &" 年代的美国,是将生物处理与膜技 术联合起来而形成的新型废水处理技术。=>? 可 在紧凑的空间内同时实现微生物对污染物的降解 和超滤膜对污染物的分离,因此是一种高效、实用 的污水处理技术。该项技术 #" 年代在日本走向实 际应用,$" 年代以后随着膜质量的提高和造价的 降低、膜分离工艺的完善、膜清洗方法的改善和污 水处理厂出水水质的提高,国际上对 =>? 的 研究更深人。’" 年代,各国对 =>? 投人了大量的 精力,从各个方面提高了 =>? 的实用性。!""& 年 < 月,日本研发了一种新型移动床生物膜反应器 (=>>?),这种反应器不需要回洗,维修方便,可在 较短时间内处理低浓度废水。[*$] 目前,该技术已成功地应用于中水回用、粪便 废水、垃圾渗滤液、工业废水的处理,而且具有很强 的抗冲击负荷能力。加上近几年材料科学的快速 发展,新型耐污染膜材料的开发成为可能;=>? 与 其他处理方法相结合,改变料液性质,减少膜表面 污泥附着污染;新的膜清洗方法的发展,=>? 将成 为未来几年的研究热点,并且在废水处理回用等方 面会得到日益广泛的应用。 [参考文献] [ * ]( 孙铁珩,周启星,李培军 C 污染生态学[=]C 北京:科学出版 社,!""*C [ ! ]( 徐小清,邓冠强 C长江三峡库区江段沉积物的重金属污染特 征[ D]C水生生物学报,*’’’,!+(*):* E ’C [ + ]( 利 ( 峰,韦献革 C 佛山水道底泥重金属污染调查[ D]C 环境 监测管理与技术,!""&,*$()):*! E *),*$C [ ) ]( 陈清敏,张晓军 C大宝山铜铁矿区水体重金属污染评价[ D]C 环境科学与技术,!""&,!’(&):&) E &<,#*C [ < ]( 周怀东,彭文启 C水环境与水环境修复[=]C 北京:化学工业 出版社,!""
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