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浅析治理水体重金属污染的相关策略

2020-06-02 381 上传者：管理员

摘要：水体重金属污染的防治迫在眉睫，本文针对水体重金属的危害、来源及修复技术进行了论述，并提出了水体重金属治理的发展方向。

关键词：
危害
水体
水污染治理
环境科学
研究进展
重金属
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1、引言

水体是人类生活中不可或缺的部分,是生态环境的重要组成部分,也是重要的生物地球化学循环库。随着城市经济的不断发展，加之人类行为的影响,越来越多的污染物质会进入水体，这些污染物对水体环境以及身心健康造成了很大的影响。特别是机械制造等重工业在生产过程当中产生的重金属废水，以及一些固体废弃物不合理的填埋和堆放，重金属污染物事故性排放以及大量化肥、农药的施用，使得各种重金属污染物进入水体[1]。重金属难以被环境降解,它们在水体的稳定性非常高，而且极难降解性，最终会通过生物富集作用对人体健康造成危害。结合当前水体重金属污染的严峻形势，如何减轻水体中重金属污染问题，减轻重金属对人体的危害，是目前学者所要研究的方向。

2、水体重金属污染的来源及危害

2.1 水体重金属污染的来源

自然水体中的重金属一般不会对水生动植物构成威胁，水体中重金属的污染主要来源于人为活动。水体中的重金属源头很广泛，一方面是传统的工农业污染，农业生产中产生的污水浇灌和化肥、农药等的不合理使用；另一方面，随着城市的不断发展，生活废物的排放和焚烧、汽车尾气的排放等带来的重金属污染对人体健康也造成了威胁[2]。

2.2 水体重金属污染的危害

一些重金属元素是生物生长所需要的微量元素，但是当重金属过多时会对水生系统产生不同程度的影响。而且，重金属会通过食物链进入到人类体内，进入体内的重金属通过抑制人体内酶的活动，使细胞质中毒而伤害神经组织，还可能导致直接的组织中毒损害人体具有解毒功能的关键器官肾、肝等组织。各种重金属对人体都有不同的伤害，具体表现如下表所示[1,2,3]:

表1 水体中主要重金属及其危害

3、水体重金属修复技术

水体重金属污染治理包括源头控制和末端控制两方面。源头控制主要是对源头企业进行监督治理，从源头控制含重金属的废水的排放；末端控制主要是对受到污染的水体进行修复。从治理方法上来分，可以分为物理法、化学法和生物法。单一的治理方法治理效果并不理想，需要综合考虑、分析与治理。以下是几种常见的水体重金属防治方法。

3.1 物理化学法

3.1.1 化学沉淀法

在工业废水处置方法中，化学沉淀法当前应用比较普遍。具备简单、易操作等特点，但是它只适用于治理初始浓度较高的重金属废水，对浓度较低的重金属废水治理成效并不理想，且容易产生大批的污泥。

3.1.2 离子交换法

唐树和等[4]进行了交换树脂处理含铬废水的研究，并且对树脂再生也进行了相关的研究，实现了树脂的再生利用。离子交换法具备可选择性，可去除多种重金属，出水水质含重金属离子浓度远低于化学沉淀法处理后的水中重金属离子的浓度，出水水质好，可回收重金属资源，产生的污泥量较少，对环境无二次污染。但是离子交换树脂存在强度低、不耐高温，再生麻烦，容易失效，操作费用高等缺点，因此在大规模的废水处理工程中很少应用[5]。

3.1.3 吸附法

刘秀平[6]总结了各种吸附剂对水体重金属的处理。其指出，在吸附法处理水体重金属的过程中，吸附材料的选择显得尤为重要，能够将各种吸附剂有效的结合来处理重金属污染将会成为一种趋势。但是，吸附法主要是非选择性吸附，从而对重金属污染物的去除不具备选择性，无法针对特殊的废水去除特定的重金属离子。而在许多现实废水中，经常是以一种或者两种主要的重金属污染物为主。因此如果从实际情况来看，针对不同重金属定向选择有针对性的吸附剂对重金属废水的处理有很大帮助。

3.1.4 膜分离技术

张鲜苗等[7]进行了膜组合技术对重金属污染废水的处理。研究表明，经过集成膜处理的重金属废酸水能达到排放标准，而且能作为可回收资源。膜分离技术近年来发展迅速，逐渐被研究者关注。但是膜分离技术具有费用高、处理量小、操作过程复杂等缺点，使其在重金属废水处理领域不能被广泛运用。

3.2 生物法

生物法主要是利用微生物和植物的生长代谢活动来稳定、富集、降低重金属危害的处理方法，它一般不会产生二次污染，对生态环境也有一定的改善作用。根据所用的生物对象不同，可以分为以下三种。

3.2.1 植物修复法

植物法就是利用植物对水体中重金属的吸附、富集作用达到去除水体中重金属的目的。渠荣遴等[8]利用一种苗对水体中的重金属铅进行了相关研究。其研究结果表明，在实验室条件下，相关种苗对水体中的重金属铅具有积累作用。

3.2.2 动物修复法

动物法就是利用一些定向选择的鱼类和其他水生动物对水体中的重金属进行治理。在动物法中应用较多的就是低等动物(如蚯蚓等)，主要利用它们的新陈代谢作用吸收重金属到体内，改变重金属的形态，从而达到重金属的去除或稳定的目的[9]。

3.2.3 微生物修复法

重金属污染水体的微生物修复主要是利用微生物对重金属的固化作用以及对重金属形态的转化。赵艳[10]研究了不同pH、不同离子浓度等因素对微生物去除水体中重金属的影响，而且微生物吸附剂具有再生功能，能重复利用。但是该方法目前主要在实验室应用，在生产和环保领域实际水体中还没有广泛运用。

4、结语

综上所述，每种方法都有其优缺点，单一的治理方法满足不了当前治理要求，只有结合实际情况，将各种方法有效结合，在传统的处理技术基础上，利用多种工艺组合才能有效处理水体重金属污染问题。除此之外，环保部门应从源头抓起，做好重金属污染源企业的生产监视工作，落实排污主体责任制，避免不达标重金属废水排放。