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篇1

關(guān)鍵詞：工業(yè)；廢水；重金屬；離子

工業(yè)廢水的治理是水污染控制的主要任務(wù)之一。工業(yè)廢水中通常含有大量的重金屬離子，這些離子具有極大的危害性，很容易被有機(jī)體吸收，當(dāng)濃度超過一定限度，就將對(duì)人體造成健康損害。因此，對(duì)這些廢水在排放前進(jìn)行適當(dāng)?shù)?a href="http://www.dias-ktv.com/haowen/232183.html" target="_blank">處理尤為重要。因廢水中的重金屬離子種類不同，在溶液中存在的形念各異，所以處理方法也不一樣。

一、化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水重金屬離子的去除。溶解的金屬離子在pH值調(diào)整到11后，與沉淀劑(如石灰)轉(zhuǎn)化為不溶的固體，其中比較典型的是氫氧化物。用石灰分別處理初始濃度為450mg/L與1085mg/L的Zn(II),Mn(II)離子。Zn(II)與Mn(II)雖然初始濃度不同，但當(dāng)pH值為11時(shí)，它們均可降低至5 mg/L以下（這仍然不能滿足苛刻的環(huán)境排放要求，還需要進(jìn)一步采用物理化學(xué)方法處理)。雖然試驗(yàn)的結(jié)果不盡相同，但都表明pH值調(diào)節(jié)到堿性(pH=11)是化學(xué)沉淀法有效去除重金屬離子的重要參數(shù)，因此，石灰和氫氧化鈣是最普遍使用的沉淀劑?；瘜W(xué)沉淀法的突出優(yōu)點(diǎn)是過程簡(jiǎn)單、設(shè)備投資少、操作方便安全等。缺點(diǎn)是不僅需要大量的沉淀劑，還必須對(duì)其反應(yīng)所產(chǎn)生的廢漿作進(jìn)一步處理。

二、生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物的代謝物，進(jìn)行絮凝沉淀的一種除污方法。微生物絮凝劑是由微生物自身構(gòu)成的，具有絮凝作用的天然高分子物，它的主要成分是糖蛋白、粘多糖、纖維素和核酸等。通常情況，線性結(jié)構(gòu)的大分子絮凝效果較好，而支鏈或交鏈結(jié)構(gòu)的大分子效果較差。由于多種微生物具有一定線性結(jié)構(gòu)，有的表面具較高的電荷和較強(qiáng)親水性，能與顆粒通過各種作用(如離子鍵、吸附等)相結(jié)合，象高分子聚合物一樣起絮凝劑作用。已發(fā)現(xiàn)17種微生物有較好絮凝功能，如霉菌、細(xì)菌、放線菌和酵母等。有多種微生物可用于重金屬的處理。該方法的優(yōu)點(diǎn)是安全無(wú)毒，不產(chǎn)生二次污染，絮凝效率高，且生長(zhǎng)快，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等。此外，微生物可以通過遺傳工程，馴化或生成有特殊功能菌種，發(fā)展前景理想。

三、浮選法

浮選法是利用氣泡從液相中分離固體或其他液體的方法，具體是指附著在氣泡上的粒子可隨氣泡的上浮將依附在粒子上的重金屬離子加以分離。浮選法是一種物理分離過程，它在去除廢水中的重金屬離子上很有潛力。浮選法分為以下幾類:分散空氣浮選法；溶解空氣浮選法；真空空氣浮選法；電浮選法，生物浮選法。

其中，溶解空氣浮選法是處理含重金屬離子廢水最普遍的方法。該方法對(duì)小粒子有良好的去除效果、處理時(shí)間較短、費(fèi)用較低，是一種有潛力的廢水處理方法。

四、膜過濾法

膜過濾法不僅能去除懸浮固體物與有機(jī)物，還能高效地去除無(wú)機(jī)污染物，比如重金屬物質(zhì)。在處理無(wú)機(jī)廢水中，根據(jù)保留顆粒的尺寸大小，可選擇超濾、納米過濾以及反滲透法等不同的過濾方法。

（一）超濾法

超濾法應(yīng)用透過膜分離無(wú)機(jī)廢水中的重金屬。透過膜的尺寸范圍為5～20nm，可以使水以及低分子量的溶質(zhì)通過，大分子(分子量1000～100000)以及懸浮的固體顆粒物等其他物質(zhì)則被截留下來(lái)。

（二）反滲透法

反滲透技術(shù)是一種由壓力驅(qū)動(dòng)的膜分離技術(shù):溶液中的水通過膜，而金屬離子則被截留下來(lái)。與超濾法和納米過濾相比，反滲透法分離無(wú)機(jī)廢水中的金屬離子效率最高?；瘜W(xué)沉淀法中，pH值為影響重金屬離子去除效率的關(guān)鍵因素，而反滲透法中則為壓力。壓力越高，離子去除效率越高，但能耗也越大。使用反滲透法，水的通量高、去除離子效率高、對(duì)生化毒物不敏感，并且機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性、抗高溫性能等均好；不過，污染廢水中存在的陽(yáng)離子如Cd(II),Cu(II)，使膜不可恢復(fù)的污塞，增加了操作費(fèi)用。膜的分離效率是隨使用時(shí)間的延長(zhǎng)而降低的，從而也降低了滲透的速率。這種方法的總體缺點(diǎn)就是能耗較高。

（三）納米過濾

納米過濾膜介于超濾膜與反滲透膜之間。它的分離機(jī)理包括原子篩分效應(yīng)與電效應(yīng)。納米膜上的帶電離子與液體中的離子形成離子對(duì)，同時(shí)后者被除去。這種膜的小孔道以及表面電荷使得尺寸小于孔道的離子能被去除。納米過濾法比反滲透法需要的壓力低，因此，操作費(fèi)用也較后者低。一般說來(lái)，納米過濾法可以處理含重金屬離子濃度大于2000mg/L的無(wú)機(jī)廢水。在多種膜分離方法中選擇最合適的，主要考慮以下幾方面因素:廢水的性質(zhì)、金屬離子在水中的本性與濃度、pH值與溫度。除此之外，膜還要和投料溶液與清潔劑相配套，以使表面污塞最小。

五、離子交換法

離子交換法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質(zhì)的方法。應(yīng)用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等。離子交換樹脂有凝膠型和大孔型，前者有選擇性，后者制造復(fù)雜、成本高、再生劑耗量大，因而在應(yīng)用上有很大的局限性。離子交換是靠交換劑本身自由移動(dòng)的離子與被處理溶液中的離子通過離子交換來(lái)實(shí)現(xiàn)的。推動(dòng)離子交換的動(dòng)力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對(duì)離子的親和能力。多數(shù)情況下離子先被吸附，再被交換。離子交換劑具有吸附、交換雙重作用。這種材料的應(yīng)用越來(lái)越多，如膨潤(rùn)土，它是以蒙脫石為主要成分的粘土，具有吸水膨脹性好、比表面積大、較強(qiáng)的吸附能力和離子交換能力。天然沸石是含網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物，其內(nèi)部多孔，比表面積大，具有獨(dú)特的吸附和離子交換能力。研究表明，沸石從廢水中去除重金屬離子的機(jī)理，多數(shù)情況下是吸附和離子交換的雙重作用。隨流速增加，離子交換將取代吸附作用占主要地位。通過吸附和離子交換再生過程，廢水中重金屬離子濃度可提高30倍。用沸石去除銅，在NaCl再生過程中，去除率達(dá)97％以上，可多次吸附交換，再生循環(huán)，而且去除率并不降低。

六、電化學(xué)處理技術(shù)

（一）電滲析

利用只能選擇性地通過陽(yáng)離子或陰離子的陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜，使之互相交替排列，構(gòu)成多電室電滲析槽。膜堆兩端分別設(shè)置有陰、陽(yáng)電極，進(jìn)入電滲析器的溶液在外加直流電場(chǎng)作用下，陰、陽(yáng)離子各向相反方向電極方向移動(dòng)，因而形成濃室和淡室相間的格局。將濃縮液和淡化液分別從濃室和淡室引出，便可達(dá)到重金屬濃縮分離和淡化的目的。

（二）膜電解

膜電解是一種電勢(shì)作用下的化學(xué)過程。它可被用于金屬離子的純化。陰極有兩類：傳統(tǒng)的金屬陰極、高比表面的陰極。電解發(fā)生時(shí)，正極發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)。這一方法被有效地應(yīng)用于碳電極廢水中Cr(VI)的去除上。缺點(diǎn)是能耗較高。

（三）電沉積

為了更有效地去除廢水中的重金屬離子，研究者將電壓加到傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀方法中。根據(jù)電極的不同，電沉積可以分別應(yīng)用于酸性和堿性溶液中。

七、處理廢水中重金屬離子的不同物理化學(xué)方法的比較

比較不同廢水處理方法的性價(jià)比，要充分考慮pH值、投料量、初始離子濃度及金屬離子去除率。綜合分析各項(xiàng)資料，我們得出:當(dāng)初始濃度為100mg/L時(shí)，離子交換法幾乎全部消除了Cd(II),Cr(III) ,Cu(II),Ni(II)和Zn(II)等離子，這一結(jié)果可以同反滲透法相比；當(dāng)初始濃度大于1000mg/L時(shí)，石灰沉淀法是最有效的處理方法之一；當(dāng)離子初始濃度為50mg/L時(shí)，浮選法幾乎和反滲透法一樣可以完全處理廢水中的離子，費(fèi)用則更低。

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關(guān)鍵詞：重金屬離子 生物法 廢水

1　引言

重金屬污染指由重金屬或其化合物造成的環(huán)境污染，主要指鉻、鉛、銅汞及類金屬砷等生物毒性顯著的重金屬造成的環(huán)境污染。當(dāng)這些元素進(jìn)入人體后會(huì)使蛋白質(zhì)失活，嚴(yán)重危害健康。近年來(lái)，隨著人類對(duì)重金屬的開采、加工等活動(dòng)的增多，排出了大量含重金屬的廢水，使得環(huán)境中的重金屬含量增加，超出正常范圍，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，并危害著人類的生存和發(fā)展。在一些河流中，曾發(fā)生銅污染引起水生生物急性中毒的事件；在某些海岸和港灣地區(qū)，也發(fā)生銅污染引起牡蠣肉變綠的事件。2011年8月，云南一化工廠發(fā)生鉻污染，致數(shù)萬(wàn)立方米水的水質(zhì)變差、牲畜接連死亡，此事件引發(fā)社會(huì)各界的極大關(guān)注。

因此，對(duì)這些含有微量重金屬元素的廢水的處理就成為一個(gè)亟待解決的問題。目前對(duì)重金屬?gòu)U水的處理工藝主要依靠傳統(tǒng)技術(shù)（化學(xué)沉淀，氧化還原法等），這些技術(shù)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單。但傳統(tǒng)處理方法表現(xiàn)出處理效率不高，且存在出水金屬濃度偏高的問題。另外原材料獲取費(fèi)用昂貴，并且可能會(huì)引起其他方面的污染。為了尋找能夠更好的處理重金屬?gòu)U水的工藝，人們對(duì)利用生物去除重金屬的方法進(jìn)行了研究。與傳統(tǒng)方法相比，生物法的原材料來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，而且其去除速度快，去除效果明顯。另外，生物法更具有環(huán)境友好性，處理后不會(huì)產(chǎn)生二次污染等問題。

2　生物法

生物法主要利用植物或微生物及其代謝產(chǎn)物的特性來(lái)處理重金屬，在廢水處理領(lǐng)域漸漸引起了人們的普遍關(guān)注。目前的研究表明，生物法主要分為生物吸附法、生物沉淀法、生物轉(zhuǎn)化法、生物絮凝法和植物修復(fù)法。

2.1　生物吸附法

生物吸附法的原理主要是因?yàn)槲⑸锏募?xì)胞壁可以通過物理化學(xué)作用將重金屬吸附在胞外聚合物的結(jié)合位點(diǎn)上，這使微生物對(duì)重金屬有較強(qiáng)的吸附能力，并將它們螯合在多聚物或產(chǎn)生基團(tuán)，并與重金屬離子形成絡(luò)合物。然后再在水中沉降，從而得到了去除重金素的效果。生物吸附法是一種新興的技術(shù)，可以選擇性的吸附水中的重金屬離子，處理效率較高，能夠解吸從而達(dá)到重復(fù)利用。并且操作的pH值和溫度條件范圍廣。這類吸附劑主要是藻類，還有細(xì)菌和真菌及其代謝產(chǎn)物（如幾丁質(zhì)和多糖）等。但是吸附容量有限，只適合低濃度的重金屬?gòu)U水的處理。

Kuhu用海藻酸鈉對(duì)生枝動(dòng)膠菌進(jìn)行固定后，用它對(duì)含鎘廢水進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)可以吸附近96%的鎘。國(guó)內(nèi)李清彪等通過研究發(fā)現(xiàn)白腐真菌菌絲球?qū)τ阢U有一定的吸附作用，另外還探討了黃泡展齒革菌對(duì)鉛的吸附。發(fā)現(xiàn)它光滑均勻，具有一定機(jī)械強(qiáng)度，并有較好的吸附能力。在不同種類的廢水的處理上，研究也有很大進(jìn)展。我國(guó)利用一種SRV菌株吸附電鍍廢水中的銅離子，吸附率達(dá)到99.2%。吳啟堂等研究活性污泥對(duì)城市污水中重金屬的處理效果，發(fā)現(xiàn)了當(dāng)優(yōu)勢(shì)污泥為60mg/L時(shí)，對(duì)污水的銅、鋅、鎳的吸附率分別是82%、69%、51%。

2.2　生物沉淀法

生物沉淀法主要是利用微生物新陳代謝產(chǎn)物，將廢水中的重金屬離子沉淀固定，進(jìn)而得以除去。目前發(fā)展最廣的方法是用硫酸鹽還原菌（SRB）來(lái)處理重金屬。SRB在厭氧的條件下，可以將硫酸鹽還原產(chǎn)生H2S。而它可以和重金屬離子反應(yīng)生成金屬硫化物沉淀。因大多數(shù)硫化物沉淀的溶度積常數(shù)很小，所以可以較高效地去除重金屬。該技術(shù)處理金屬種類多，對(duì)含銅、鉛、鉻、鎘、汞的廢水處理取得了較好的效果。而且它還有處理徹底的優(yōu)點(diǎn)。另外，由于廢水中重金屬多以硫酸鹽的形式存在，應(yīng)用SRB處理廢水能夠達(dá)到“以廢治廢”的目的，大幅的降低了成本。

2.3　生物轉(zhuǎn)化法

生物轉(zhuǎn)化法是利用微生物的新陳代謝來(lái)轉(zhuǎn)化重金屬的過程。主要分成兩類：一類是通過氧化還原等作用來(lái)降低重金屬化合物的毒性，形成了微生物對(duì)重金屬的解毒作用，如細(xì)胞內(nèi)的半胱氨酸殘基上的疏基與重金屬結(jié)合成絡(luò)合物，達(dá)到清除其毒害的效果；另一類是通過生物吸收作用，將重金屬積累在細(xì)胞的原生質(zhì)內(nèi)。微生物的轉(zhuǎn)化的特性部分菌種有較高的耐受性，對(duì)重金屬的生物毒性產(chǎn)生抗性，可以應(yīng)用到高濃度的重金屬?gòu)U水的處理。

吳乾菁等從活性污泥中分離出了對(duì)汞、鉻、銅有耐受性的微球菌屬和假單胞桿菌屬的細(xì)菌，使用這類細(xì)菌制作的活性污泥對(duì)廢水的處理效果優(yōu)良。隨著基因工程技術(shù)的完善，它已經(jīng)被應(yīng)用到許多方面。由于重金屬污染具有復(fù)合性，基因工程技術(shù)可以使人們對(duì)菌種進(jìn)行改性，從而得到所需的菌種。馬曉航等認(rèn)為采用DNA重組技術(shù)將金屬結(jié)合蛋白基因?qū)牖钚晕勰鄡?yōu)勢(shì)菌群中，可以有效的處理重金屬污染。目前，這種處理方法已得到一定的應(yīng)用，在錦江電機(jī)廠便建成了以復(fù)合功能菌為主的生物凈化回收電鍍廢水和污泥中鉻等金屬的示范工程。

2.4　生物絮凝法

許多微生物具有一定的線性結(jié)構(gòu)，有的表面的具有高電荷和強(qiáng)疏水性或親水性，能夠與重金屬通過離子鍵等作用相結(jié)合。因此微生物本身能起到絮凝劑的作用。另外，微生物尤其是細(xì)菌可以分泌黏性物質(zhì)與細(xì)胞外，有一定的吸附能力和絮凝性，因此也可以依此原理對(duì)重金屬進(jìn)行絮凝除污。但目前該項(xiàng)工尚缺乏具體的研究

2.5　植物修復(fù)法

植物修復(fù)技術(shù)，主要是利用植物來(lái)提取、吸收、分解、轉(zhuǎn)化或固定土壤、沉積物、污泥或地表、地下水中污染物。目前植物修復(fù)技術(shù)主要應(yīng)用在處理重金屬等難降解的物質(zhì)上。其具體的工藝內(nèi)容包括植物萃取、植物穩(wěn)定、植物揮發(fā)、根系過濾、種苗過濾等。與其他技術(shù)相比，植物修復(fù)法具有經(jīng)濟(jì)上的巨大優(yōu)勢(shì)，同時(shí)它的實(shí)施較為簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境的擾動(dòng)少。在治理之后，還可以從植物的殘留物中回收重金屬，取得一定的經(jīng)濟(jì)效益。但是植物修復(fù)法在應(yīng)用中不靈活，而且治理效率不高，比較適合污染土壤的修復(fù)，不能治理重污染的土壤。

2.6　其他方法

隨著物理法、化學(xué)法去除重金屬工藝的完善，可以將生物法與傳統(tǒng)方法結(jié)合使用，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)各自的不足。張子間采用微電解—生物法組合工藝處理含鉻電鍍廢水。在實(shí)驗(yàn)過程中，電鍍廢水中的重金屬離子通過微電解法預(yù)處理，可去除90%以上。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Cr6+、Cu2+、Ni2+的含量分別為50mg/L、15mg/L和10mg/L的廢水，進(jìn)過微電解—生物法處理后，重金屬離子的去除率達(dá)到99.9%。且這種方法成本低廉，操作簡(jiǎn)單，無(wú)二次污染。

4　結(jié)論及展望

近年來(lái)，針對(duì)含重金屬的廢水的處理技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，傳統(tǒng)處理方法雖然可以有效地去除重金屬，但是處理工藝復(fù)雜，費(fèi)用昂貴，廢水回收困難。而且處理工程中加入的物理或化學(xué)試劑進(jìn)入環(huán)境后也可能會(huì)引起二次污染。作為一種新興工藝，生物法對(duì)重金屬離子的去除技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)高效性，且工藝簡(jiǎn)單、原料來(lái)源廣泛，以及環(huán)境友好性等優(yōu)點(diǎn)，另外，Saglam發(fā)現(xiàn)用Phanerochaete　chrysosporium吸附重金屬后，可以利用鹽酸進(jìn)行解吸，這說明了生物法還有利于污水中重金屬的回收。因此，生物法有廣闊的應(yīng)用前景。

但是，生物工藝目前主要局限于實(shí)驗(yàn)室，實(shí)踐較少。pH、溫度和重金屬濃度也會(huì)影響生物的活性，從而降低了去除效果。此外，生物去除過程往往耗時(shí)較長(zhǎng)。今后的研究方向應(yīng)主要集中于以下幾個(gè)方面：（1）逐漸增加生物工藝在實(shí)際中的應(yīng)用，早日實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)保領(lǐng)域；（2）運(yùn)用生物工程加強(qiáng)研制可以適用極端環(huán)境的新菌種；（3）合理的結(jié)合物理、化學(xué)方法，從分發(fā)揮各個(gè)工藝的優(yōu)越性，找到最有效最經(jīng)濟(jì)的處理技術(shù)。

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[關(guān)鍵詞]重金屬?gòu)U水污染 重金屬離子 治理技術(shù)

[中圖分類號(hào)] X52 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2013）-11-147-1

重金屬開采、加工活動(dòng)的日益頻繁，為公眾生活和社會(huì)生產(chǎn)提供了便捷，但也引發(fā)了令人堪憂的重金屬?gòu)U水污染，如Pb、Hg、Zn、Cd、Cu等重金屬會(huì)經(jīng)食物鏈不斷遷移和累積，不僅影響水體生物正常生存，也威脅著公眾的身心健康，嚴(yán)重破壞了生態(tài)平衡，故強(qiáng)化治理技術(shù)研究，有效治理廢水污染刻不容緩。

1重金屬?gòu)U水污染概述

無(wú)論是石油、煤炭等工業(yè)能源生產(chǎn)，農(nóng)藥化肥、污水灌溉等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，還是隨意堆放的生活垃圾，層出不窮的重金屬污染事件，均為重金屬?gòu)U水污染提供了渠道，已然成為當(dāng)下備受關(guān)注的環(huán)境課題。

雖然重金屬離子或化合物的毒性通常需要積累方能顯現(xiàn)，但一旦出現(xiàn)，其后果已是十分嚴(yán)重，甚至不可逆轉(zhuǎn)，除了對(duì)水生生物的生長(zhǎng)、反之、洄游等活動(dòng)構(gòu)成威脅外，也會(huì)影響人體健康，如汞污染易侵害神經(jīng)系統(tǒng)，影響皮膚功能，導(dǎo)致心臟病等疾病；鉛污染則會(huì)對(duì)神經(jīng)、消化、心血管、肝腎、造血等諸多組織造成傷害等。因此必須加大重金屬?gòu)U水污染治理技術(shù)的研究和實(shí)踐，以此減輕其不利影響，還生物一份健康。

2重金屬?gòu)U水污染治理技術(shù)研究

在科技力量的推動(dòng)下，諸多重金屬?gòu)U水污染治理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并在具體實(shí)踐中取得了一定的成效，在此根據(jù)所屬學(xué)科領(lǐng)域的不同將其劃分為下述幾類：

2.1物理類治理技術(shù)

一是吸附法；該種方法操作簡(jiǎn)單，主要是利用膨潤(rùn)土、沸石、活性炭、凹凸棒石、硅藻土等吸附劑的多孔吸附功能，在絡(luò)合、螯合等作用下將廢水中的重金屬吸附出來(lái)，而且成本較低，來(lái)源廣泛，可循環(huán)使用，效果較好，如在處理重金屬?gòu)U水時(shí)利用沸石，其Pb2+、Cr2+ 、Cd2+等離子的吸附率可高達(dá)97%以上。

二是膜分離法；該種方法選擇性強(qiáng)，分離率高，能耗低且環(huán)保，主要在施加外界壓力，穩(wěn)定溶液的物化性質(zhì)的基礎(chǔ)上，利用特殊半透膜的反滲透作用，分離或濃縮溶質(zhì)和溶液。其中超濾膜和反滲透應(yīng)用十分廣泛，常被用于終端處理重金屬?gòu)U水，且分離效果顯著，可高達(dá)95%以上。

此外，還可借助離子交換去除廢水中重金屬離子，但其經(jīng)常作為化學(xué)治理技術(shù)的后續(xù)過程，主要是通過發(fā)揮交換離子的效用，降低廢水中的重金屬濃度，進(jìn)而使其得以凈化，相對(duì)而言，該種方法的金屬資源回收率幾乎接近100%，而且離子交換樹脂可多次使用。

2.2化學(xué)類治理技術(shù)

一是廢水預(yù)處理方法氧化還原；既可以將空氣、液氯、臭氧等氧化劑或銅屑、鐵屑、亞硫酸鈉等還原劑加入廢水中，使重金屬離子轉(zhuǎn)換為沉淀或低毒性的價(jià)態(tài)后再予以去除，在含鉻廢水中加入綠礬、電石渣后，鉻總量和其他重金屬離子濃度均低于了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；也可以通過電解還原重金屬離子，使其絮凝沉淀而回收，實(shí)踐表明電解含鎳廢水可使其去除率達(dá)到97%。雖然其便于操作，但處理量小，易出現(xiàn)廢渣。

二是應(yīng)用最為廣泛的化學(xué)沉淀；當(dāng)重金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成不溶于水的沉淀后，再將進(jìn)行過濾、分離操作是其工作原理，主要包括中和凝聚、鋇鹽沉淀、中和沉淀、硫化物沉淀等多種方法，但由于受限于環(huán)境條件和沉淀劑性質(zhì)，可能會(huì)影響處理效果，甚至造成二次污染，因此應(yīng)予以綜合考慮，科學(xué)處理。

此外浮選法也在重金屬污水治理中有所應(yīng)用，即先析出重金屬離子，然后在表面活性劑的作用下促使重金屬上浮，最后加以去除。但其一般適用于稀有重金屬，且渣液處理和水質(zhì)凈化尚未得到妥善解決。

2.3生物類治理技術(shù)

一是微生物法；該種方法主要是借助真菌、細(xì)菌等微生物的代謝作用，降低或分離重金屬離子，常見于有機(jī)物含量較高，但重金屬濃度較低的廢水中?？梢越柚哂形叫阅艿木w細(xì)胞壁用于去除重金屬，如蒼白桿菌可用于吸附廢水中的銅、鉻、鎳等；可以利用微生物代謝活動(dòng)分離重金屬離子，如以SRB為主的厭氧類微生物可用于處理廢水中高濃度的硫酸根；可以利用微生物的絮凝能力去除重金屬離子，如實(shí)踐中的復(fù)合絮凝劑不僅成本大幅較低，效果也提升了20%左右，而硅酸鹽細(xì)菌絮凝技術(shù)也取得了較大進(jìn)展。

二是植物法；藍(lán)藻、綠藻、褐藻等藻類植物在重金屬?gòu)U水治理中也發(fā)揮了吸附功能，如環(huán)綠藻適于吸附銅離子，馬尾藻可適于吸附銅、鉛、鉻等，同時(shí)還可以利用重金屬?gòu)U水中植物的根系或整個(gè)系統(tǒng)用于穩(wěn)定、揮發(fā)、降低、去除重金屬離子的毒性，以此達(dá)到清除污染、治理水體的目的，即植物修復(fù)技術(shù)，當(dāng)下已發(fā)現(xiàn)了400余種重金屬超積累植物，如蘆葦、香蒲等挺水植物在處理高濃度的鎘、鎳、鋅、銀、銅、釩等礦區(qū)重金屬?gòu)U水中效果良好，但一般適用于面積較大的廢水處理。

3結(jié)束語(yǔ)

總之，重金屬?gòu)U水污染危害嚴(yán)重，來(lái)源廣泛，不利于我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。因此必須科學(xué)利用治理技術(shù)，加以及時(shí)有效的處理，并加大研究，積極創(chuàng)新，以此為其提供有力的技術(shù)支持，促進(jìn)環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益和諧發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]高長(zhǎng)生，夏娟.重金屬?gòu)U水處理技術(shù)研究[J].綠色科技，2012（06）.

[2]郭軼瓊，宋麗.重金屬?gòu)U水污染及其治理技術(shù)進(jìn)展[J].廣州化工，2011（12）.

篇4

【關(guān)鍵詞】電鍍；重金屬?gòu)U水；處理技術(shù)

【中圖分類號(hào)】X703.1

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1672—5158（2012）10-0030-01

電鍍廢水的治理在國(guó)內(nèi)外普遍受到重視，研制出許多治理技術(shù)、隨著電鍍工業(yè)的快速發(fā)展，和環(huán)保要求的日益提高，目前，電鍍廢水治理已開始進(jìn)入清潔生產(chǎn)工藝、總量控制和循環(huán)經(jīng)濟(jì)整合階段。

一、重金屬?gòu)U水常用處理技術(shù)的現(xiàn)狀

（一）　化學(xué)法

從近幾十年的國(guó)內(nèi)外電鍍廢水處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，電鍍廢水有80％采用化學(xué)法處理，化學(xué)法處理電鍍廢水，是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣泛的電鍍廢水處理技術(shù)，技術(shù)上較為成熟、化學(xué)法包括沉淀法，氧化還原法，鐵氧體法等，是一種傳統(tǒng)和應(yīng)用廣泛的處理電鍍廢水方法，具有投資少，處理成本低，操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，適用于各類電鍍金屬?gòu)U水處理、但化學(xué)法的最大不足之處，是生產(chǎn)用水不能回收利用，浪費(fèi)水資源且占用場(chǎng)地較大。

1　化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒闹亟饘倩衔锏姆椒?，包括中和沉淀和硫化物沉淀等、該法是一種較為成熟實(shí)用的電鍍廢水處理技術(shù)，且處理成本低，便于管理，處理后廢水可達(dá)標(biāo)排放。

（1）　中和沉淀法、在含重金屬的廢水中加入堿進(jìn)行中和反應(yīng)，使重金屬生成不溶于水的氫氧化物沉淀形式加以分離、中和沉淀法操作簡(jiǎn)單，是常用的處理廢水方法。

（2）　硫化物沉淀法、加入硫化物使廢水中重金屬離子生成硫化物沉淀而除去的方法、與中和沉淀法相比，硫化物沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是：重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低，反應(yīng)PH值在7-9之間，處理后的廢水一般不用中和，處理效果更好、但硫化物沉淀法的缺點(diǎn)是：硫化物沉淀顆粒小，易形成膠體，硫化物沉淀在水中殘留，遇酸生成氣體，可能造成二次污染。

2　氧化還原法

向廢水中投加還原劑將高價(jià)重金屬離子還原成微毒的低價(jià)重金屬離子后，再使其堿化成沉淀而分離去除的方法、該法原理簡(jiǎn)單，操作易于掌握，但存在處理出水水質(zhì)差，不能回用，處理混合廢水時(shí)，易造成二次污染，而且通用氧化劑還有供貨和毒性的問題尚待解決。

3　鐵氧體法

鐵氧體法是根據(jù)生產(chǎn)鐵氧體的原理發(fā)展起來(lái)的處理方法、該法處理重金屬?gòu)U水，能一次脫除多種金屬離子，尤其適用于混合重金屬電鍍廢水的一次性處理，具有設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，操作方便等特點(diǎn)，同時(shí)形成的污泥有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，容易進(jìn)行微分離和脫水處理、此法在國(guó)內(nèi)電鍍業(yè)中應(yīng)用較廣，但在形成鐵氧體過程中需要加熱（約70℃），能耗高，存在著處理后鹽度高，而且不能處理含Hg和絡(luò)合物廢水的缺點(diǎn)。

（二）　蒸發(fā)濃縮法

蒸發(fā)濃縮法是對(duì)電鍍廢水進(jìn)行蒸發(fā)、使重金屬?gòu)U水得以濃縮，并加以回收利用的一種處理方法，一般適用于處理含鉻、銅、銀、鎳等重金屬?gòu)U水，對(duì)含重金屬離子濃度低的廢水，直接應(yīng)用蒸發(fā)濃縮回收法能耗大，成本高、蒸發(fā)濃縮處理重金屬?gòu)U水一般是與其它方法并用，如常壓蒸發(fā)器與逆流漂洗系統(tǒng)的聯(lián)合使用處理電鍍廢水，可實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)，效果很好、蒸發(fā)濃縮法處理電鍍重金屬?gòu)U水，工藝成熟簡(jiǎn)單，不需要化學(xué)試劑，無(wú)二次污染，可回用水或有價(jià)值的重金屬，有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，但因能耗大，操作費(fèi)用高，雜質(zhì)干擾資源回收問題還待研究，使應(yīng)用受到限制、目前，一般將其作為其它方法的輔助處理手段。

（三）　電解法

電解法是利用金屬的電化學(xué)性質(zhì)，在直流電作用下而除去廢水中的金屬離子，是處理含有高濃度電沉積金屬?gòu)U水的—種有效方法，處理效率高，便于回收利用、但該法缺點(diǎn)是不適用于處理含較低濃度的金屬?gòu)U水，并且電耗大，成本高，一般經(jīng)濃縮后再電解經(jīng)濟(jì)效益較好。

（四）　離子交換法

離子交換法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質(zhì)的方法，含重金屬?gòu)U水通過交換劑時(shí)，交換器上的離子同水中的金屬離子進(jìn)行交換，達(dá)到去除水中金屬離子的目的、此法操作簡(jiǎn)單，便捷，殘?jiān)€(wěn)定，無(wú)二次污染，但由于離子交換劑選擇性強(qiáng)，制造復(fù)雜，成本高，再生劑耗量大，因此在應(yīng)用上受到很大限制。

（五）　吸附法

吸附法是利用吸附劑的獨(dú)特結(jié)構(gòu)去除重金屬離子的

一種方法、傳統(tǒng)吸附劑有活性炭，腐植酸、聚糖樹脂、碴藻土等、實(shí)踐證明，使用不同吸附劑的吸附法，不同程度地存在投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，污泥產(chǎn)生量大等問題，處理后的水難于達(dá)標(biāo)排放。

（六）　膜分離法

膜分離法是利用高分子所具有的選擇性進(jìn)行物質(zhì)分離的技術(shù)，包括電滲析、反滲透、膜萃取等、利用膜分離技術(shù)一方面可以回收利用電鍍?cè)希蟠蠼档统杀?，另一方面可以?shí)現(xiàn)電鍍廢水零排放或微排放，具有很好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

（七）　生物處理技術(shù)

生物處理技術(shù)是通過生物有機(jī)物或其代謝產(chǎn)物與重金屬離子的相互作用達(dá)到凈化廢水的目的，具有成本低，環(huán)境效益好等優(yōu)點(diǎn)、由于傳統(tǒng)處理方法有成本高、對(duì)大流量含低濃度重金屬的廢水難于處理等缺點(diǎn)，隨著重金屬毒性微生物的研究進(jìn)展，生物處理技術(shù)日益受到人們的重視，采用生物技術(shù)處理電鍍金屬?gòu)U水呈發(fā)展勢(shì)頭。

1　生物絮凝法

生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物

進(jìn)行絮凝沉淀的一種除污方法、所用的微生物絮凝劑是由微生物產(chǎn)生并分泌到細(xì)胞外，具有絮凝活性的代謝物，一般由多糖、蛋白質(zhì)、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質(zhì)構(gòu)成，分子中含有多種官能團(tuán)，能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉淀、目前，對(duì)重金屬有絮凝作用的約有十幾個(gè)品種，生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩(wěn)定的鰲合物而沉淀下來(lái)、微生物絮凝法處理廢水具有安全方便、易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化等特點(diǎn)、具有廣泛應(yīng)用前景。

2　生物吸附法

生物吸附法指利用生物體的化學(xué)結(jié)構(gòu)及成分特

性來(lái)吸附溶于水中的金屬離子，再通過固液分離而去除金屬離子的方法、利用胞外聚合物分離金屬離子，有些細(xì)菌在生長(zhǎng)過程中釋放的蛋白質(zhì)，能使溶液中可溶性的重金屬離子轉(zhuǎn)化為沉淀物而去除、該法具有原料易得、處理成本低等特點(diǎn)。

3　生物化學(xué)法

生物化學(xué)法是通過微生物處理含重金屬?gòu)U水，將可溶性離子轉(zhuǎn)化為不溶性化合物而去除。

例如：有人利用脫硫腸桿菌（SRV）去除電鍍廢水中的銅離子，在含銅質(zhì)量濃度為246.8mg／L的溶液，當(dāng)PH為4.0時(shí)，去除率達(dá)99.12％。

二、重金屬?gòu)U水處理技術(shù)的展望

隨著電鍍工業(yè)的快速發(fā)展和環(huán)保要求的日益提高，電鍍重金屬?gòu)U水治理已開始進(jìn)入清潔生產(chǎn)工藝，總量控制和循環(huán)經(jīng)濟(jì)整合階段，未來(lái)電鍍重金屬?gòu)U水處理將突出以幾個(gè)方面：

（1）　實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)、推行清潔生產(chǎn)，提高電鍍物質(zhì)、資源的轉(zhuǎn)化率和循環(huán)利用率，從源頭上削減重金屬污染物的產(chǎn)生量，同時(shí)采用全過程控制，結(jié)合廢水綜合治理，最終實(shí)現(xiàn)廢水零排放。

（2）　重金屬?gòu)U水的處理技術(shù)很多，其中生物技術(shù)是具有較大發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)，具有成本低、效益高、不造成二次污染等優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)將廣泛應(yīng)用于電鍍廢水的治理工藝。

（3）　綜合一體化技術(shù)是未來(lái)重金屬?gòu)U水處理技術(shù)的熱點(diǎn)、各種重金屬也因其行業(yè)和工藝的差異，僅使用一種廢水處理方法往往有其局限性，達(dá)不到理想的效果、只有綜合多種處理技術(shù)特點(diǎn)的一體化技術(shù)應(yīng)用，才能達(dá)到理想效果。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：pH；重金屬捕捉劑；聚丙烯酰胺；聚合氯化鋁

工業(yè)堿式碳酸鎳生產(chǎn)工藝一般為可溶性鎳鹽與純堿反應(yīng)，再經(jīng)過陳化、過濾、洗滌、烘干、碾碎等工藝制成。在合成與洗滌過程中，因其中和pH為8．5～9．0，在此pH值下，鎳不能完全沉淀，特別是在洗滌過程中，隨著pH的降低，鎳還會(huì)溶出。經(jīng)分析，廢水中含有較多的重金屬Ni2＋，其含量達(dá)到50～80mg／L，含有重金屬的廢水處理方法一般為在堿性條件下，使其沉淀后分離，達(dá)到凈化廢水，回收重金屬，再將廢水排放或回收利用［1］。

1試驗(yàn)部分

1．1水質(zhì)情況分析

用原子吸收分光光度計(jì)分析廢水中的重金屬雜質(zhì)含量，并測(cè)量pH值，得出廢水中重金屬雜質(zhì)分析結(jié)果見表1，對(duì)比《銅、鎳、鈷工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB25467－2010）［2］中重金屬綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（見表2），Ni超標(biāo)嚴(yán)重，其余重金屬雜質(zhì)都合格，因此必須對(duì)廢水中的重金屬Ni分離后，才能排放。

1．2儀器與試劑

試驗(yàn)中用到的儀器有：pH計(jì)，原子吸收分光光度計(jì)。試驗(yàn)中用到的試劑有：NaOH，由天津化工廠生產(chǎn)；聚丙烯酰胺（陰離子型）、聚合氯化鋁、重金屬捕捉劑，由深圳興瑞環(huán)保有限公司提供。各試劑工業(yè)品市場(chǎng)價(jià)格為：NaOH為2．5元／kg，聚丙烯酰胺（陰離子型）為20元／kg，聚合氯化鋁為1．7元／kg，重金屬捕捉劑為15元／kg。

1．3試驗(yàn)方法

試驗(yàn)前，先將各試劑配成一定濃度的溶液，NaOH配成10％，聚丙烯酰胺1‰，聚合氯化鋁20％，重金屬捕捉劑10％。每次試驗(yàn)時(shí)，取廢水為1L，加入不同量的上述試劑溶液，攪拌一定時(shí)間后過濾，濾液用原子吸收分析Ni含量。

2結(jié)果與討論

2．1用NaOH調(diào)節(jié)

pH值使鎳沉淀取1000mL廢水，往水溶液中加入NaOH，調(diào)節(jié)至不同pH，分析不同pH下Ni在溶液中的濃度，結(jié)果見圖1。從圖1可以看出，在溶液pH≥11．2，鎳經(jīng)沉淀含量可以降至0．5mg／L以下，但耗費(fèi)的成本很高，每噸廢水需要NaOH5．7kg，主要原因是因?yàn)閺U水中含有大量的碳酸根，其會(huì)發(fā)生水解，水解平衡關(guān)系式為：CO2－3＋H2OHCO－3＋OH－，是一個(gè)緩沖體系。此法處理每噸廢水僅NaOH的成本就達(dá)14．75元，排放時(shí)還需要將廢水pH值調(diào)至6～9之間，又需要耗費(fèi)大量的HCl或H2SO4，總成本超過20元／t廢水。

2．2采用聚合氯化鋁（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）、NaOH組合處理

將廢水用NaOH調(diào)至不同pH，加入不同量的20％聚合氯化鋁，反應(yīng)一定時(shí)間后加入1‰聚丙烯酰胺，過濾后用原子吸收分光光度計(jì)分析濾液中Ni含量，其結(jié)果如表3。從正交試驗(yàn)得出的結(jié)果是，pH是影響鎳沉淀的最大因素，且在僅用PAC、PAM絮凝的情況下pH≤10不能將鎳沉淀至0．5mg／L以下。反應(yīng)時(shí)間對(duì)鎳沉淀影響較小，30min基本反應(yīng)完全，PAM加量基本無(wú)影響。

2．3采用重金屬捕捉劑、聚合氯化鋁（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）、NaOH組合處理

試驗(yàn)方法：將廢水用NaOH調(diào)至pH＝9．0，加入20％聚合氯化鋁，10％重金屬捕捉劑溶液，反應(yīng)30min后加入1‰聚丙烯酰胺，過濾后用原子吸收分光光度計(jì)分析濾液中Ni的含量，其結(jié)果如表4所示。從正交試驗(yàn)得出的結(jié)果是，加入重金屬捕捉劑后，pH仍是影響鎳沉淀的最大因素，其次為重金屬捕捉劑的量，PAC影響相對(duì)較小，得出最優(yōu)條件是pH＝9．0，重金屬捕捉劑0．2mL／L，PAC1．5mL／L，PAM1mL／L。將得出的最優(yōu)條件再實(shí)驗(yàn)3次，最終Ni的濃度為0．37mg／L，0．43mg／L，0．42mg／L，處理后的廢水pH＝8．85，8．92，8．94，符合排放標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)廢水處理工藝的經(jīng)濟(jì)核算成本見表5。此外，每噸廢水可以回收鎳70g，以純鎳市值約10萬(wàn)元／t計(jì)，回收鎳的價(jià)值按市值為純金屬鎳的30％～50％計(jì)，即每噸水回收Ni價(jià)值約2．1～3．5元，基本可抵消處理時(shí)的試劑成本。

3結(jié)論

通過試驗(yàn)研究，得出一個(gè)最優(yōu)的處理堿式碳酸鎳生產(chǎn)廢水工藝，是將廢水用強(qiáng)堿調(diào)至pH＝9．0，每升廢水加入20％聚合氯化鋁1．5mL，10％重金屬捕捉劑溶液0．2mL，反應(yīng)30min后加入1‰聚丙烯酰胺1mL，過濾后即可排放。處理廢水時(shí)試劑成本為2．83元／t，而回收的金屬Ni價(jià)值可以基本抵消試劑成本。

參考文獻(xiàn)

［1］吳健忠．論污水處理系統(tǒng)重金屬?gòu)U水處理工藝［J］．中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（1）：160－161

篇6

[關(guān)鍵詞]土壤淋洗；廢水處理；淋洗劑重復(fù)利用；重金屬絡(luò)合物

諸如礦冶技術(shù)的發(fā)展、農(nóng)藥化肥的普及、電鍍電子行業(yè)的遷移、生活污水污泥的處理不當(dāng)?shù)雀鞣N因素，都不同程度地加劇了土壤重金屬污染的趨勢(shì)。其結(jié)果是，我國(guó)約1200萬(wàn)噸糧食直接或間接受到重金屬污染，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)200億元以上[1-2]。在此背景下，土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)得以迅速發(fā)展?，F(xiàn)有研究普遍根據(jù)修復(fù)載體的不同，將土壤修復(fù)技術(shù)分為生物、化學(xué)/物化、物理、污染聯(lián)合修復(fù)等幾類[3]。其中，土壤淋洗技術(shù)是一種經(jīng)濟(jì)有效的化學(xué)修復(fù)技術(shù)。Semer[4]認(rèn)為土壤淋洗法是一個(gè)從土壤中去除有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的物理或化學(xué)過程，該過程能夠?qū)崿F(xiàn)污染物質(zhì)的分離、隔離，以達(dá)到污染物體積的減少或無(wú)害化轉(zhuǎn)變。但是，隨著土壤淋洗技術(shù)的發(fā)展其存在問題也日漸突出。例如，高效率淋洗劑價(jià)格昂貴、淋洗廢液成分復(fù)雜難以處理、淋洗劑不能重復(fù)利用等。本文綜述了能夠應(yīng)用于淋洗廢水的各種廢水處理技術(shù)，并以淋洗廢水向淋洗劑的轉(zhuǎn)化為思路，對(duì)各種技術(shù)進(jìn)行分析，選擇出一套可行性較高的工藝，并為在節(jié)約土壤淋洗成本條件下的重金屬污染土壤淋洗廢水處理技術(shù)的應(yīng)用提供借鑒。

1淋洗廢水成分與處理要求

在實(shí)際淋洗過程中往往過量投加淋洗劑，而導(dǎo)致淋洗廢水中的主要污染物是淋洗劑和淋洗劑與重金屬離子產(chǎn)生的螯合物或絡(luò)合物。其中，淋洗劑主要有無(wú)機(jī)淋洗劑、螯合劑、表面活性劑三類[6]。目前，無(wú)機(jī)淋洗劑由于對(duì)土壤結(jié)構(gòu)破壞太大的原因基本已被淘汰。而螯合劑和表面活性劑的作用機(jī)理是改變污染物溶解狀態(tài)或改變土壤表面性質(zhì)，使污染物由固相轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)變到液相中[7]。因重金屬污染土壤淋洗廢水處理的主要對(duì)象是重金屬絡(luò)合物，故淋洗廢水的處理目標(biāo)主要有：(1)去除原水中的重金屬離子；(2)降低原水由于重金屬絡(luò)合物及過量淋洗液導(dǎo)致的高BOD、COD值；(3)盡可能再生或回收原廢液中的淋洗液，降低土壤淋洗成本；(4)達(dá)到廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。

2土壤淋洗廢水處理技術(shù)

2.1沉淀法

沉淀法是指向廢水中引入某種基團(tuán)或離子，將原淋洗劑中可溶性絡(luò)合物置換為難溶性絡(luò)合物，再通過混凝絮凝或流化床固定的方式分離的一類水處理方法。這一類方法主要包括：加堿沉淀技術(shù)、硫化物沉淀技術(shù)、鐵氧體沉淀技術(shù)、重金屬補(bǔ)集劑技術(shù)、離子交換樹脂技術(shù)等。沉淀法最初使用加堿沉淀，但由于酸堿對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的傷害，后來(lái)逐步使用硫化物沉淀，如尹敬群、相波[9-10]等采用硫化物沉淀法，在處理含銅廢水上都取得了成功。但隨之而來(lái)的問題也愈加明顯，例如，硫化物顆粒小，易形成膠體，難以沉淀；硫離子遇酸容易形成H2S的二次污染；硫化劑本身有毒、價(jià)格昂貴、處理工藝流程長(zhǎng)，操作費(fèi)用高等，導(dǎo)致該方法逐漸被淘汰。鐵氧體共沉淀法是向廢水中投加鐵鹽，通過工藝控制，達(dá)到形成鐵氧體的條件，促使污水中的多種重金屬離子與鐵鹽生成穩(wěn)定的鐵氧體共沉淀物，最后通過適當(dāng)?shù)墓桃悍蛛x手段，達(dá)到去除重金屬離子的目的。魯棟梁等[11]人用鐵氧體法處理含多種重金屬?gòu)U水，達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)。但該方法的缺點(diǎn)在于操作過程中所需溫度高，且鐵氧體易氧化，因此操作時(shí)間長(zhǎng)，耗能多。重金屬補(bǔ)集劑是一種具有螯合官能團(tuán)的有機(jī)物，它能從含金屬離子的溶液中選擇捕集、分離、沉淀特定金屬離子。目前，實(shí)際應(yīng)用較多的有兩類：黃原酸脂類和二硫代胺基甲酸鹽類衍生物(DTC類)，而DTC類衍生物是應(yīng)用最廣泛的。在機(jī)理上，我國(guó)學(xué)者也做了研究，周勤[12]提出了“脫絡(luò)—鰲合”、“直接鰲合”兩種，指出前一種為主，后一種為輔。傅皓[13]等用紅外表征了該過程，結(jié)果表明，捕集劑對(duì)重金屬絡(luò)合體系破壞的反應(yīng)機(jī)理應(yīng)該為脫絡(luò)一鰲合，即捕集劑進(jìn)攻絡(luò)合銅離子，使其他絡(luò)合劑脫離，單獨(dú)和銅鰲合后沉淀。沉淀中不含原來(lái)的絡(luò)合劑。

2.2高級(jí)氧化法

高級(jí)氧化技術(shù)大多是引入氧化性基團(tuán)，使得重金屬絡(luò)合物中的配位鍵斷裂，從而導(dǎo)致重金屬離子與淋洗劑分離，不過該法應(yīng)用于淋洗廢水處理時(shí)，羥基自由基的強(qiáng)氧化能力不僅能破壞重金屬和螯合劑的結(jié)合鍵同時(shí)也能破壞螯合劑本身的結(jié)構(gòu)。由于該法不能回收淋洗劑，在價(jià)格較為昂貴的淋洗廢水處理中可依據(jù)經(jīng)濟(jì)性酌情考慮。這種方法主要包括：鐵鋁電極、鐵碳微電解、Fenton氧化、光催化氧化、電催化氧化、光電催化氧化等技術(shù)。鐵鋁電極氧化法是指以鋁、鐵等金屬為陽(yáng)極，在直流電的作用下，陽(yáng)極被溶蝕，產(chǎn)生Al3+、Fe2+等離子，在經(jīng)一系列水解、聚合及亞鐵的氧化過程，形成各種羥基絡(luò)合物、多核羥基絡(luò)合物以至氫氧化物，使廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)、懸浮雜質(zhì)凝聚沉淀而分離。同時(shí)，由于污染物顆粒帶電運(yùn)動(dòng)，還可以促使污染物脫穩(wěn)聚沉。徐旭東[14]等采用該方法處理電鍍絡(luò)合銅廢水，結(jié)果表明，在最佳實(shí)驗(yàn)條件下Cu2+去除率在99.3%以上。鐵碳微電解是指重金屬絡(luò)合物利用活性炭的正六面體層狀菱角結(jié)構(gòu)作為催化劑和酸性富氧情況下產(chǎn)生的•OH，促使重金屬絡(luò)合物在活性炭表面發(fā)生破絡(luò)反應(yīng)，使得重金屬與有機(jī)絡(luò)合劑發(fā)生分離使得重金屬?gòu)挠袡C(jī)物中游離出來(lái)。JuFeng、練文標(biāo)、何明等[15-17]使用該方法處理絡(luò)合銅廢水，結(jié)果表明銅離子去除率均達(dá)到98%以上，且對(duì)COD也有一定的去除效果。此外，何灝鵬等[18]采用以鐵屑為陽(yáng)極材料，活性炭為陰極催化劑的置換(還原)處理法處理Cu-EDTA絡(luò)合廢水。通過中試裝置間歇流實(shí)驗(yàn)研究了置換(還原)處理法對(duì)Cu-EDTA絡(luò)合物的去除效果及其影響因素；利用連續(xù)流試驗(yàn)確定最佳反應(yīng)條件：pH=1.39，停留時(shí)間為20min。最佳條件下銅離子和COD的去除率分別為96.75%和27.29%。光催化氧化是指納米半導(dǎo)體等其他材料在光的照射下，通過把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，促進(jìn)化合物的合成或使化合物降解的過程。在光催化反應(yīng)中，反應(yīng)物的氧化機(jī)理主要是反應(yīng)物表面•OH的間接氧化或者價(jià)帶空穴直接氧化。但光催化也存在一定的缺陷。比如，光催化劑能吸收光的波長(zhǎng)范圍狹窄，導(dǎo)致光催化劑能吸收利用的太陽(yáng)能的比例比較低；半導(dǎo)體光生載流子的復(fù)合率高，導(dǎo)致其光催化活性明顯降低。在降低其缺陷上我國(guó)學(xué)者也做了大量研究，如孫斌[19]等研究了以懸浮態(tài)納米為催化劑，在紫外汞燈的作用下對(duì)絡(luò)合銅廢水進(jìn)行光催化反應(yīng)，結(jié)果表明：隨著TiO2投加量的增加，EDTA-Cu的去除率也隨著增大，并在0.5g時(shí)達(dá)到最佳值，此時(shí)Cu2+的去除率達(dá)到96.56%，COD去除率達(dá)到59.17%。Fenton氧化法是向廢水中添加強(qiáng)氧化劑氧化銅的配位離子，使Cu2+釋放出來(lái)，然后加堿使之沉淀。目前最常用的破絡(luò)方法是Fenton試劑法，此法利用H2O2和Fe2+混合得到的一種強(qiáng)氧化劑——Fenton試劑，產(chǎn)生氧化能力很強(qiáng)的•OH自由基，從而破壞絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)。彭義華[20]應(yīng)用Fenton試劑在酸性條件下先對(duì)含EDTA的絡(luò)合銅廢水進(jìn)行氧化破絡(luò)，再進(jìn)行中和沉淀，結(jié)果表明銅離子去除率達(dá)到99%以上，游震中[21]等的工程實(shí)踐表明，在pH為2~3時(shí)，采用強(qiáng)氧化劑次氯酸鈉能有效氧化破壞EDTA等有機(jī)配位體的分子結(jié)構(gòu)，使其失去與銅離子的絡(luò)合能力，提高除銅效果，同時(shí)還能去除相當(dāng)部分的COD。ShanhongLan等[22]利用Fenton試劑在酸性條件下聯(lián)合內(nèi)電解技術(shù)，采取先破絡(luò)后絮凝的方法來(lái)處理EDTA絡(luò)合銅廢水，結(jié)果發(fā)現(xiàn)銅的去除率達(dá)100%，COD的去除率達(dá)87%。

2.3吸附法

吸附法主要是通過活性炭等一類粒子，對(duì)廢水中的重金屬絡(luò)合物進(jìn)行吸附。其吸附機(jī)理主要是吸附劑表面原子或基團(tuán)和廢水中的某些雜質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)鍵，從而進(jìn)行分離。例如，R.S.Juang等[23]曾利用多氨基化的殼聚糖顆粒吸附去除Cu(Ⅱ)-EDTA絡(luò)合物，發(fā)現(xiàn)其吸附機(jī)理是吸附劑表面的質(zhì)子化氨基和CuHEDTA-、CuEDTA2-的靜電作用。W.Maketon[24]等研究了在不同物質(zhì)的量比EDTA存在的條件下，聚乙烯亞胺負(fù)載的瓊脂糖對(duì)水溶液中銅和Cu(Ⅱ)-EDTA的去除效果，結(jié)果表明吸附劑利用氨基的配位作用吸附游離態(tài)的銅離子，得出相同結(jié)論。此外，現(xiàn)有研究表明吸附劑的種類比較繁雜，黃國(guó)林[25]等采用顆粒狀活性炭，動(dòng)態(tài)吸附處理含Cu-EDTA電鍍廢水，結(jié)果表明：顆粒炭吸附處理含Cu-EDTA電鍍廢水，不僅銅的去除率高達(dá)98.5%，而且處理后的水也達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。張仲燕等[26]采用活性炭吸附對(duì)Cu-EDTA廢水進(jìn)行了工藝條件的研究，獲得結(jié)果表明，在嚴(yán)格控制各自特定的條件下，出水剩余Cu濃度≦1mg/L。使用活性炭吸附法時(shí)，還可以達(dá)到銅回收和水回用的目的。PingxiaoWu等[27]利用Fe/Zr柱撐蒙脫石對(duì)廢水中的EDTA銅絡(luò)合物進(jìn)行吸附研究，也獲得了良好的吸附效果。同時(shí)，吸附法存在吸附劑使用壽命短、重金屬吸附飽和后再生困難以及難以回收重金屬資源等問題。

2.4其他處理技術(shù)

對(duì)于絡(luò)合銅廢水的處理，也存在離子交換樹脂等處理方法，王瑞祥[23]等采用201×7強(qiáng)堿性季胺I型陰離子交換樹以濃度為10%的NaCl為再生劑可分離回收Cu-EDTA。但該方法難以保障所用樹脂的廣泛使用性。此外，還有人基于常見重金屬與EDTA之間的穩(wěn)定常數(shù)次序[28-29]Fe(Ⅲ)＞Cu(Ⅱ)＞Ni(Ⅱ)＞Pb(Ⅱ)＞Cd(Ⅱ)＞Fe(Ⅱ)＞Ca(Ⅱ)從而進(jìn)行鐵置換。jiang[30]等人利用Fe(Ⅱ)置換沉波法處理Cu-EDTA模擬廢水，結(jié)果表明，對(duì)25mg/L的Cu-EDTA，當(dāng)向溶液中投加鐵的摩爾濃度達(dá)到銅的12倍時(shí)，利用常規(guī)加堿沉淀法即可使銅的濃度降至0.5mg/L左右。Fu[31]等人利用Fe(Ⅲ)代替Fenton反應(yīng)中的Fe(Ⅱ)，通過Fe(Ⅲ)和Ni-EDTA之間的置換，可將50mg/L的Ni-EDTA去除99%以上。此外，上述技術(shù)的聯(lián)合使用也比較常見，如劉新秀等[32]采用UV/O3法處理酒石酸－銅絡(luò)合體系廢水，結(jié)果表明總銅質(zhì)量濃度可以低于0.3mg/L，可達(dá)標(biāo)排放。

3技術(shù)可行性討論

由于淋洗劑種類的不同，其淋洗廢水的處理方式也不同。對(duì)于無(wú)機(jī)溶劑淋洗，如HCl、HNO3、CaCl2等，因廢水成分簡(jiǎn)單淋洗劑價(jià)格低廉，故沉淀法、高級(jí)氧化法、和吸附法都可以處理。只要工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)合理即可，如加堿沉淀、重金屬捕集劑技術(shù)、鐵碳微電解、Fenton等方法均可處理。對(duì)于各類人工螯合劑淋洗，如EDTA、DTPA、NTA、EDDS等，因這類淋洗劑價(jià)格昂貴，成分復(fù)雜可使用沉淀法不宜選用高級(jí)氧化法和吸附法，對(duì)于這類廢水的處理應(yīng)盡量在沉淀重金屬離子的同時(shí)，不破壞淋洗劑本身的結(jié)構(gòu)，以便于該類淋洗劑的重復(fù)利用。重金屬捕集劑技術(shù)適用于此類方法。對(duì)于天然螯合劑，如檸檬酸、蘋果酸、草酸等，這類淋洗劑的特點(diǎn)在于環(huán)境友好，此類天然有機(jī)酸其本身價(jià)格低廉，重復(fù)利用率低，可采用高級(jí)氧化技術(shù)處理。當(dāng)表面活性劑作為淋洗劑，這類廢水處理也類似于螯合劑，對(duì)于人工合成的表面活性劑，其自身價(jià)格昂貴可以采用沉淀法，而對(duì)于自身價(jià)格不高的天然表面活性劑，可以采用高級(jí)氧化技術(shù)處理。吸附法由于吸附劑本身存在吸附飽和的情況，特別是有些材料在過飽和狀態(tài)下還會(huì)釋放吸收物質(zhì)，這種不穩(wěn)定性難以應(yīng)用到淋洗廢水中。因此，針對(duì)不同的土壤淋洗劑可以，采用不同廢水處理工藝，從而保證淋洗工藝的經(jīng)濟(jì)合理。

4結(jié)論與展望

篇7

鉛冶煉企業(yè)80%以上為傳統(tǒng)的火法冶煉工藝，原料鉛精礦中的鎘經(jīng)過火法熔煉后，小部分以硫酸鎘的形式進(jìn)入到凈化煙氣的廢水中，絕大部分被氧化為氧化鎘，與氧化鋅一起揮發(fā)，在煙道和煙氣收塵設(shè)備中得到含鎘的氧化鋅煙塵。收塵得到的氧化鋅煙塵一般含鎘0.1%～1%，可采用濕法冶煉進(jìn)行綜合回收，含鎘廢水主要在煉鋅系統(tǒng)的堿洗廢水和生產(chǎn)泄漏廢水中產(chǎn)生;凈化煙氣的廢水一般含鎘幾十毫克/升，排入污水處理系統(tǒng)綜合處理。鋅冶煉企業(yè)80%以上為傳統(tǒng)的濕法冶煉工藝，原料鋅精礦和氧化鋅煙塵中的鎘經(jīng)過硫酸浸出后，進(jìn)入到硫酸鋅溶液中，然后在溶液的一段凈化時(shí)加鋅粉還原，99%以上的鎘被置換到銅鎘渣中。鎘主要在銅鎘渣中以副產(chǎn)品的形式回收，首先采用酸浸銅鎘渣，得到含鎘10～60g/L的溶液，然后在溶液中加鋅粉或鋅板置換，得到海綿鎘，壓團(tuán)后產(chǎn)出60%～75%的海綿鎘餅。在整個(gè)工藝流程中，由于生產(chǎn)中存在泄漏現(xiàn)象，因此在銅鎘渣處理段最容易產(chǎn)生含鎘高的廢水，可高達(dá)幾g/L，浸出段也會(huì)產(chǎn)生含鎘幾百mg/L的廢水。此外，在焙燒鋅精礦和煙化法處理浸出渣時(shí)會(huì)有少量鎘進(jìn)入凈化煙氣的廢水中，此廢水排入污水處理系統(tǒng)綜合處理。鉛冶煉企業(yè)產(chǎn)出的含鎘廢水較少，含量低，在污水系統(tǒng)進(jìn)行處理。鋅冶煉企業(yè)產(chǎn)出的含鎘廢水較多，且含量高，必須從源頭上加強(qiáng)管控，產(chǎn)出的高鎘廢水及時(shí)返回生產(chǎn)流程，二次綜合回收鎘，大幅度降低污水處理成本，金屬鎘也得到有效回收;產(chǎn)出的低鎘廢水不宜返回生產(chǎn)流程，需排放到污水系統(tǒng)處理。

2含鎘廢水處理技術(shù)

含鎘廢水的處理方法較多，但目前還沒有比較完善的處理方法，大多數(shù)處于研究探索階段。主要處理技術(shù)有:中和沉淀法、膜分離法、鐵氧體法、吸附法、電解法、生物處理法、植物修復(fù)法、高分子重金屬捕捉劑處理法等。

2.1中和沉淀法

中和沉淀法具有操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)，在含鎘廢水處理中廣泛應(yīng)用，主要沉淀劑有石灰、氫氧化鎂、聚合硫酸鐵、硫化物、碳酸鹽，向廢水中投加沉淀劑后，會(huì)生成沉淀物Cd(OH)2、CdS、CdCO3，聚合硫酸鐵主要起凝聚共同沉淀的作用。中和沉淀法能將廢水中的鎘離子脫除至0.2～2mg/L，但難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)橛行╆庪x子容易與鎘離子絡(luò)合，使鎘離子難沉淀。此外，pH值也影響沉淀效果，當(dāng)pH=9時(shí)，脫除砷效果最好，但鎘超標(biāo);當(dāng)pH＞10時(shí)，鎘沉淀比較完全，但砷含量逐漸增大，出現(xiàn)返溶現(xiàn)象。中和沉淀法產(chǎn)出大量的沉淀渣，目前還不能綜合回收利用其中的鎘，一般將其堆放在危廢渣場(chǎng)，長(zhǎng)期堆存容易溶出，造成二次污染。

2.2膜分離法

膜分離法是利用一種特殊的薄膜對(duì)液體中的某些成分進(jìn)行選擇性透過的方法，根據(jù)膜的種類、功能的不同，可分為超濾、滲透、反滲透、電滲析和液膜。許振良等采用3種單皮層聚醚酰亞胺中空纖維超濾膜，對(duì)重金屬Pb2+和Cd2+的脫除進(jìn)行了膠束強(qiáng)化超濾研究，研究結(jié)果表明:鎘和鉛的截留率達(dá)到99.0%以上。王志忠等選用PSA和醋酸纖維素作反滲透膜，來(lái)處理硫酸鎘溶液，結(jié)果鎘的分離率可達(dá)97.72%～99.67%。Mathilde等采取電滲析法處理含鎘廢水，鎘的脫除率達(dá)70%。馬銘等研究了三正辛胺－二甲苯支撐液膜體系中Cd2+的遷移特點(diǎn)，結(jié)果表明:此液膜體系對(duì)Cd2+有明顯的富集作用。膜分離法處理含鎘廢水的優(yōu)點(diǎn)為:分離效果好，耗能較低，一般能達(dá)標(biāo)排放。但設(shè)計(jì)較難，投資和運(yùn)行成本高，且產(chǎn)出的濃水含多種有害元素，不能排放，也難以綜合回收。

2.3鐵氧體法

鐵氧體法是近年來(lái)根據(jù)濕法生產(chǎn)鐵氧體的方法發(fā)展起來(lái)的，工藝條件為:在含鎘廢水中添加硫酸亞鐵，鐵添加量為鎘量的2倍，調(diào)整pH值為8～12，加熱至60～70℃，通壓縮空氣氧化30min，即可得到含鎘離子的黑色鐵氧體沉淀，處理后鎘含量可降低至0.041mg/L，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。此方法能一次脫除廢水中的多種重金屬離子，且生成顆粒大的沉淀，容易過濾，濾渣堆存不易返溶，一般不造成再次污染。但此方法需通蒸汽加熱至60～70℃，能耗較大且需通壓縮空氣氧化，氧化時(shí)間長(zhǎng)。

2.4吸附法

吸附法是利用多孔的固體吸附劑，使污水中的一種或多種污染物吸附在固體表面而被脫除的方法。目前可用的吸附劑有:活性炭、高爐礦渣、磺化煤、殼聚糖、沸石、海泡石、活性氧化鋁、改性纖維、蛋殼、硅藻土、膨潤(rùn)土、硅基磷塊鹽、離子交換樹脂等。這些吸附劑中，有物理吸附、化學(xué)吸附、交換吸附、混合吸附等，對(duì)鎘的去除都有一定的效果，需配合深度凈化系統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)排放。但一般處理廢水成本較高，應(yīng)該從經(jīng)濟(jì)上考慮，探索研究廉價(jià)高效的吸附劑，如高爐礦渣、金屬冶煉水淬渣、沸石、蛋殼等，提高實(shí)用價(jià)值。

2.5電解法

電解法是利用直流電進(jìn)行氧化－還原反應(yīng)，使得污染物在陽(yáng)極被氧化，在陰極被還原成金屬單質(zhì)的方法。陳志榮介紹了新型的流化床電極技術(shù)，利用此方法除鎘率可達(dá)98.0%，效果較理想。此外，采用高壓脈沖電凝法電解電鍍廢水中的Cd2+，脫除率可達(dá)96%～99%。當(dāng)處理高鎘廢水時(shí)不能達(dá)標(biāo)排放，但可回收金屬鎘;當(dāng)處理低鎘廢水時(shí)，可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。電解法裝置緊湊，占地面積小，投資省，易形成自動(dòng)化，但電耗和可溶性陽(yáng)極材料消耗大，副反應(yīng)較多，電極易鈍化。

2.6生物處理法

生物法處理重金屬污水的研究始于20世紀(jì)80年代，目前國(guó)內(nèi)外開始研究用淡水藻、海藻、真菌、細(xì)菌等生物來(lái)吸附處理含鎘廢水，在實(shí)驗(yàn)室取得較好效果，應(yīng)用在工業(yè)上還需繼續(xù)研究。生物處理法的優(yōu)點(diǎn):可以選擇性脫除低濃度重金屬離子，pH和溫度條件限制小，投資省，運(yùn)行費(fèi)用不高，且可以綜合回收有價(jià)金屬。值得關(guān)注的是近年來(lái)中南大學(xué)柴立元等發(fā)明了一種生物制劑深度處理重金屬?gòu)U水的方法，該方法通過生物制劑配合－水解－脫鈣－固液分離等過程，將廢水中的銅、鉛、鋅、鎘、砷、汞等重金屬脫除，出水達(dá)到工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)工藝流程短，能耗低，投資少，占地面積小，使廢水回用率由50%左右提高到90%以上，在30多家大型重金屬生產(chǎn)企業(yè)推廣應(yīng)用，年回用廢水4000多萬(wàn)m3。

2.7植物修復(fù)法

植物修復(fù)法，是利用植物吸收廢水中的鎘離子，降低鎘對(duì)環(huán)境的污染，是一種處理環(huán)境污染的新技術(shù)，具有成本低的優(yōu)點(diǎn)。有研究表明，柳樹吸收鎘的能力非常強(qiáng)，利用此特點(diǎn)，可栽培柳樹來(lái)修復(fù)鎘污染的土壤。李華等的研究表明，劍蘭是一種很有潛力的可用于Cd污染水體修復(fù)的耐性植物。申華等［23］研究了斯必蘭、羽毛草和水芹3種水草對(duì)鎘污染水體的修復(fù)能力，結(jié)果表明:這3種水草均能不同程度地去除廢水中的鎘，對(duì)鎘的富集能力為:斯必蘭＞水芹＞羽毛草。

2.8高分子重金屬捕集劑處理法

近年來(lái)國(guó)際上已重點(diǎn)對(duì)高分子重金屬捕集劑處理法進(jìn)行研究和應(yīng)用。高分子重金屬捕集劑處理法利用捕集劑能與重金屬離子反應(yīng)生成不帶電荷的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)螯合物，生成沉淀時(shí)能將重金屬離子高效脫除，適用于深度處理廢水中的重金屬離子。該方法的特點(diǎn):產(chǎn)品耗量小、反應(yīng)速度快、脫出效率高、離子選擇性強(qiáng)等。但該方法研究應(yīng)用時(shí)間短，市場(chǎng)上銷售的產(chǎn)品種類繁多，捕集劑處理能力、應(yīng)用范圍也不同，沒有統(tǒng)一的規(guī)范，影響了此產(chǎn)品在各行業(yè)廢水處理中的推廣應(yīng)用。高分子重金屬捕集劑的合成方法有:

1)含有螯合基的單體通過縮聚、加聚、逐步聚合、開環(huán)聚合等方法合成;

2)以天然的或合成的高分子為基體，通過化學(xué)改性方法在基體上接入具有金屬螯合功能的官能團(tuán)來(lái)合成。合成高分子重金屬捕集劑主要為二硫代氨基甲酸及其鹽類。季靚等研究了DTCs在不同環(huán)境條件的水體中對(duì)Cd2+的捕集性能:在鎘濃度為lm-mol/L的溶液中，DTCS對(duì)鎘的最大去除率能達(dá)到99.9%以上。改性天然高分子物質(zhì)主要有淀粉、纖維素、甲殼素、殼聚糖、蛋白質(zhì)、多肽類和木質(zhì)素等，特點(diǎn)為:價(jià)格廉價(jià)，易生物降解，沒有二次污染。天然高分子通常含有大量活性基團(tuán)如羥基、羧基等，通過改性后的高分子捕集劑的性能明顯優(yōu)于合成的高分子捕集劑，目前為國(guó)內(nèi)外科研人員的研究熱點(diǎn)。黃建宏等研究了在一定pH和適當(dāng)反應(yīng)時(shí)間的條件下，殼聚糖能高效吸附Cu2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+等4種重金屬離子，對(duì)于含鎘0.005mol/L的溶液，鎘脫出率可接近100%。

3結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)今環(huán)保要求日趨嚴(yán)格的情況下，我們結(jié)合企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)狀況，以及現(xiàn)有的各種含鎘廢水處理方法，對(duì)鉛鋅冶煉企業(yè)的含鎘廢水提出了以下處理方案:

1)從源頭上開始治理，將含鎘量高的廢水返回系統(tǒng)利用，達(dá)到事半功倍的效果?？晒?jié)約大量廢水處理成本，且將廢水中的有價(jià)金屬進(jìn)行了綜合回收。

2)傳統(tǒng)方法處理的廢水難以達(dá)標(biāo)排放，因此需采取特殊手段處理，如將高分子重金屬捕集劑處理法或生物制劑法引用到冶煉行業(yè)，此方法比較適合復(fù)雜廢水的深度處理。此外，植物修復(fù)法、金屬冶煉水淬渣吸附法具有成本低、效果好等特點(diǎn)，值得繼續(xù)深入研究。

篇8

關(guān)鍵詞：污泥農(nóng)用；重金屬元素；環(huán)境及健康；緩解措施

城市污泥是指在污水處理中產(chǎn)生的固體產(chǎn)物。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，目前美國(guó)所積累的干污泥總量已達(dá)1000萬(wàn)t，歐洲各國(guó)總計(jì)達(dá)660萬(wàn)t，日本為240萬(wàn)t左右[1]。隨著中國(guó)城市化的不斷發(fā)展，到2010年為止，全國(guó)產(chǎn)生廢水的總量已經(jīng)達(dá)到125萬(wàn)m3/天。污泥作為污水處理廠的主要產(chǎn)物，急需有效且安全的處理方式。目前污水的處理方式包括污泥焚燒、填埋法和農(nóng)田利用法。由于擔(dān)心污泥中的一些毒性病原體可能會(huì)引起人類的健康問題，西方的許多國(guó)家已經(jīng)出臺(tái)了相應(yīng)法規(guī)來(lái)限制污泥的農(nóng)田利用。污泥填埋的高費(fèi)用已經(jīng)促使污泥的處理朝向污泥焚燒來(lái)提供熱量用于發(fā)電。污泥的農(nóng)田利用也被視為一種能回收利用污泥中植物營(yíng)養(yǎng)的有效方式，特別是污泥中的N、P元素對(duì)作物的生長(zhǎng)促進(jìn)十分明顯。

城市污泥中的污染物可以被大致劃分為3種主要的種類：①無(wú)機(jī)元素（例如金屬和微量元素）；②有機(jī)元素（例如PCBs、PCDD、PPCPs、PAHs、表面活性劑）；③毒性病原體（例如細(xì)菌、病毒、寄生蟲）。本文主要對(duì)重金屬元素環(huán)境影響進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上研究污泥農(nóng)用過程中重金屬元素的控制措施。

1 污泥農(nóng)用中重金屬的影響

由于城市廢水主要來(lái)自生活廢水、工商業(yè)廢水和市區(qū)地表河流的排放，因而含有大量的重金屬元素，特別是在一些發(fā)達(dá)城市和工業(yè)化城市中，城市污泥的潛在有毒重金屬含量特別高，在污泥農(nóng)用過程中可能會(huì)進(jìn)行累積，進(jìn)入生物鏈；或是由于沒有經(jīng)過安全的處理途徑，會(huì)對(duì)人體和環(huán)境健康造成重大影響。重金屬由于具有難遷移、易富集、危害大等特點(diǎn)，一直是限制污泥農(nóng)業(yè)利用的最主要因素[2]。目前關(guān)于污泥中重金屬的研究集中在Pb、Zn、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni，但不同國(guó)家及不同城市的污泥重金屬含量范圍變化都很大。

一般來(lái)說，像在埃及這樣的以農(nóng)業(yè)灌溉為主的國(guó)家里，城市污泥中重金屬含量相對(duì)較低。1980年前，污泥中重金屬含量幾乎僅占干重的0.5%～2%，最多時(shí)也只有干重的6%。美國(guó)和歐洲的城市污泥中重金屬含量的急劇下降，不僅與他們本國(guó)嚴(yán)格的法律限制有關(guān)，也和他們國(guó)家與污水處理廠達(dá)成的協(xié)議，控制工業(yè)廢水重金屬含量緊密相連。

重金屬在污泥中的運(yùn)移、生物有效性以及生態(tài)毒性與污泥所施用土壤的pH值、陽(yáng)離子的交換量（CEC）、有機(jī)質(zhì)含量、土壤結(jié)構(gòu)及土壤質(zhì)地有關(guān)[3]。隨著土壤pH值的增加，土壤對(duì)重金屬的吸附能力也逐漸增強(qiáng)。土壤中有機(jī)質(zhì)的存在形態(tài)也會(huì)影響重金屬的生物有效性。由于有機(jī)質(zhì)可以分為可溶和不可溶2種，不可溶的有機(jī)質(zhì)會(huì)阻礙土壤中作物對(duì)有機(jī)質(zhì)的吸收，通過使重金屬離子牢牢吸附在有機(jī)質(zhì)表面來(lái)降低重金屬的生物有效性。然而，可溶性有機(jī)質(zhì)組分可以通過形成重金屬和有機(jī)質(zhì)互溶組分來(lái)提高重金屬在土壤的活性。同時(shí)， Tessier等采用分級(jí)提取的辦法，將重金屬分為交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘余態(tài)5個(gè)組分[4]。Pérez-Cid [5]等發(fā)現(xiàn)可交換態(tài)的重金屬最易被作物吸收，有含量低、生物有效性大的特點(diǎn)；碳酸鹽巖態(tài)易在酸性條件下分解釋放，對(duì)作物的生物有效性也很明顯；鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)在氧化還原電位降低時(shí)易釋放出來(lái)；硫化物及有機(jī)結(jié)合態(tài)主要包括重金屬硫化物沉淀及與各種有機(jī)質(zhì)結(jié)合的重金屬，是相對(duì)穩(wěn)定的形態(tài)；殘?jiān)鼞B(tài)是存在于礦物晶格中的重金屬，是生物難以利用的形態(tài)[6]。在土壤質(zhì)地方面，有實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Zn在酸性土壤中的生物有效性更大，相比之下，Cu在堿性土壤中的生物有效性更明顯。

2 重金屬風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

由于污泥的長(zhǎng)期使用會(huì)導(dǎo)致重金屬元素在土壤中的聚集，從而使土壤受到污染，進(jìn)而可能使地下水環(huán)境受到污染。針對(duì)重金屬對(duì)地下水的污染以及評(píng)估土壤自身重金屬污染程度可以采用Nemerow指數(shù)法。其特點(diǎn)是既考慮了污染物的平均濃度，又兼顧了濃度最大的污染物對(duì)地下水污染的影響[7]。

Nemerow指數(shù)法計(jì)算公式為：

式中：Pi為重金屬污染物的分項(xiàng)污染指數(shù)；ci為重金屬污染物的實(shí)測(cè)濃度（mg/L）；coi為重金屬污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（mg/L）；（Pi）max為各項(xiàng)污染指數(shù)中污染指數(shù)Pi的最大值；Pi為各項(xiàng)污染指數(shù)的平均值。

Nemerow指數(shù)法反映地下水受重金屬污染的程度，綜合污染指數(shù)越大，說明地下水污染程度越嚴(yán)重。Nemerow指數(shù)具體指標(biāo)分級(jí)界限視研究區(qū)地下水中重金屬濃度的類型、濃度等確定。

3 污泥農(nóng)用中對(duì)重金屬元素的控制措施

篇9

關(guān)鍵詞：秸稈 重金屬 離子交換

1、引言

秸稈是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和加工過程中的產(chǎn)生的剩余物，也是一種可再生資源。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，據(jù)統(tǒng)計(jì)全國(guó)每年大約生產(chǎn)農(nóng)作物秸稈8億噸，部分秸稈用于還田、制成飼料、制成燃料、發(fā)電等，但大部分的秸稈利用率低。以前的秸稈主要通過焚燒處理，近年來(lái)，霧霾現(xiàn)象嚴(yán)重危害著人們的身體健康，秸稈的焚燒不僅會(huì)加劇霧霾現(xiàn)象，還會(huì)釋放大量的有毒有害物質(zhì)，影響交通，因此，國(guó)家禁止焚燒秸稈，每逢農(nóng)作物收獲季節(jié)，秸稈的處理就成了農(nóng)民及社會(huì)的頭疼問題。

重金屬污染指的是由重金屬及其化合物引起的環(huán)境污染。主要來(lái)源于工業(yè)廢水、電鍍、冶煉、油漆、顏料以及電池等行業(yè)，以其持久性強(qiáng)，難降解，易通過食物鏈進(jìn)行富集，毒性大，微量即可危及生命等特點(diǎn)成為了熱點(diǎn)問題。目前傳統(tǒng)的重金屬污染的處理方法包括化學(xué)沉淀、離子交換、膜分離、活性炭吸附等。這些處理方法往往成本高，易造成二次污染，且對(duì)于濃度低于100mg/l的重金屬離子而言，效果不理想?；诖?，將秸稈作為重金屬?gòu)U水的吸附劑不僅為重金屬?gòu)U水的處理開辟了新的道路，同時(shí)也能解決秸稈的處理問題，變廢為寶，以廢治廢，節(jié)約能源保護(hù)環(huán)境。

2、重金屬危害及污染特點(diǎn)

2.1 重金屬的危害

重金屬離子及其化合物對(duì)生物體的毒性作用取決于其與生命有機(jī)體的結(jié)合作用，這種結(jié)合作用越強(qiáng)，產(chǎn)生的毒性作用就越大。汞、鎘和鉛是對(duì)人體健康和環(huán)境危害最大的三重金屬。歷史上發(fā)生的許多重金屬污染的重大環(huán)境公害問題主要是這三種重金屬引起的，如汞污染引起的日本的水俁病，鎘污染引起的骨痛病以及我國(guó)的兒童血鉛事件等。重金屬污染屬于慢性積累性的污染，它可以通過呼吸道、皮膚、消化道以及食物鏈等進(jìn)入人體，在人體內(nèi)富集到一定的濃度，會(huì)對(duì)人體的腎臟系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)以及心腦血管等方面產(chǎn)生致命的影響，危害著人們的生產(chǎn)生活。

2.2 重金屬污染特點(diǎn)

（1）污染范圍廣。在全國(guó)范圍內(nèi)，諸多水系均受到不同程度的重金屬污染，總體污染率已達(dá)到75%，如貴陽(yáng)市的紅楓湖、海南三亞灣、連云港市的排淡河等，均具有十分明顯的重金屬污染特性。

（2）復(fù)合污染嚴(yán)重。在一個(gè)水系中，往往是多種重金屬共存，加劇了污染，如山東省的大沂河在鉛及鎘等含量方面，已經(jīng)超過國(guó)家所規(guī)定的Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，而鋅及銅含量也超過Ⅰ類標(biāo)準(zhǔn)[1]。

（3）沉積物中的含量高于水相。水環(huán)境中的重金屬含量與水體的pH值相關(guān)，堿性條件下易沉淀于底泥，酸性條件下易釋放進(jìn)入水體。而進(jìn)入水體重金屬大部分會(huì)依存在底泥沉積物中，使得水體溶解的重金屬含量低于底質(zhì)。

3、改性秸稈在重金屬吸附領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1 秸稈的特性

秸稈類吸附劑的主要元素組成為C、N、O，如小麥秸稈中，揮發(fā)分約占69%，固定碳約占23%，灰分約占8%，其本身的重金屬含量很低[2]。秸稈的主要成分是纖維素、半纖維素以及木質(zhì)素等粗纖維，富含羰基、羥基、羧基等具有絡(luò)合能力、離子交換能力的活性官能團(tuán)，同時(shí)秸稈具有較大的比表面積，屬于多孔性物質(zhì)，對(duì)重金屬陽(yáng)離子有較為理想的吸附作用。秸稈對(duì)于重金屬的吸附是基于物理吸附和化學(xué)吸附，其中化學(xué)吸附效率較高，屬于主要吸附力?；瘜W(xué)吸附指的是離子交換，重金屬陽(yáng)離子與秸稈中的H離子發(fā)生交換，從而將重金屬陽(yáng)離子吸附在秸稈上。但是，自然狀態(tài)下的秸稈中，可進(jìn)行離子交換的羧基較少，科學(xué)研究者利用很多化學(xué)物質(zhì)對(duì)秸稈進(jìn)行改性，破壞晶體結(jié)構(gòu)，打破氫鍵，增大比表面積，增大孔隙，從而改善吸附能力。

3.2 檢測(cè)方法

秸稈吸附重金屬離子研究中常用到的檢測(cè)分析儀器有電感耦合等離子發(fā)射光譜儀、傅里葉紅外光譜分析儀、掃描電鏡、比表面積測(cè)定儀等。

（1）電感耦合等離子體發(fā)射光譜分析 （ICP-AES）

ICP-AES主要用于微量元素的定性定量分析，測(cè)定范圍廣，靈敏度高，可以用于檢測(cè)重金屬的濃度。

（2） 傅里葉紅外光譜分析（FTIR）

FTIR的原理是將一束不同波長(zhǎng)的紅外射線照射到物質(zhì)的分子上，利用某些特定波長(zhǎng)紅外射線的能量被吸收，從而形成這種物質(zhì)的紅外吸收光譜[4]?？梢越o出許多未知化合物可能存在某些功能集團(tuán)的結(jié)構(gòu)信息，可以用于研究纖維素大分子結(jié)構(gòu)中所含有的官能團(tuán)。

（3）掃描電鏡分析（SEM）

SEM通過極細(xì)電子束在對(duì)物質(zhì)表面掃面時(shí)會(huì)形成電信號(hào)，再通過熒光屏顯示出物質(zhì)的表面圖像，而且通過能譜還能對(duì)物質(zhì)不同層次斷面的化學(xué)元素組成給出定性與定量的結(jié)果[3]。

吸附前秸稈呈現(xiàn)比較規(guī)則的條狀排列且具有明顯空隙；吸附后麥稈表面變得粗糙，微孔棱邊界變得較為模糊，多孔性不如吸附前，說明微孔結(jié)構(gòu)在吸附過程中起關(guān)鍵作用。

（4）比表面積分析（BET）

改性之后，秸稈的比表面積、孔容以及孔徑會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。改性之后，比表面積會(huì)變小，這是因?yàn)楦男赃^程中參加反應(yīng)的改性試劑與秸稈表面的官能團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)入空隙結(jié)構(gòu)占據(jù)了部分表面積[4]。

4、結(jié)論

在一個(gè)崇尚環(huán)保、綠色的社會(huì)中，變廢為寶以廢治廢已經(jīng)成為不可阻擋的國(guó)際趨勢(shì)。已有大量的學(xué)者在這條道路上為我們披荊斬棘，給予我們新思路新方法。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年有大量的秸稈產(chǎn)生。目前國(guó)內(nèi)大部分地區(qū)對(duì)于秸稈的利用還僅局限于堆肥還田、用作飼料等方面，利用率低下，還有相當(dāng)一部分的秸稈直接燃燒，不僅浪費(fèi)資源，破壞生態(tài)平衡，還可能造成更嚴(yán)重的環(huán)境問題。如若將秸稈轉(zhuǎn)化為資源加以利用，比如制成重金屬離子吸附劑，不僅節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境，還可以去除廢水中的重金屬離子，增加其利用附加值。利用改性秸稈吸附廢水中的重金屬，可以提高秸稈的吸附性能，提高利用效率。我們還需致力于秸稈類物質(zhì)的改性研究，能將其從實(shí)驗(yàn)室延伸到工業(yè)廢水處理的實(shí)踐中，為重金屬離子的去除開創(chuàng)新的研究技術(shù)方法。

5、展望

山東是一個(gè)農(nóng)業(yè)大省，是我國(guó)重要的糧食作物生產(chǎn)區(qū)，也是秸稈產(chǎn)量豐富的省份之一。糧食作物主要以小麥、玉米為主。經(jīng)濟(jì)作物主要以棉花、花生和瓜菜為主。各種農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量已達(dá)7069.5萬(wàn)噸。除去部分不可用秸稈，全省可用秸稈達(dá)到6500萬(wàn)噸，秸稈資源豐富。在眾多的秸稈利用方式中，制成重金屬吸附劑無(wú)疑是簡(jiǎn)單又環(huán)保的，對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境貢獻(xiàn)巨大。希望研究者能在原始秸稈的基礎(chǔ)上，研發(fā)出更有效、無(wú)毒、簡(jiǎn)單的重金屬吸附劑。

參考文獻(xiàn)：

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[3]曾漢民.功能纖維[M].北京：化W工業(yè)出版社，2005.

[4]陳素紅，岳欽艷.玉米秸稈的改性及其對(duì)六價(jià)鉻離子吸附性能的研究[D].山東濟(jì)南：山東大學(xué).2012.

篇10

【Key words】Electroplating industry soil remediation bioremediation combined remediation plants and microorganisms

1 前言

土壤重金屬污染是我國(guó)亟待解決的環(huán)境問題。電鍍行業(yè)是產(chǎn)生重金屬污染的主要行業(yè)之一。由于電鍍行業(yè)使用了大量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬等有毒有害化學(xué)品，在工藝過程中排放了高毒物質(zhì)和危害人類健康的廢水、廢氣和廢渣，對(duì)人類的生存環(huán)境產(chǎn)生了巨大危害。尤其是重金屬鎳污染后果相當(dāng)嚴(yán)重，鎳可引起接觸性皮炎，直接進(jìn)入血液的鎳鹽毒性較高，膠體鎳或氯化鎳毒性較大，可引起中樞性循環(huán)和呼吸紊亂，使心肌、腦、肺、腎出現(xiàn)水腫、出血和變性，長(zhǎng)期接觸、吸入或注射鎳化物均有致癌作用。電鍍企業(yè)關(guān)閉后遺留的重金屬污染土壤對(duì)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。然而如何針對(duì)性地有效進(jìn)行修復(fù)治理，是人類面臨的又一大問題。電鍍廠污染場(chǎng)地屬于重污染行業(yè)污染場(chǎng)地，急需進(jìn)行環(huán)境綜合治理與土壤修復(fù)[1]。

本文通過對(duì)某電鍍廠廠區(qū)土壤樣品監(jiān)測(cè)結(jié)果的分析研究和修復(fù)治理方法的探討，為進(jìn)一步開展污染土壤修復(fù)工作以及合理規(guī)劃和利用該場(chǎng)地提供科學(xué)的理論依據(jù)，同時(shí)，對(duì)于改善和提高當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)環(huán)境質(zhì)量、保障人體健康和維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定也將具有重大意義。

2 企業(yè)基本情況

該電鍍廠于2003年3月投產(chǎn)，廠區(qū)面積約3500m2，主要從事各種五金件產(chǎn)品的來(lái)料電鍍加工。全廠共3個(gè)電鍍車間，8條電鍍生產(chǎn)線，其中7條半自動(dòng)電鍍生產(chǎn)線、1條全自動(dòng)電鍍生產(chǎn)線。主要鍍種為鍍錫、鍍鎳、鍍鉻、鍍鋅。電鍍加工產(chǎn)品方案見表1。

使用的主要原輔料有金屬鎳板、硫酸鎳、氯化鎳、電解銅、硫酸銅、硫酸、鹽酸、鉻酐、氰化鈉、氰化亞銅、氰化鉀等。產(chǎn)生的電鍍廢水經(jīng)廢水處理站處理達(dá)標(biāo)后排放。根據(jù)當(dāng)?shù)仉婂冃袠I(yè)環(huán)境整治要求，該電鍍廠已停產(chǎn)待遷。

3 土壤污染現(xiàn)狀及成因分析

為了解該電鍍廠所在地土壤污染現(xiàn)狀，委托澳實(shí)分析檢測(cè)（上海）有限公司對(duì)其廠區(qū)土壤進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。

3.1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

pH值、總氰化物、銻、砷、鈹、鎘、鉻、銅、鉛、鎳、硒、銀、鉈、鋅、汞等。

3.2 監(jiān)測(cè)地點(diǎn)

廠區(qū)廢水處理站邊和電鍍車間旁各設(shè)一個(gè)采樣點(diǎn)，編號(hào)分別為Z1、Z2。按0～20cm、40～60cm、80～100cm采樣深度各采一個(gè)樣品，對(duì)應(yīng)樣品編號(hào)Z1-1～Z1-3和Z2-1～Z2-3。

3.3 監(jiān)測(cè)結(jié)果

廠區(qū)土壤樣品監(jiān)測(cè)結(jié)果見表2和圖1。

表2 廠區(qū)土壤監(jiān)測(cè)結(jié)果

圖1 土壤監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比分析圖

土壤樣品監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，除鎳指標(biāo)外，其余指標(biāo)監(jiān)測(cè)值均符合《浙江省污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》（DB33/T892-2013）表A.1部分關(guān)注污染物的土壤風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估篩選值中的住宅及公共用地篩選值。

土壤監(jiān)測(cè)結(jié)果鎳超標(biāo)原因主要為企業(yè)生產(chǎn)過程中涉及到鍍鎳等工序，生產(chǎn)廢水和廢氣中含有鎳等重金屬。車間地面、排水溝渠等沒有按規(guī)范進(jìn)行防滲處理，鍍鎳廢水沒有進(jìn)行有效收集容易滲漏到地面，等等，各種因素導(dǎo)致土壤受到重金屬污染。根據(jù)《浙江省污染場(chǎng)地風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》（DB33/T892-2013）以及有關(guān)文件要求，企業(yè)場(chǎng)地需要進(jìn)行土壤污染修復(fù)治理。

4 土壤重金屬污染治理方法

目前針對(duì)土壤重金屬污染修復(fù)方法較多，主要包括物理方法、化學(xué)方法和生物方法[3]。生物修復(fù)方法因其效果好、投資省、費(fèi)用低、易于管理和操作、不產(chǎn)生二次污染等被公認(rèn)為是生態(tài)友好型原位綠色修復(fù)技術(shù)[4]。生物修復(fù)方法主要有植物修復(fù)、微生物修復(fù)、植物與微生物聯(lián)合修復(fù)。

4.1 植物修復(fù)

植物修復(fù)技術(shù)主要有植物穩(wěn)定、植物提取、植物揮發(fā)等類型[5]。植物穩(wěn)定是利用植物來(lái)降低重金屬在土壤中的遷移，但是隨著時(shí)間或環(huán)境的改變，可能仍會(huì)發(fā)生滲漏和擴(kuò)散，這種方法并沒有減少重金屬的含量，只是改變了重金屬的存在形態(tài)；植物提取是指利用對(duì)重金屬富集能力強(qiáng)的超積累植物吸收土壤中的重金屬，并將重金屬轉(zhuǎn)運(yùn)儲(chǔ)存在地上部分，然后通過收獲地上部分進(jìn)行焚燒，來(lái)達(dá)到去除重金屬的目的；植物揮發(fā)是指利用植物吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、積累、揮發(fā)來(lái)去除土壤中一些揮發(fā)性的重金屬[6]。

4.2 微生物修復(fù)

微生物修復(fù)技術(shù)是利用土壤中某些微生物對(duì)重金屬的吸收、沉淀、氧化還原等作用，以達(dá)到降低土壤重金屬的毒性。某些微生物能代謝產(chǎn)生檸檬酸、草酸等物質(zhì)[7]。這些代謝產(chǎn)物能與重金屬產(chǎn)生螯合或形成草酸鹽沉淀，從而減輕重金屬的傷害。Siegel等研究表明，真菌可以通過分泌氨基酸、有機(jī)酸以及其他代謝產(chǎn)物來(lái)溶解重金屬以及含重金屬的礦物[8]。微生物修復(fù)的局限性在于：微生物有些情況下不能將污染物全部去除；微生物對(duì)環(huán)境的變化響應(yīng)比較強(qiáng)烈，環(huán)境條件的改變能大大影響微生物修復(fù)效果。

4.3 植物與微生物聯(lián)合修復(fù)

鑒于植物修復(fù)和微生物修復(fù)各自在重金屬污染修復(fù)中的不足，植物與微生物聯(lián)合技術(shù)通過發(fā)揮植物和微生物各自的優(yōu)點(diǎn)，最大限度彌補(bǔ)其在重金屬污染修復(fù)中的不足，有效提高植物修復(fù)的效果。土壤中許多細(xì)菌不僅能夠刺激并保護(hù)植物的生長(zhǎng)，而且還具有活化土壤中重金屬污染物的能力。最近俄羅斯科學(xué)家培育出一種耐重金屬污染并保護(hù)植物生長(zhǎng)的細(xì)菌，這種細(xì)菌能夠在Zn、Ni、Cd和Co存在的條件下產(chǎn)生抗生素細(xì)菌的細(xì)胞不具備穩(wěn)定的基因，但是位于染色體外能夠自動(dòng)復(fù)制的環(huán)狀DNA分子，可以有效阻止重金屬離子進(jìn)入細(xì)胞，同時(shí)能夠刺激并保護(hù)植物的生長(zhǎng)[9]；Ma等成功地從Ni污染土壤中分離得到耐受重金屬污染的細(xì)菌，并發(fā)現(xiàn)這些細(xì)菌在較高水平重金屬污染的土壤中能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)；Idris等在遏藍(lán)菜屬植物Thlaspigoesingense根際分離出大量對(duì)Ni耐受性較強(qiáng)細(xì)菌，包括Cytophaga、F lexibacter、Bacte2roides等，這些細(xì)菌可以明顯提高Thlaspigoesingense對(duì)Ni的富集能力[10]。雖然菌根化植物抗逆性強(qiáng)、吸收降解能力強(qiáng)，但不容易獲得，因此，菌根與植物修復(fù)體系的選擇與建立有非常廣闊的應(yīng)用價(jià)值，也是重金屬污染土壤生態(tài)恢復(fù)的一個(gè)新的研究方向[11]。

5 結(jié)論與展望