重金屬污染是指由鉛、鎘、汞、鉻、銅、鎳等金屬物質(zhì)或其化合物造成的環(huán)境污染,主要由采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬超標制品等人為因素所致。重金屬污染可能廣泛存在于水、氣、土壤等多種環(huán)境。其中,重金屬污水被認為是對環(huán)境損害較為嚴重及對人類危害較大的工業(yè)廢水之一。
我國水體重金屬污染現(xiàn)狀
作為飲用水主要的地表水源,我國的河流、湖泊及水庫中的主要重金屬污染,按照嚴重程度依次為汞污染、鎘污染、鉻污染和鉛污染,其它重金屬如鎳、鉈、鈹、銅在我國各類地表水飲用水體中的超標現(xiàn)象也很嚴重。
我國河流中,長江三峽庫區(qū)江段沉積物中重金屬元素含量主要受上游泥沙以及沿江城市和工廠“三廢”排放的影響,已受到不同程度的污染。貴州和四川的汞礦開發(fā)對烏江下游的生態(tài)與環(huán)境產(chǎn)生較大的影響。沿長江河口附近存在銅、鋅和鉛等污染。此外,黃河、珠江、海河等也受到不同重金屬不同程度的污染。
我國重要湖泊中的第三大淡水湖泊太湖,其沉積物中重金屬砷、鉻、汞污染程度高于其它重金屬。吉林市、長春市飲用水源地的松花湖入湖河流沉積物的汞污染較40年前有加重趨勢,生物體內(nèi)重金屬汞呈明顯富集。
海水中重金屬負荷受工業(yè)“三廢”的排放及酸雨的影響,有加重趨勢。據(jù)監(jiān)測,大連灣和渤海錦州灣底泥中重金屬鋅、鉛、鎘和汞等均存在超標現(xiàn)象,致使底棲生物體內(nèi)有毒重金屬存在超過國家食品衛(wèi)生標準的風險。由此可見,海洋也未能幸免重金屬的污染,如不重視和控制,將愈發(fā)嚴重。
水體重金屬檢測方法
1.原子光譜法
原子光譜法是目前痕量元素分析的重要方法,它包括原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法和原子熒光光譜法。
2.紫外 -可見分光光度法
分光光度法是通過測定被測物質(zhì)在特定波長處或一定波長范圍內(nèi)光的吸收度,對該物質(zhì)進行定性和定量分析的方法,紫外 - 可見分光光度法進行定量檢測的基本原理是比爾 - 朗伯定律(A=εbc)。紫外- 可見分光光度法的優(yōu)點是操作簡單,是一種相對比較廉價的檢測方法,水樣中大部分離子均可用紫外 - 可見分光光度法進行測定且檢出限可達到很低。
3.質(zhì)譜法
質(zhì)譜法是將待測物質(zhì)的分子轉(zhuǎn)變成帶電粒子,利用穩(wěn)定的磁場(或交變電場)使帶電粒子按照核質(zhì)比的大小順序分離開來,并形成可以檢測的譜圖。在重金屬檢測中一般使用等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS),將電感藕合等離子體與質(zhì)譜聯(lián)用,利用電感藕合等離子體使樣品汽化,將待測金屬分離出來,從而進人質(zhì)譜進行測定。
4.電化學分析法
電化學分析法是一種根據(jù)物質(zhì)在溶液中的電化學性質(zhì)及其變化來確定其組成與濃度的方法。電化學分析法檢測重金屬主要包括伏安法、極譜法和離子選擇性電極法等。電化學分析的測量信號是電導、電位、電流、電量等電信號,所以電化學分析的儀器裝置較為簡單,易于自動化和連續(xù)分析,是一種公認的快速、靈敏、準確的微量和痕量分析方法。
水體重金屬污染治理方法
1.沉淀法
主要通過向重金屬污水中投加一定的絮凝劑、還原劑等化學物質(zhì),使相應(yīng)污染物質(zhì)與投加的化學物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后沉淀,以進行污染物質(zhì)的處理或再利用。一般來說,沉淀法主要包括還原-沉淀法、絮凝浮選沉淀法、氫氧化物沉淀法等不同方式。
2.物理化學法
是利用生物質(zhì)的物理特性以吸附水中的重金屬離子。通常來說,生物吸附劑相比于沉淀法具有可降解,不發(fā)生二次污染的特點,且其來源廣泛,獲取更為容易,生物吸附劑的使用也能夠更有效回收重金屬物質(zhì)。
3.電化學處理技術(shù)
主要包括電解法、膜分離技術(shù)及電沉積。目前,膜分離技術(shù)是較為高效的一款電化學處理技術(shù)下的重金屬污染分離技術(shù)。該技術(shù)利用高分子所具有的選擇性特性以進行物質(zhì)分離工作,其中電滲析法適配處理電鍍工業(yè)廢水、反滲透法適配處理重金屬廢水,而膜萃取技術(shù)在金屬萃取方面目前已取得較大進展,未來可能會有更大的發(fā)展市場。
4.生物化學法
也是一種處理重金屬廢水的重要手段。如,微生物及藻類處理,可通過生物絮凝、吸附等特點實現(xiàn)重金屬物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。據(jù)了解,微生物處理工藝得到工業(yè)應(yīng)用較多的是生物硫化法。其中,生物絮凝法也是一種應(yīng)用前景廣闊的處理方法,其利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物進行絮凝沉淀,安全方便無毒、不產(chǎn)生二次污染、絮凝效果也較好。
隨著社會對污染源頭控制力度的加大,重金屬污水從源頭減量是必然的,再輔以多種高效、無污染的重金屬污水處理方法進行末端管控,重金屬污染防治成效正在顯現(xiàn)。
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