重金属废水污染及其处理方法简介
摘要：随着我国工业的不断发展，水环境中的重金属污染物已经成为一个日益突出的环境问题。本文介绍了重金属废水的定义、来源以及危害，并且对重金属废水的主要处理技术进行了总结。最后探讨了我国重金属废水治理的发展前景。
关键词：重金属废水；污染现状；治理技术
1．前言
近年来，中国水环境污染问题突出，以工业废水和城市污水为主的重金属污染具有长期性和不可逆的特点。为使污水中所含的重金属达到排水某一水体或循环使用的水质要求，必须对其进行净化[1]。目前，重金属废水处理的方法大致可分为三大类：（1）化学处理法；（2）物理处理法；（3）生物处理法。因此本文综述了重金属废水的污染现状及其防范技术概况，并且讨论了重金属污染防治技术的未来发展前景。
2．重金属废水的来源及其危害
重金属一般是指密度大于4.5 g/cm3的金属，主要包括汞、镉、铅、铬、钒、锰、铜、锌及镍等有毒重金属元素。重金属是地壳的重要构成元素，广泛地分布于自然界中，并在自然环境中迁移、转化、循环。水体中的重金属主要来自两部分：自然源和人为源。通过自然循环进入水体中的重金属浓度一般较低，不会影响人体健康，人为源是造成水体重金属污染的主要原因。由于一些人为因素，大量的重金属向环境中排放并不断累积，使其远远超过了环境的本底含量，从而造成了严重的重金属污染。采矿、冶金、石油化工、电子生产、制革等工业生产过程中均会产生含重金属离子的废水和废渣，其中冶金和采矿是最重要的重金属污染源[2]。水体流经被重金属污染的土壤及含重金属的大气沉降物排入水中，也能使水中重金属含量急剧升高，进一步加剧水体重金属污染。
重金属在水中不断的迁移转化，形态也可能发生变化，并有可能被水中胶体物质等吸附，浓度随着pH和水温的变化不断变化。但是重金属不能被生物降解，因此水中重金属的总量不会减少。进入水中的重金属部分被水生生物所摄取，并在食物链中放大，而且有可能转化成毒性更大的形态，最后富集在人体内；直接饮用含重金属的水或者食用含重金属的水浇灌的农作物也会使重金属进入人体内。重金属能够使蛋白质结构发生不可逆转的改变，蛋白质的功能也随之丧失，从而影响人体的正常代谢活动，导致各种疾病的发生和机体紊乱。世界八大公害事件中的水俣病和骨痛病都是由于重金属中毒引起的。其中，水俣病是工厂排放废水中汞所引起的，汞被水生生物食用后在体内转化成甲基汞，甲基汞的毒性是汞毒性的100倍，而且甲基汞更容易溶于脂肪，主要侵犯中枢神经系统[3-4]。
3．重金属废水常见的处理方法
处理含重金属废水的传统方法有：化学沉淀法、离子交换法、膜分离法、吸附法、生物法等。
3.1化学沉淀法
化学沉淀法是向废水中加入与作用机理相适应的反应剂，使水中溶解状态的重金属离子转化成不溶于水的金属化合物，再将其从水中分离出去的方法。该方法技术成熟、操作简单、处理成本低等优点，但容易造成二次污染，其最主要的影响因素是pH。难溶盐沉淀法又包括硫化物沉淀法、碳酸盐沉淀法、钡盐沉淀法，其主要优点是处理后的废水pH大约是7~9，不用再进行中和处理，而且还可以回收废水中的重金属，具有一定的经济效益。铁氧体法主要是在含有重金属离子废水中加入铁盐或亚铁盐，形成铁氧体，通过吸附、包裹和夹带作用使重金属离子形成复合铁氧体沉淀析出。该方法处理条件温和、处理量大、处理效果明显、能回收磁性材料，在工业上得到了广泛的应用[5-6]。
3.2离子交换法
离子交换法是利用离子交换剂中的可交换基因与废水中的重金属离子交换能力的不同来分离的方法。常用的离子交换剂有阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、螯合树脂、腐殖酸树脂等。离子交换法可对废水中的重金属离子选择性的分离，通过再生回收再生液，可实现重金属离子的回收，还具有交换容量大、吸附-再生可逆性好等优点[5]，但适用范围有限，且容易造成二次污染[6]。
3.3膜分离法
膜分离法是利用一种特殊的半透膜，在外界压力作用下，不改变溶液的化学形态使溶质和溶剂进行分离和浓缩的方法。根据膜的不同可以分为扩散渗析、电渗析、反渗透、液膜、纳滤、超滤等。膜分离技术具有能耗低、无相变、操作简单、无二次污染、分离产物易回收等优点，目前已在国内外重金属废水处理中得到了广泛的应用。Hafez[7]等利用反渗透膜对废水中的铬进行的回收处理试验中对铬的平均回收量高达99.8%。但是膜分离法存在膜组件价格贵、膜污染等问题亟待解决。
3.4吸附法
吸附法是利用多孔性吸附剂表面的各种活性基团与废水的重金属离子形成离子键或共价键将重金属离子吸附于吸附剂表面，从而达到吸附金属离子的目的。活性炭是传统常用的吸附剂，具有巨大的比表面积，对重金属的吸附能力强、去除率高。姜玉娟[8]在利用活性炭吸附处理络合镍重金属废水的试验中，镍离子的去除率达到95.65%。近年来，对吸附法的研究主要是寻找更加廉价、高效的吸附剂。国内外许多研究发现生物材料对重金属也有很好的吸附能力，如香蕉皮、木桔叶、花生壳、褐藻、啤酒酵母等。
3.5生物法
生物法就是利用微生物或植物的絮凝、吸附、积累及富集等作用将重金属离子从水中分离出来或降低其毒性，从而达到重金属废水治理的目的。根据生物去除重金属离子的机理不同可分为生物絮凝法、生物吸附法、生物化学法以及植物修复法。
4.结语
综上所述，随着政府与公众对重金属废水污染的重视，如何进行有效的污染物控制并回收有毒有害的金属成分，减少对环境的危害已成为目前亟待解决的问题。从技术角度出发，今后的发展趋势将集中在新兴技术的开发与多种技术的集成与交叉方面，并且生物技术将成为主导方法，相信生物法在今后的重金属废水污染治理领域会有更大的发展。
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