水體重金屬污染的治理方法
閱讀：2118發(fā)布時間：2011-1-21
總的來說，水體重金屬污染修復治理采用以下兩條基本途徑，一是降低重金屬在水體中的遷移能力和生物可利用性；二是將重金屬從被污染水體中*清除。
2.1物理化學方法
2.1.1稀釋法
稀釋法就是把被重金屬污染的水混入未污染的水體中，從而降低重金屬污染物濃度，減輕重金屬污染的程度。此法適于受重金屬污染程度較輕的水體的治理，這種方法不能減少排入環(huán)境中的重金屬污染物的總量，又因為重金屬有累積作用，當重金屬污染物在這些水體中的濃度達到一定程度時，生活在其中的生物就會受到重金屬的影響，發(fā)生病變和死亡等現(xiàn)象，所以這種處理方法目前漸漸被否定。
2.1.2混凝沉淀法
許多重金屬在水體溶液中主要以陽離子存在，加入堿性物質(zhì)，使水體pH值升高，能使大多數(shù)重金屬生成氫氧化物沉淀。另外，其它眾多的陰離子也可以使相應(yīng)的重金屬離子形成沉淀。所以，向重金屬污染的水體施加石灰、NaOH、Na2S等物質(zhì)，能使很多重金屬形成沉淀去除，降低重金屬對水體的危害程度。這是目前國內(nèi)處理重金屬污染普遍采用的方法。例如黃明等[5]，采用化學分類法對含鉻、銅、鎳的電鍍廢水,廢水進行處理，取得良好效果。
2.1.3離子還原法和交換法
離子還原法是利用一些容易得到的還原劑將水體中的重金屬還原，形成無污染或污染程度較輕的化合物，從而降低重金屬在水體中的遷移性和生物可利用性，以減輕重金屬對水體的污染。例如，電鍍污水中常含有六價鉻離子（Cr6+），它以鉻酸離子（Cr2O72-）的形式存在，在堿性條件下不易沉淀且毒性很高，而三價鉻毒性遠低于六價鉻，但六價鉻在酸性條件下易被還原為三價鉻。因此，常采用*及三氧化硫?qū)⒘鶅r鉻還原為三價鉻。
離子交換法是利用重金屬離子交換劑與污染水體中的重金屬物質(zhì)發(fā)生交換作用，從水體中把重金屬交換出來，達到治理目的。經(jīng)離子交換處理后，廢水中的重金屬離子轉(zhuǎn)移到離子交換樹脂上，經(jīng)再生后又從離子交換樹脂上轉(zhuǎn)移到再生廢液中。這類方法費用較低，操作人員不直接接觸重金屬污染物，但適用范圍有限，并且容易造成二次污染。
2.1.4電動力學修復技術(shù)
電修復法是20世紀90年代后期發(fā)展起來的水體重金屬污染修復技術(shù)，其基本原理是給受重金屬污染的水體兩端加上直流電場，利用電場遷移力將重金屬遷移出水體。Ridha等[6]提出，在一個碳的氈狀電極上，用電沉積法從工業(yè)廢水中除去銅、鉻和鎳的技術(shù)。另外，可以用電浮選法凈化含有銅、鎳、鉻和鋅等重金屬的工業(yè)污水。此外，近年來還有人把電滲析薄膜分離技術(shù)應(yīng)用到污水重金屬處理實踐當中[7]。
2.2生物修復法
目前國內(nèi)外利用生物修復水體重金屬污染的研究很多，根據(jù)所用的生物對象不同，可分為以下三種。
2.2.1植物修復法
植物修復（Phytoremediation）是指利用特定植物實施污染環(huán)境治理的技術(shù)統(tǒng)稱，通過植物對重金屬元素或有機物質(zhì)的特殊富集和降解能力來去除環(huán)境中的污染物，或消除污染物的毒性，達到污染治理與生態(tài)修復的目的。
自從美國科學家Chaney[8]在1983年首先提出利用植物來清除重金屬污染的設(shè)想以來，很多國家開展了植物修復技術(shù)的研究和應(yīng)用工作，并取得了長足進展。制約植物修復技術(shù)發(fā)展的一個關(guān)鍵問題，是要篩選出既能耐受重金屬污染又能大量富集重金屬的植物種類。迄今為止，國內(nèi)外已有較多學者開展了利用植物修復重金屬污染水體的研究,并得到了諸多有價值的成果，所采用的比較常見的植物有向日葵、燕麥、大麥、豌豆、煙草、印度芥菜、萵苣等。Salt等[9]研究指出，印度葵能從污水中積累不同的重金屬。陳俊等[10]研究指出，李氏禾適宜于濕生環(huán)境中生長，且能對多種重金屬產(chǎn)生較強的富集作用，在Cr、Cu、Ni等重金屬污染水體的修復中表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。鳳眼蓮、水芹能很好地除掉污水中的Cd、Cr和Cu等重金屬[11]。
2.2.2動物修復法
應(yīng)用一些優(yōu)選的魚類以及其它水生動物品種在水體中吸收、富集重金屬，然后把它們從水體中驅(qū)出，以達到水體重金屬污染修復的目的。水體底棲動物中的貝類、甲殼類、環(huán)節(jié)動物等也對重金屬具有一定富集作用。如三角帆蚌、河蚌對重金屬（Pb2+、Cu2+、Cr2+等）具有明顯自然凈化能力。但此法處理周期長，費用高，因此目前水生動物主要用作環(huán)境重金屬污染的指示生物，用于污染治理的不多。牛明芬[12]發(fā)現(xiàn)蚯蚓對河流底泥中的Cd有明顯富集現(xiàn)象。蚯蚓還能影響土壤微生物存在的種類、數(shù)量和活性[13]，而微生物與重金屬之間也存在著復雜的相互作用關(guān)系，影響著重金屬存在的種類和有效性，因此可以改變植物對重金屬的吸收和轉(zhuǎn)移。Lasat認為研究土壤動物、微生物和植物之間的交互作用，對植物修復技術(shù)的進一步發(fā)展有重大意義[14]。
2.2.3微生物修復法
重金屬污染水體的生物修復機理主要包括微生物對重金屬的固定和形態(tài)的轉(zhuǎn)化。前者是微生物通過帶電荷的細胞表面吸附重金屬離子，或通過攝取必要的營養(yǎng)元素主動吸收重金屬離子，將重金屬富集在細胞表面或內(nèi)部；后者是通過微生物的生命活動改變重金屬的形態(tài)或降低重金屬的生物有效性，從而減輕重金屬污染，如Cr6+轉(zhuǎn)變成Cr3+而毒性降低，As、Hg、Se等還原成單質(zhì)態(tài)而揮發(fā)，微生物分泌物對重金屬產(chǎn)生鈍化作用等[7]。研究表明，氰細菌和藻類的菌絨可有效除去污水中的重金屬。硫酸還原細菌產(chǎn)生H2S,將重金屬離子還原為ZnS、CdS和CuS等水溶性極低的硫化物沉淀下來，達到治理重金屬污染的目的[15]。
3結(jié)語
重金屬多為非降解型有毒物質(zhì)，不具備自然凈化能力，一旦進入環(huán)境就很難從環(huán)境中去除。目前重金屬污染的治理方法以物理化學方法為主，生物修復技術(shù)作為經(jīng)濟、、環(huán)保的治理技術(shù)也受到廣泛關(guān)注。利用超富集植物從水體中將重金屬提取到植物上部，人工收獲轉(zhuǎn)移，焚燒后用于提取重金屬，使其變廢為寶。因此生物修復技術(shù)的可行性和有效性將逐漸加強，在治理和防治重金屬污染方面將發(fā)揮更大作用,具有良好的應(yīng)用前景。
