重金屬污染是指由鉛、鎘、汞、鉻、銅、鎳等金屬物質或其化合物造成的環境污染,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、土壤等多種環境。其中,重金屬污水被認為是對環境損害較為嚴重及對人類危害較大的工業廢水之一。
我國水體重金屬污染現狀
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象也很嚴重。
我國河流中,長江三峽庫區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對烏江下游的生態與環境產生較大的影響。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,生物體內重金屬汞呈明顯富集。
海水中重金屬負荷受工業“三廢”的排放及酸雨的影響,有加重趨勢。據監測,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象,致使底棲生物體內有毒重金屬存在超過國家食品衛生標準的風險。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在特定波長處或一定波長范圍內光的吸收度,對該物質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.質譜法
質譜法是將待測物質的分子轉變成帶電粒子,利用穩定的磁場(或交變電場)使帶電粒子按照核質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譜法(ICP-MS),將電感藕合等離子體與質譜聯用,利用電感藕合等離子體使樣品汽化,將待測金屬分離出來,從而進人質譜進行測定。
4.電化學分析法
電化學分析法是一種根據物質在溶液中的電化學性質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,使相應污染物質與投加的化學物質發生反應后沉淀,以進行污染物質的處理或再利用。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。
3.電化學處理技術
主要包括電解法、膜分離技術及電沉積。目前,膜分離技術是較為高效的一款電化學處理技術下的重金屬污染分離技術。該技術利用高分子所具有的選擇性特性以進行物質分離工作,其中電滲析法適配處理電鍍工業廢水、反滲透法適配處理重金屬廢水,而膜萃取技術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、吸附等特點實現重金屬物質的轉化。據了解,微生物處理工藝得到工業應用較多的是生物硫化法。其中,生物絮凝法也是一種應用前景廣闊的處理方法,其利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉淀,安全方便無毒、不產生二次污染、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。
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