简述重金属污染的特点篇1

【关键词】水质；重金属；检测方法

水是人类的生命之源，在没有人为污染的情况，水中的重金属的含量取决于水与土壤、岩石的相互作用，其值一般很低，不会对人体健康造成危害。但随着工业的发展，工矿业废水、生活污水等未经适当处理即向外排放，污染了土壤，废弃物堆放场受流水作用以及富含重金属的大气沉降物输入，都使水中重金属含量急剧升高，导致水受到重金属污染。重金属通过直接饮水、食用被污水灌溉过的蔬菜、粮食等途径，很容易进入人体内，威胁人体健康。

一、重金属的危害

重金属是指密度4.0以上约60种元素或者是密度在5.0以上的45种元素，其中砷、硒是非金属，但是由于它的毒性及其某些性质与重金属非常相似，所以将砷、硒也列入重金属污染物范围内，在环境污染方面所说的重金属更注重它的毒性对生态的危害，主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷，还包括同样具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物。

随着现代工农业的发展，重金属污染问题日趋严重。重金属污染，不同与其它类型污染，具有隐蔽性、长期性和不可逆转性等特点。重金属既可以直接进入大气、水体和土壤，造成各类环境要素的直接污染；也可以在大气、水体和土壤中相互迁移，造成各类环境要素的间接污染。由于重金属不能被微生物降解，在环境中只能发生各种形态之间的相互转化，所以，重金属污染的消除往往更为困难，对生物引起的影响和危害也是人们更为关注的问题。

二、重金属的测定

我国《生活饮用水卫生标准》和《污水综合排放标准》分别对生活饮用水中重金属元素的含量和污水中重金属元素的最高容许排放浓度作了限制，其他国家在不同行业也对重金属的含量做出了相应的规定，所以现阶段研究出快速、简便、低成本、高灵敏度的重金属离子检测手段和实现在线实时检测具有十分重要的意义。

1原子光谱法

原子光谱法是目前痕量元素分析的重要方法，它包括原子吸收光谱法、原子发射光谱法和原子荧光光谱法。它的优点是检出限低，灵敏度高。

原子吸收光谱法的特点是检测灵敏度高、分析速度快、测定高浓度元素时干扰小、信号稳定等。原子吸收光谱法的不足之处是测定某元素需用该元素的光源，多元素同时测定尚有困难，对于复杂试样的测定干扰比较严重，有一些元素的测定灵敏度还不足。火焰原子吸收光谱法测定铅的灵敏度较低，直接用于测定试样中微量铅，提高灵敏度是关键。为了提高火焰原子吸收光谱法的灵敏度，常采用分离富集技术对样品进行预处理。有研究者通过加入增敏剂吐温-80来简化前处理，消除Fe、Ca、Al等元素的干扰，降低检出限。通过微波消解，可以简化前处理工作，降低检出限。火焰原子吸收分光光度法操作较简单，测试速度快，但检出限较高，只能适用于铅含量较高的样品的分析。

石墨炉原子吸收分光光度计价格较高，分析速度慢，但检出限低，可以分析水、食品、塑料制品等中的痕量铅。

石墨炉原子吸收光谱法测定铅具有很高的灵敏度。对不同种样品中铅的测定都适用，但由于样品中铅含量太低，铅低温易挥发，对实际样品的分析，基体干扰往往比较严重。由于基体效应，在用石墨炉原子吸收光谱法测定铅时应进行分离富集对样品进行处理。用浮动型有机微萃取分离富集样品中的铅，用石墨炉原子吸收光谱法测定铅，相对标准偏差为5.4%，检出限为0.9ngL-1，且该方法可应用于自来水，井水，河水和海水的测定。

原子发射光谱法，是利用气态原子在受到热或电的激发时发射出的特征辐射进行检测的一种方法。如鲁丹等研究了电感耦合等离子体原子发射光谱法测定进口水性涂料中可溶性铅-汞-镉和铬体。ICP-AES的不足之处在于设备昂贵和操作费用较高。

原子荧光光谱法是通过测量待测元素的原子蒸汽在辐射能激发下所产生荧光的发射强度来测定待测元素的一种分析方法。原子荧光光谱法具有灵敏度高，选择性强，试样量少和方法简单等特点。它的不足是线性范围较宽，应用元素有限，因为有包括金属在内的许多物质本身不会产生荧光而要加入某种试剂才能达到荧光分析的目的，而荧光试剂本身比较昂贵。

2、紫外-可见分光光度法

分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸收度，对该物质进行定性和定量分析的方法，紫外-可见分光光度法进行定量检测的基本原理是比尔-朗伯定律（A=εbc）。紫外-可见分光光度法的优点是操作简单，是一种相对比较廉价的检测方法，水样中大部分离子均可用紫外-可见分光光度法进行测定且检出限可达到很低。当然可见分光光度法也有不足：光谱干扰比较严重，选择性欠缺；分析物质通常必须用加入显色剂转变为吸收光物质，有些金属离子的显色剂不易得到，不易选择，有时还会带来附带物的干扰。杜芳艳[13]等人研究了铅与2-（3，5-二氯-2-吡啶偶氮）-5-二乙氨基酚（3，5-diCl-PADAP）的显色反应，建立了分光光度法测定化妆品中微量铅的新方法

双硫腙分光光度法是测定铅的国标方法，适用于测定天然水和废水中微量铅，需要用氯仿萃取，在最大吸光波长510nm处测定，铅浓度在0.01～0.30mg/L之间。其摩尔吸光系数为6.7×104L/mol.cm，最低检出浓度0.01mg/L。由于使用剧毒试剂氰化钾以及氯仿还有繁琐的萃取操作限制了双硫腙法使用。HumairaKhan等人用Tween-20胶束-双硫腙显色体系来测定痕量铅，使得操作简单可以在水相中测定铅，避免了氰化钾和氯仿的使用，获得较好的结果，线性范围0.06-60mg/L，检出限可以达到10ug/L。Rajesh.N等人用AmberliteXAD-1180柱富集分离双硫腙和铅的络合物，可以使检出限达到3.5ug/L。

动力学光度法其基本原理为利用某一化学反应的速度与催化剂浓度、活化剂浓度、阻抑剂浓度、解除剂浓度等存在的函数关系进行测定。

3、质谱法

质谱法是将待测物质的分子转变成带电粒子，利用稳定的磁场（或交变电场）使带电粒子按照核质比的大小顺序分离开来，并形成可以检测的谱图。在重金属检测中一般使用等离子体质谱法（ICP-MS），将电感藕合等离子体与质谱联用，利用电感藕合等离子体使样品汽化，将待测金属分离出来，从而进人质谱进行测定。ICP-MS可通过离子荷质比进行无机元素的定性、定量分析，可与高效液相色谱、气相色谱、毛细管电泳等进样或分离技术联用，具有比原子吸收法更低的检测限，是痕量元素分析领域中最先进的方法，具有灵敏度高，精密度好，检出限非常低（可以达ppt或ppq级）等优点，分析曲线的线性范围更宽，干扰少等优点，可用于除汞以外的绝大多数重金属的测定。但其价格昂贵，易受污染，推广应用受到限制，目前ICP-MS的应用还仅仅局限在研究中。

4、电化学分析法

电化学分析法是一种根据物质在溶液中的电化学性质及其变化来确定其组成与浓度的方法。电化学分析法检测重金属主要包括伏安法、极谱法和离子选择性电极法等。电化学分析的测量信号是电导、电位、电流、电量等电信号，所以电化学分析的仪器装置较为简单，易于自动化和连续分析，是一种公认的快速、灵敏、准确的微量和痕量分析方法。它的检测限低10-12，而且仪器简单，价格低廉。伏安法和极谱法虽然有很低的检测下限，但是其检测条件苛刻，仪器操作难，所以实际检测中运用并不多。以极谱法为例，试样经消解后，铅以离子形态存在。在酸性介质中，Pb2+与I-形成的[PbI4]2-络合离子具有电活性，在滴汞电极上产生还原电流。峰电流与铅含量呈线性关系，以标准系列比较定容。用示波极谱仪在峰电位-470mV处记录铅的峰电流。用标准曲线法计算试样中铅的含量。极谱法的检出限为0.085mg/kg。极谱法设备较廉价，检测速度快，操作简单，但检出限偏高，重现性较差。而离子选择性电极法是通过测量电极电位来测定离子活度的一类电化学方法，其所需仪器设备便携价廉，分析操作简单单快速，测量线性范围广，选择性和灵敏度较高，因此可现场分析。仍处于发展阶段，运用不够成熟，有待完善。

5、基于QCM技术的检测方法

石英晶体微天平是一种基于压电效应的高灵敏质量传感器（灵敏度可达ng级），装置简单，使用方便，已广泛应用于生物化学传感检测，金纳米粒子较大的团簇质量为以石英晶体微天平为代表的质量敏感型传感器提供了高灵敏度的物质基础。目前基于石英晶体微天平的纳米金探针检测重金属已有一定的研究，此方法不仅具有灵敏度高、选择性好的特点，而且方法简单、快速、成本低、便于现场分析因而便于普及。已有报道通过在石英晶体微天平表面形成纳米复合物引起质量变化来检测溶液中的痕量重金属离子。其做法是先让金属离子在羧基修饰的QCM表面进行络合吸附，然后加入羧基修饰的金纳米粒子，使之与QCM表面吸附的重金属离子结合，在QCM表面形成一层三明治结构的纳米复合物，引起QCM谐振频率明显下降，从而实现定量检测。该方法大大提高了QCM检测重金属离子的灵敏度，且具有重现性好、传感器易再生等特点。

6、基于纳米材料的检测方法

纳米材料是指颗粒直径为纳米量级（0.1-100nm）的粒子及由其聚集而成的纳米固体材料。它们处于原子簇和宏观物体之间的过度区，处于微观体系和宏观体系之间，由于粒径小，表面曲率大，使得纳米颗粒具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应特性。

金纳米探针在分析检测中已逐渐受到关注。纳米金探针最早出现于1996年，当年美国西北大学的Mirkin教授等将巯基修饰后的寡核苷酸通过Au-S键共价结合在纳米金表面，组装成纳米金探针，应用于基因检测，基于此平台，利用纳米金探针检测重金属离子开始受到关注，目前国内外在这方面的研究已有一些进展，它在检测重金属离子所表现出的优越性备受肯定，是一种简便、快速的方法，前景也十分可观。

金纳米粒子比色法检测重金属，通过重金属离子或其他大分子调节纳米粒子之间的距离，会引起吸收峰的位移。在检测铅方面，使用DNA剪切酶来控制纳米金粒子的距离已实现比色是运用较多的方法。双链基板链与核酶形成的双链DNA修饰的金纳米，因静电排斥力和空间位阻，成分散状态，呈现红色，遇到铅离子后，发生特异性酶反应，双链断开，纳米金探针表面只剩单链，变为聚集状态，由红色变紫色。此法与早期的通过酶反应破坏DNA交联剂使纳米金由聚集态转为分散态相比，检测限明显降低，可达100nM，而且技术更简单，因为不需要控制聚集态的稳定性。

发展十分迅速的利用纳米金的非线性光学性质―共振瑞利散射来测定自来水的重金属，是一种简便灵敏的分析技术，其分析测定在一台普通的荧光光度计上就可加以实现。该法具有较高的灵敏性和选择性，可以快速简单，可靠地监测水中的重金属。共振光散射法虽在分析化学中得到广泛应用，但其理论研究不足，对方法的具体应用中出现的一些现象尚不能圆满解释。近期已发展成熟表面增强拉曼光谱技术使纳米金检测重金属离子灵敏度有了极大的提高，但是目前只能进行定性或半定量检测，此法有望发展成为痕量重金属离子检测的高灵敏度技术之一。

此外还有基于金纳米粒子的电化学检测法，比如用纳米金修饰电极的进行电化学检测和纳米金放大的电化学检测法等

7、其他方法

电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP）在铅的特征谱线处有吸收，在一定浓度范围内，其吸收值与铅含量成正比，通过标准曲线法确定试样中铅含量。ICP法的检出限可达0.1～1μg/g，绝对值可达10-8～10-9g。ICP分析速度快，可以同时快速分析多种元素，检出限低，标准曲线的线性范围宽，可达4～6个数量级，样品消耗少。通过和其它检测方法联用，检出限可达更低的数量级，重复性更好。因此ICP被广泛应用于医药卫生、食品安全、地质冶金等众多领域。但是ICP设备昂贵，制样复杂，仪器消耗大量的氩气，不能普遍推广。

展望

在工业高速发展的现代，对环境的保护显得尤为重要。为了对重金属离子的污染程度进行科学的评价及治理，需要对水体中的重金属离子含量进行现场、实时分析。目前国内检测水中重金属元素还主要在实验室进行，对要分析的区域进行现场采样，然后带回实验室用分析仪器进行分析。这只能静态的表现某点水样中重金属的污染情况，而且水体基体复杂，运用仪器进行分析时还需要进行复杂的前处理，这个过程易引入其他干扰物质，其分析结果的准确度以及数据的可靠性受到质疑，满足不了目前水质监测的形式需要。

随着科学技术的不断发展，痕量铅的分析检测技术也在不断地更新、完善和迅速发展，尤其是快速检测技术更能适应现代高效、快速的节奏和满足社会的要求。仪器分析法可以保证数据的精确性和准确性，但其流程仍比较烦琐。尽管以纳米金进行分析的方法及其它速测技术的开发过程需投入较长时间的研究，但因其具有操作简单、检测快速、灵敏度高、特异性强、价廉、样品所需量少等优点，适合现场分析检测。总之，纳米探针快速检测痕量铅技术的快速、灵敏、简便等优点，使之在环境检测中有着广泛的应用价值和发展前景

参考文献

[1]覃世辉，卢勇.分子光谱法测定痕量铅简介[J].大众科技，2008，11：106-107.

[2]肖锡林，魏永卷，薛金花等.Pb2XO配合物显色光度

法测定水样中微量铅[J].应用化工，2009，38（2）：296-299.

作者：熊名红，重庆市涪陵计量质量检测中心高级工程师

秦刚重庆市涪陵计量质量检测中心工程师

简述重金属污染的特点篇2

生物表面活性剂的热稳定性、化学稳定性良好。例如，地衣芽孢杆菌产生的脂肽在75℃时可以耐热140h。有些活性剂耐强酸、强碱，例如，0.0-D-海藻糖-6-棒杆霉菌酸脂，在0.1mol/L盐酸中浸泡70h，仅有10%的糖脂被降解。总之，生物表面活性剂自身具有生理、药理、免疫功能，原料来源广泛，生产工艺简单，常温下能够发生反应。最为重要的是，生物表面活性剂用量少，没有毒性，可以完全降解，对周围环境不会造成污染和破坏。正是由于具有上述多方面的性能和特征，因而越来越受到人们重视，在环境工程的应用愈加广泛。

2生物表面活性剂在环境工程中的应用

2.1有机物降解

为消除土壤中的有机污染物，在土壤处理过程中加入生物表面活性剂，能够让污染物分散、增溶、乳化，提高土壤生物的可利用性，促进土壤中的生物尽快降解。尤其是在受到石油污染的土壤处理过程中，适当加入生物表面活性剂有着十分显著的效果。有研究表明，采用铜绿假单胞菌合成的生物表面活性剂海藻糖脂，在原油污染处理过程中，能提高原油污染降解速度。另外，在土壤微生物体系中加入生物表面活性剂，能缩短油类降解时间，提高降解效果。

2.2油污预处理

在石油加工行业，油污是较为普遍的环境污染问题。并且一旦发生石油污染事件，污染物中往往含有烃类物质，具有一定毒性，造成较为严重的环境污染问题。正式处理这些油污之前，为提高处理效果，通常需要采取相应的措施进行油污预处理，也就是将含油的污泥进行脱油处理。日常工作中，经常用微生物代谢后产生的活性剂进行油污处理。这类活性剂的增溶性能良好，在实际使用过程中，能降低烃类物质的强吸附性能，使得烃类物质从油污中分离，降低油泥中的油类物质含油量，达到有效处理油污的目的。

2.3生物修复

在自然界中，微生物的作用是十分巨大的。它可以促进有机物降解，确保生物环境修复顺利进行。实际工作中为达到生物修复的目的，可以直接采用发酵液的方式进行修复。通过这种措施的有效应用，不仅可以降低产品纯化成本，还能降低分离提取表面活性剂的成本，处理效果佳，成本低，对整个生物修复工作产生重要影响，也有着较为广阔的应用前景，今后在实际工作中必将得到更为广泛的应用。

2.4去除重金属

被油污染的土壤中的重金属，如果不对其进行有效处理，往往会加重环境污染问题，影响作物生长。有研究表明，用表面活性生物化学物质、鼠李糖脂、槐糖脂的洗涤液冲洗土壤，可去除土壤中100%的锌，还可以除去土壤中的有机态铜。有研究利用皂角苷去除粘土、沙土、有机质土壤、垃圾焚烧灰中的重金属，并且效果良好，在实际工作中也逐渐受到重视。另外还可以利用生物表面活性剂去除废水中的金属离子，例如，用吸附-浮选法除去工业废水的Cr6+和Zn2+，用活性剂的茶皂素浮选去除废水中的镉离子。不仅操作工艺简单，而且能取得良好的金属离子去除效果。

2.5减少农药污染

在农业领域应用生物表面活性剂，能够让杀虫剂得以均匀分散，并用作有机磷杀虫剂的配方，有利于降低污染，取得良好效果。铜绿假单孢菌产的表面活性剂能溶解有毒的有机化学物质，使其溶解性得以增大。并在污染物处理过程中，能使六氯联苯回收率提高31%，满足实际处理工作需要。研究还表明，枯草芽孢杆菌产的表面活性剂加到α-和β-endosulfan溶液中，能够将生物降解速率提高30%~40%。并促进其他结构降解，取得更好的处理效果，减少农药使用所带来的环境污染问题。

3结论

简述重金属污染的特点篇3

关键词：重金属；技术

中图分类号：P618.5文献标识码：A文章编号：1674-3520（2013）-12-0264-02

前言：

水是人类赖以生存和发展的物质，维系着整个社会的发展。近年来随着工业生产和城市现代化水平发展。各种废水大量排放，水中重金属加剧积累，重金属污染严重，因此重金属废水的治理备受国内外科研工作者的重视。本文对重金属废水的来源、危害，几种处理重金属废水的方法及其优缺点和发展趋势进行了综述。

1重金属废水的来源和危害

1.1重金属废水的来源

重金属废水主要来自矿山坑内排水，选矿厂尾矿排水，有色金属冶炼厂除尘排水，有色金属加工厂酸洗水，镀厂镀件洗涤水，钢铁厂酸洗排水，以及电解、农药、医药、油漆、颜料等各种工业废水。

1.2重金属废水的危害

重金属废水污染具有毒效长，不可降解的特点，可通过食物链作用进入人体，并在人体内累积。从而导致各种疾病和机能紊乱。最终对人体健康造成严重损害。日本水俣湾由汞中毒造成的“水俣病”，就是重金属污染给人体健康带来损害的典型事例。可见，对含重金属废水的治理刻不容缓。

2重金属废水的传统处理方法

2.1化学沉淀法

2.1.1中和沉淀法

此法是目前工业上应用最广的方法。向废水中投加碱中和剂，使废水中的重金属形成溶解度较小的氢氧化物或碳酸盐沉淀而去除。含铜、镉、铬、铅等电镀废水均可采用此法处理，常用的沉淀剂有石灰、碳酸钠和氢氧化钠等。其中氢氧化物应用较多。该法具有技术成熟、投资少、成本低、自动化程度高等优点，在国内外已广泛应用。例如杨富新[1]在处理广州铜材厂含铜、锌离子的污水时，采用了氢氧化物沉淀法，污水pH从2.17升至8.50时，Cu2+质量浓度由15.48mg/L降至0.39mg/L，Zn2+质量浓度由107.8mg/L降至3.2mg/L；当pH从1.82升至9.38时，Cu2+质量浓度由24.6mg/L降至0.1mg/L以下，Zn2+由10.4mg/L降至未检出；当pH从2.06升至10.65时，Cu2+质量浓度由22.7mg/L降至0.13mg/L，Zn2+质量浓度由112.0mg/L降至3.18mg/L。但该法对于高浓度的废水分离困难效果较差且会产生含重金属污泥，并有可能产生二次污染。若废水中重金属离子以络合物形式存在，则有可能使出水中重金属离子含量不达标。

2.1.2硫化物沉淀法

此法是加入硫化物使废水中重金属离子生成硫化物沉淀而除去的方法，与中和沉淀法相比其的优点是：重金属硫化物溶解度比其氢氧化物的溶解度更低。反应pH值在7-9之间处理后的废水处理效果更好。其缺点是：硫化物沉淀颗粒小，易形成胶体，硫化物沉淀在水中残留，遇酸生成气体，可能造成二次污染。

2.1.3铁氧体共沉淀法

此法是根据生产铁氧体的原理处理重金属废水能一次脱除多种金属离子，尤其适用于混合重金属电镀废水的一次性处理，具有设备简单，投资少，操作方便等特点，同时形成的污泥有较高的化学稳定性，容易进行微分离和脱水处理。此法在国内电镀业中应用较广，但在形成铁氧体过程中需要加热（约70℃）能耗高，处理后盐度高，而且不能脱除汞和络合物。

2.2电化学法

此法指应用电解的基本原理使废水中的重金属通过电解在阳、阴两极上分别发生氧化还原反应使重金属富集的方法。根据阳极类型电解法可分为电解沉淀法和回收重金属电解法。电化学法工艺成熟，设备简单，占地面积小，无二次污染，所沉淀的重金属可回收利用；其缺点：水处理量小，耗电量大，出水水质差，不适合处理低浓度废水。

2.3吸附法

2.3.1物理吸附

物理吸附法主要是利用比表面积高或表面具有高空隙结构的物质，如分子筛、矿物质和活性炭等。活性炭是最早、应用最广的吸附剂，但其价格昂贵使用寿命短。近年来，发现矿物材料也具有很强的吸附能力，如蛇纹石、沸石、硅藻土等。其中，沸石是目前发现的矿物材料中比表面积最大、吸附能力最强的矿物。现今，沸石可用于处理含铬（主要来源于电镀铬、钝化工序）的工业废水。采用沸石吸附处理含铬废水，要求废水总铬质量浓度

2.3.2树脂吸附

树脂中含有的羧基、羟基、氨基等活性基团可与重金属离子进行螯合形成网状结构的笼形分子，故能有效地吸附重金属。其中壳聚糖及其衍生物是处理重金属废水的理想材料，学者对此研究甚多。王茹等[3]以工业级壳聚糖（脱乙酰度为83%）为吸附剂，去除水溶液中的Pb2+，在室温条件下，处理质量浓度为100mg/L的Pb2+溶液时。最佳条件是壳聚糖投加质量浓度2g/L、粒度20～40目、pH6～8、吸附时间15小时，在该条件下Pb2+的去除率99.7%以上，残余Pb2+的质量浓度不高于0.6mg/L。已达到国家废水排放标准。近年来，对改性壳聚糖的研究也大量浮现。改性后的壳聚糖吸附容量大速度快、易洗脱、应用范围广等优点，但目前大多集中在改性壳聚糖的静态吸附研究上，实际应用还有一些问题。

2.3.3生物吸附法

此法指借助生物体的化学结构或成分特性来吸附水中的重金属。生物吸附剂是指凡具有从溶液中分离重金属能力的生物体及其衍生物。藻类、菌体及一些细胞提取物是主要的生物吸附剂。现今，利用生物吸附去除废水中重金属的研究越来越受重视。

2.4膜分离法

此法指利用一种特殊的半透膜在外界压力下且不改变溶液中化学形态的基础上，将溶剂和溶质进行分离或浓缩。目前，膜技术包括反渗透、电渗析、超滤、液膜和渗透蒸发等。其中反渗透和超滤膜在电镀废水处理中已广泛使用。大连化物所利用芳香聚酰胺型高分子化合物作为膜材料（DP―1）组装成反渗透器对去除电镀废水中的镍、镉效果极佳[4]。液膜法耗能少、分离快，重金属资源可回收，近年来也已用于小型电镀厂含Cr3+、Zn2+废水处理。膜技术设备简单，占地面积少，使用范围广，处理效率高，节能并能实现重金属的回收，无需化学试剂，不造成二次污染。但膜组件昂贵、使用过程中膜的回受污染和通量会下降。随着膜技术在废水领域中的深入研究，将膜技术与其他工艺组合来处理重金属废水将成为今后发展趋势。

3重金属废水处理新技术

3.1纳米技术及材料

此技术是一门刚开始被研究的新兴技术。此技术在水污染治理方面有巨大潜力。纳米过滤是一种由压力作用的新型膜分离过程，介于反渗透与超滤之间。目前，采用纳米过滤技术可有效去除镍、铬（Ⅵ）、镉、铜等重金属污染物（主要来源于工业废弃物泄漏和工业废水排放）。

3.2光催化技术

此法是一种环境友好型处理方法，利用光催化剂表面的光生电子或空穴等活性物种，通过还原或氧化反应去除重金属。目前，光催化法降解废水中的重金属还处于实验研究阶段，实验室最常用的光催化剂是二氧化钛（TiO2）[5]。近年来，利用半导体TiO2光催化法去除或回收废水中的Se4+、Cu2+、Hg2+、Ag+和Cr6+等金属离子的研究备受关注，尤其对Cr6+的研究最为广泛[6]。光催化法耗能低、无毒性、选择性好、常温常压、快速高效，在重金属废水处理中前景好且日益受重视，但实际应用中发光催化法仍还存在诸多问题。

3.3新型介孔材料

据国际理论和应用化学联合会定义，孔径介于2～50nm的多孔材料才是介孔材料。介孔材料具有结构有序、孔径分布窄、孔隙率高、比表面大且水热稳定性好等优点。因此，介孔材料是当今国际上的研究热点和前沿之一。现今利用新型高效介孔材料吸附剂处理重金属废水仍处于实验研究阶段，吸附剂的价格限制其在工业上的发展。

3.4基因工程技术

Wilson在20世纪90年代尝试用基因工程技术对微生物进行改造，并将其应用于含汞废水的治理，取得了较好结果。基因工程技术应用于重金属废水的治理指通过转基因技术，将外源基因转入微生物细胞中。使之表现出一些野生菌没有的优良遗传性状，从而实现对重金属Hg、Cu、Cd等高效的生物富集。基因工程处理重金属废水目前尚处于实验研究阶段。

4.综合处理法

4.1络合-超滤-电解集成技术

该技术[6]的原理图如右：

图1络合-超滤-电解集成技术原理图

该种方法重金属可达到100%的去除，超滤的浓缩液可通过电解回收重金属，从而实现废水回用和重金属回收的双重目的，为重金属废水的根治找到了新的出路，十分具有研究意义。

4.2胶束增强超滤处理法

这是一种将表面活性剂和超滤膜耦合起来的新技术[7]。目前，胶束增强超滤使用的表面活性剂主要是有机合成的，如十六烷基氯化吡啶、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠等，但这些有机合成的表面活性剂都有一定的毒性，它们随着透过液进入到处理过的废水中，造成了二次污染。因此，有人研究使用天然有机物，如卵磷脂等[8-9]具有表面活性剂功能的天然物来代替这些有机物，这样即使它进入到处理过的废水中去，由于它们无毒、易于生物降解，也不会对环境造成二次污染。其优点：工艺简单、处理效果好、适用于处理浓度较低的重金属废水，且其能耗低，处理后的水可回用，通过后处理还可从浓缩液中回收重金属，因此具有一定的经济效益。但在已处理的水中会出现少量表面活性剂，相当于有了新的污染。

4.3微电解-生物膜法复合工艺

此工艺将弱电场下的微电解和生物膜吸附重金属耦合起来，通过复杂的协同作用，达到在同一电生物反应器内有效净化重金属电镀废水的目的。张敬、姜斌等[10]详细研究了该工艺。得出在反应循环量和压缩空气用量分别为15～30mL/min和0.3m3/h，电镀废水pH=4.53，废水储槽容积为210L，直流电场电压3.5V，电流密度为0.877A/m2的情况下对废水中Zn2+、Cr6+和CN-的去除率均有不同程度的提高，最显著的是Zn2+的去除率由50.5%提高到72%。此工艺过程简单，去除重金属离子效果较好，具有一定的实际意义。

5.展望

（1）重金属废水的传统处理工艺普遍存在成本高、反应慢、易造成二次污染、低浓度废水处理难等缺点。因此应致力于传统工艺的改造和新工艺的开发。

（2）吸附法处理重金属废水具有高效、简便和选择性好等优点，特别是对低浓度、污染性强、其他方法难以有效处理的重金属废水具有独特的应用价值。但目前工业上使用的吸附剂价格昂贵广泛应用受限，开发廉价、高效的吸附剂将是研究的一个重要方向。同时吸附剂的再生和二次污染也是吸附法处理重金属废水中需着重考虑的问题。随着吸附法在废水领域研究的进一步深入，对这些控制因素的解决，将会使吸附法进入新的阶段。

（3）综合处理法处理废水的工艺具有很大的优势与前景，适合于处理低浓度金属离子的废水，具有重大的研究意义。

参考文献：

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简述重金属污染的特点篇4

【关键词】土壤污染；土壤修复；植物修复技术

引言

土壤污染是指各种外来物质进入土壤并积累到一定程度，超过土壤本身的自净能力，而导致土壤性状变劣、质量下降的现象。我国土壤污染的总体形势严峻，部分地区土壤污染严重，在重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现了土壤重污染区和高风险区。土壤污染途径多，原因复杂，控制难度大。土壤环境监督管理体系不健全，土壤污染防治投入不足，全社会防治意识不强。由土壤污染引发的农产品质量安全问题和逐年增多，成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素。土壤是生态环境系统的有机组成部分，是人类生存与发展最重要和最基本的综合性自然资源。我们不能坐以待毙，要加强研究，采取措施，切实阻止土壤污染继续扩大的趋势，清除被称为“化学定时炸弹”的土壤污染。植物修复技术是近年来发展迅速的一种非常有前途的污染治理技术。本文介绍了用植物去除土壤中有机污染物和重金属的植物修复技术，并对植物修复技术的未来做了展望。

1.造成我国土壤污染的原因

1.1过量施用化肥

虽然施用化肥是农业增产的重要措施，但长期大量使用氮、磷等化学肥料，会破坏土壤结构，造成土壤板结、耕地土壤退化、耕层变浅、耕性变差、保水肥能力下降、生物学性质恶化，增加了农业生产成本，影响了农作物的产量和质量；未被植物吸收利用和根层土壤吸附固定的养分，都在根层以下积累或转入地下。残留在土壤中的氮、磷化合物，在发生地面径流或土壤风蚀时，会向其他地方转移，扩大了土壤污染范围。过量使用化肥还使饲料作物含有过多的硝酸盐，妨碍牲畜体内氧气的输送，使其患病，严重导致死亡。

1.2农药是土壤的主要有机污染物

直接进入土壤的农药，大部分可被土壤吸附，残留于土壤中的农药，由于生物和非生物的作用，形成具有不同稳定性的中间产物或最终产物无机物。喷施于作物体上的农药，除部分被植物吸收或逸入大气外，约有1/2左右散落于农田，又与直接施用于田间的农药构成农田土壤中农药的基本来源。农作物从土壤中吸收农药，在植物根、茎、叶、果实和种子中积累，通过食物、饲料危害人体和牲畜的健康。

1.3重金属元素引起的土壤污染

全国320个严重污染区约有548万hm2土壤，大田类农产品污染超标面积占污染区农田面积的20%，其中重金属污染占80%，粮食中重金属镉、砷、铬、铅、汞等的超标率占10%。被公认为城市环境质量优良的公园存在着严重的土壤重金属污染。汽油中添加的防爆剂四乙基铅随废气排出污染土壤，使行车频率高的公路两侧常形成明显的铅污染带。砷被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂，硫化矿产的开采、选矿、冶炼也会引起砷对土壤的污染。汞主要来自厂矿排放的含汞废水。土壤组成与汞化合物之间有很强的相互作用，积累在土壤中的汞有金属汞、无机汞盐、有机络合态或离子吸附态汞，所以，汞能在土壤中长期存在。镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车尾气沉降，磷肥中有时也含有镉。

1.4污水灌溉对土壤的污染

我国污水灌溉农田面积超过330万hm2。生活污水和工业废水中，含有氮、磷、钾等许多植物所需要的养分，所以合理地使用污水灌溉农田，有增产效果。未经处理或未达到排放标准的工业污水中含有重金属、酚、氰化物等许多有毒有害的物质，会将污水中有毒有害的物质带至农田，在灌溉渠系两侧形成污染带。

1.5大气污染对土壤的污染

大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等有害物质，在大气中发生反应形成酸雨，通过沉降和降水而降落到地面，引起土壤酸化。冶金工业排放的金属氧化物粉尘，则在重力作用下以降尘形式进入土壤，形成以排污工厂为中心、半径为2～3km范围的点状污染。

1.6固体废物对土壤的污染

污泥作为肥料施用，常使土壤受到重金属、无机盐、有机物和病原体的污染。工业固体废物和城市垃圾向土壤直接倾倒，由于日晒、雨淋、水洗，使重金属极易移动，以辐射状、漏斗状向周围土壤扩散。

1.7牲畜排泄物和生物残体对土壤的污染

禽畜饲养场的厩肥和屠宰场的废物，其性质近似人粪尿。利用这些废物作肥料，如果不进行物理和生化处理，则其中的寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染，并通过水和农作物危害人群健康。

1.8放射性物质对土壤的污染

土壤辐射污染的来源有铀矿和钍矿开采、铀矿浓缩、核废料处理、核武器爆炸、核实验、燃煤发电厂、磷酸盐矿开采加工等。大气层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染，放射性散落物中，90Sr、137Cs的半衰期较长，易被土壤吸附，滞留时间也较长。

2.植物修复机理及优点

植物修复是利用可超富集重金属的植物吸收、积累环境中的污染物，并降低其毒害的环保生物技术。根据修复植物在某一方面的修复功能和特点可将植物修复分为三种基本类型：植物提取修复，植物稳定修复和植物挥发修复。

2.1植物修复机理

2.1.1植物提取修复

利用重金属积累植物或超积累植物将土壤中的重金属提取出来，富集并搬运到植物根部可收割部分和植物地上的枝条部位。植物提取修复是目前研究最多且最有发展前途的一种植物修复技术。

2.1.2植物挥发修复

植物挥发是利用植物的吸收、积累和挥发而减少土壤中一些挥发性污染物，即植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态物质释放到大气中。目前，在这方面研究最多的是金属元素汞和非金属元素硒。植物挥发修复技术只限于挥发性重金属的修复，应用范围较小，而且将汞、硒等挥发性重金属转移到大气中有没有环境风险仍有待于进一步研究。

2.1.3植物稳定修复

利用重金属耐性植物降低重金属的活性，从而减少重金属被淋滤到地下水或通过空气载体扩散进一步污染环境的可能性。目前，该技术在矿区大量使用，如废弃矿山的复垦工程，各种尾矿库的植被重建等。值得注意的是植物稳定也并没有将重金属从土壤中彻底清除，当土壤环境发生变化时仍可能重新活化并恢复毒性。植物稳定修复的作用主要有两方面：一是通过根部累积、沉淀、转化重金属，或通过根表面吸附作用固定重金属。二是保护污染土壤不受风蚀、水蚀，减少重金属渗漏污染地下水和向四周迁移污染周围环境。植物稳定修复并没有从土壤中将重金属去除，只是暂时将其固定，在减少污染土壤中重金属向四周扩散的同时，也减少其对土壤中的生物的伤害。但如果环境条件发生变化，重金属的可利用性可能又会发生变化，因而，没有彻底解决重金属污染问题。重金属污染土壤的植物稳定修复是一项正在发展中的技术，若与原位化学钝化技术相结合可能会显示出更大的应用潜力。未来的研究方向可能是耐性植物、特异根分泌植物的筛选，以及稳定修复植物与原位钝化联合修复技术的研究。

2.2植物修复技术的优点

植物修复技术较其他物理的，化学的和生物的方法更受社会欢迎。该技术成本较低，据美国的实践，植物修复比物理化学处理的费用低了几个数量级，此技术在清洁土壤中金属的同时，还可清楚污染土壤周围的大气或水体中的污染物，有美化环境的作用，易为社会所接受。

此外，植物修复重金属污染的过程也是土壤有机质含量及土壤肥力增加的过程，被植物修复过得干净农田更适合多种农作物生长。生物固化技术能使地表长期稳定，控制风蚀，水蚀，有利于生态环境改善，而且维持成本较低。植物的蒸腾作用还可以防止污染物向下迁移，同时，植物把氧气供给根际可促进根际有机物的降解。

3.植物修复技术的局限性及影响因素

3.1植物修复技术的局限性

重金属污染严重的土壤，适宜选用超积累植物，而污染较轻的土壤则需要选用耐重金属植物；植物修复过程通常较为缓慢，对土壤肥力，气候，水分。盐度，酸碱度，排水与灌溉系统等条件和认为条件有一定的要求；植物修复往往会受土壤毒物毒性的限制，一种植物常常只能吸收一种或两种重金属，对土壤中其他浓度较高的重金属会表现出某些中毒症状，从而限制了植物修复技术在多种重金属污染土壤治理方面的应用；用于清理重金属污染土壤的超累积植物通常都比较矮小，生物量低，生长缓慢，生长周期较长的类型，因而修复效率低，不利于机械作业；用于清理重金属污染的植物往往会通过器官腐烂，落叶等途径使重金属污染物重返土壤。因此必须在植物落叶前收割处理。

3.2植物修复技术的影响因素

首先了解受重金属污染的土壤所处的地理，海拔条件，以便选择合适生长在该条件下的耐受重金属植物和超累积植物种类进行污染土壤的植物修复；将整个需要治理的污染土壤纳入土地使用和规划管理方案中进行总体设计与考虑；对土壤的酸碱度，植物的耐盐度进行调查；了解治理土壤的含水量及水分供给状况；掌握拟治理土壤的营养供给状况，以便拟定合适的施肥计划；调金属污染土壤的污染状况，了解重金属的化学形态及植物的可利用性，以便从土壤化学的角度采取相应措施增加植物对重金属的吸收量。此外，对植物遭受自然灾害的复原能力，植物病虫害，良好的灌溉与排水系统也是需要考虑的因素。

简述重金属污染的特点篇5

【关键词】农田；重金属污染；生物修复

0前言

近年来，我国食品安全形式非常严峻，有一部分原因就是农田遭到污染，尤其是重金属污染。据报道，目前我国受砷、铬、铅等重金属污染的耕地而积近2000万平方千米，约占总耕地而积的20%；其中工业“三废”污染耕地1000万平方千米，污水灌溉达330多万平方千米。重金属不能被土壤微生物所分解，易在土壤中蓄积或转化为毒性更大的化合物。土壤重金属污染的特点为长期累积效应、隐蔽性、不可逆性和一定的交互作用。土壤受重金属污染后，影响农作物并通过食物链等影响人体健康，造成中毒危害。另据国土资源部的最新调查显示：每年我国约有1200万吨粮食被重金属所污染，这些粮食足够养活4000万左右的人口，并且这种污染问题日益严重。因此，对农田重金属污染的治理显得尤为迫切。当前，土壤重金属污染的治理方法主要有工程措施、物理化学方法、化学修复方法、以及生物修复方法。本文将重点介绍生物修复法在农田重金属污染治理中的研究进展，同时对生物修复法治理农田重金属污染的研究前景进行展望。

1简介

生物修复法是指利用生物的生命代谢活动降低环境中有毒有害物质的浓度或使其完全无害，从而使污染的土壤局部地或完全地恢复到原始状态。其优点有：成本低、不破坏土壤生态环境、可以回收再利用贵金属、造成二次污染机会较少。缺点有：周期长、一种植物一般只能提取一种或者几种重金属、而植物固定只是将重金属暂时固定，如果土壤环境发生变化，重金属的毒性作用还有可能再次出现[1]。

2生物修复法的分类

生物修复作用治理农田重金属污染方法可以分为动物修复法、植物修复法以及微生物修复法。它们有着不同的优缺点。因此，在利用生物技术处理重金属污染时，要结合当地实际，因地制宜，才能达到预期效果。

2.1动物修复

动物修复是指土壤动物群通过直接的吸收、转化和分解或间接的改善土壤理化性质，提高土壤肥力，促进植物和微生物的生长等作用而修复土壤污染的过程。有关动物修复的研究报道较少，主要集中在有机物和农药污染土壤的修复（如利用蚯蚓等修复）和富营养化水体的修复（如利用滤食性贝类、棘皮动物、河蟹等修复），对重金属污染土壤的动物修复机理仍处于探索阶段[2]。

2.2微生物修复

利用土壤微生物的蓄积和降解作用来治理土壤重金属污染是一种高效的途径。国内外许多研究己证明，菌根在修复遭受重金属污染的土壤方面发挥着特殊的作用，他们减轻了植物在重金属污染的土壤中的受害程度[3]。

土壤重金属污染的微生物修复是利用微生物的生物活性对重金属的亲和吸附或转化为低毒产物，从而降低重金属的污染程度[4]。利用微生物（藻类、细菌和酵母等）来减轻或消除重金属污染，虽然微生物不能降解和破坏重金属，但是可以通过改变它们的物理或化学特性而影响金属在环境中的迁移和转化。其修复机理包括表面生物大分子吸收转运、细胞代谢、空泡吞饮、生物吸附和氧化还原反应等。微生物对上壤中重金属活性的影响主要体现在以下几个方面：①溶解和沉淀作用；②生物吸附和富集作用；③氧化还原作用。微生物修复技术种类繁多，可进行异位修复、原位修复以及原位/异位联合修复。其中，原位修复操作简单，对原有的土壤环境破坏程度低。微生物修复受各种环境因素的影响较大，氧气、pH、温度、水分等均可影响微生物活性进而影响修复效果，其田间试验效果不是非常理想。因此，为降解菌提供适宜条件以促进其生长繁殖至关重要，这也是今后研究的重点。

2.3植物修复

植物修复技术是指通过植物自身及共存微生物体系，修复和消除由无机废弃物和有机毒物造成的土壤环境污染的一种技术。

我国野生植物资源丰富，生长在天然的污染环境中的耐重金属植物和野生超积累植物数不胜数。因此开发与利用这些野生植物资源对植物修复的意义十分重大。有关资料表明，大量植物对重金属Cr，Cd，Co，Pb，Ni，Cu，Zn等有很强的吸收积累能力。比如国内有人利用白菜修复重金属污染土壤，如丛孚奇等将白菜用于钥矿区重金属污染土壤的修复研究，结果表明磷酸氢二钠一柠檬酸缓冲溶液能显著提高白菜的地上部富集土壤中重金属元素的能力。李玉双[5]等以沈阳张士灌区重金属污染上壤为修复对象，采用盆栽试验，研究了乙二胺四乙酸（EDTA）对白菜富集重金属及其生长状况的影响。结果表明，EDTA能够提高白菜对上壤中Cu，Cd，Pd和Zn的植物提取效率。

但是，由于超富集植物一般只能积累某些重金属元素，植物物种的选取受到不同地理气候条件的限制，同时富集植物和超富集植物生物量一般较少，生长速度慢，积累效率低。所以，利用野生抗性植物进行重金属污染土壤的治理还未取得理想结果。这就需要相关科研人员做进一步深入的研究，以求早日获得生长周期短，能吸附多种重金属，积累效率高的重金属富集吸收植物。

2.4综合修复技术

由于每个地区的污染物来源不同造成各地污染情况有很大的差异。只用一种修复技术往很难达到目标。因此，开发复合修复方法成为土壤重金属污染修复的主要研究方向[6]。现今开始投入应用的复合修复技术的主要类型有动物/植物联合修复、化学/物化一生物联合修复以及植物/微生物联合修复。

3展望

生物修复技术治理重金属污染土壤以其低成本、高效率、适用范围广和无二次污染等优点已成为重金属污染农田土壤治理中的一个全新研究领域和国内外有关学者研究的热点之一。但是由于其起步晚，难度大，其大部分研究还处于实验室阶段，尚不能有效地应用于重金属农田污染的治理中去，但随着不同学科（遗传学、土壤学、生态学、化学、生理学、环境保护学和生物工程）的相互配合。我们相信该技术会日趋成熟，并且为重金属污染农田的治理贡献出巨大的力量。

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简述重金属污染的特点篇6

关键词：重金属；离子；废水；处理；技术；研究

Abstract:withthedevelopmentofindustrialmodernization,manywatersincludinggroundwaterwastewatercontainingheavymetalionpollution,removalofheavymetalionsinwastewaterinChinaandtheworld,theurgentneedtosolvetheenvironmentalproblem,butalsotherealizationofthesustainabledevelopmentstrategywillinevitablyfacetheproblem.Thisarticlereviewstheheavymetalpollutionontheenvironmentandhumanhazards;specificallyintroducestreatmentofwastewatercontainingheavymetalionsbyphysicalmethod,chemicalmethod,physicalmethod,biologicalmethodingeneralchemistryandelectrochemistrytechnologyresearchprogress;discussestheelectricbiologicalcouplingintotalmetalwastewatertreatment.

Keywords:heavymetal;ion;wastewater;treatmenttechnology;research;

中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：

1.重金属污染概述

重金属污染是当今世界三大水环境污染之一，主要包括汞、镉、铬、铅、锌、铜、钴、锰、钛、钼等，其含量和存形态随产生条件而不同，大部分重金属离子具有毒性且是致癌因子，重金属在自然环境中很难讲解，仅会在形态上发生改变，在环境水体中容易破坏生态平衡，并可通过食物链富集危害人类健康。重金属对健康的影响通常表现为对神经系统的长期损害，以及对消化系统、泌尿系统的细胞、脏器、皮肤及骨骼的破坏。而重金属离子的慢性危害，短时间内不易被发现和诊断出，一旦发生病变后果十分严重。震惊世界的日本水俣病就汞离子引起人体生理机能病变的真实病例。

重金属废水主要来源于采矿、有色金属、电解、电镀、医药、农药、颜料、油漆等工业，这些生产废水常以多种废水混合状态存在，往往包含了多种重金属离子，因此在重金属离子的处理上存在较大的困难，对环境危害程度大。处理工业废水的重金属离子一直是全世界共同的课题，在处理重金属离子的研究上许多学者都取得了相应的效果和成就，现对重金属废水处理的方法做叙述。

重金属废水处理方法

2.1物理法

2.1.1吸附法

活性炭吸附法是利用活性炭的吸附吸附能力和氧化还原作用除去废水中的毒害物质。该法投资少、效果好，但存在吸附速度慢、吸附容量小的缺点，因此不适合于处理污染物浓度较高的废水。

目前，科技工作者致力于新型廉价吸附剂的研究应用，已经取得了一定进展，用粉煤灰、沸石、落叶、蛭石、椭圆小球藻等一系列天然物质或工农业废弃物对重金属离子具有良好的吸附效果，而此类吸附剂来源丰富，使用后不必再生，具有极其广阔的应用前景。

2.1.2膜分离技术法

反渗透法：是利用特种半透膜具有溶剂水透过而溶质难以透过的特性，通过对废水施加高压，使对废水进行浓缩，减少水处理过程中的水量，进而减少工作量。该法投资少、操作方便、可回收有用材料，其关键技术是制造高效耐用的反渗透膜。为避免杂质的积累，最好与离子交换法联合使用。

超滤法：聚合物增强超滤是指通过利用超滤膜的滤过性质，能够有效截流结合有重金属离子的聚合物大分子，此法要根据不同的重金属离子选用不同水溶性聚合物，通过聚合物官能团即可选择性分离重金属离子。例如用以十二烷基苯磺胺表面活性剂增强的超滤膜处理含Pb2+废水，使之形成Pb／DAS、Pb／十二甲基胺系统，Pb2+去除率大于99％；用聚乙烯亚胺、壳聚糖等作聚合剂，采用超滤法去除水中的Cr3+去除率可达100％。

纳米过滤：纳米过滤膜分离机理包括原子筛分效应与电效应。纳米膜上的带电离子与液体中的离子形成离子对，同时后者被除去。这种膜的小孔道以及表面电荷使得尺寸小于孔道的离子能被去除。纳米过滤法比反渗透法需要的压力低，因此，操作费用也较后者低。一般说来，纳米过滤法可以处理含重金属离子浓度大于2000mg／L的无机废水。如何在多种膜分离方法中选择最合适的，主要考虑以下几个因素：废水的性质、金属离子在水中的本性与浓度、pH值与温度。除此之外，膜还要和投料溶液与清洁剂相配套，以使表面污塞最小。

2.1.3气浮法

气浮法是利用气泡的吸附作用进行固液分离，在一定条件下，可实现回收金属又消除污染的目的，杨晓玲等对某电镀厂含重金属离子废水进行气浮处理，取得了理想效果，气浮法具有占地面积小、设备简单、适宜于间歇生产等优点，适宜对重金属氢氧化物或碳酸盐过滤困难的废水处理。

2.1.4絮凝-浮选法

絮凝-浮选法是通过添加试剂使得废水中的胶体粒子稳定性变差，从而聚集沉淀下来，过程包括调节pH值和加入含铁或铝盐的絮凝剂。此法可以处理浓度小于100mg／L或高于1000mg／L的重金属废水。絮凝-浮选法能pH值为11-11.5时可以有效去除重金属离子[1]。

化学方法

3.1化学沉淀法

化学沉淀法是一种传统的水处理方法，具有技术成熟、投资少、处理成本低、自动化程度高等优点，在国内外已广泛被应用。在含重金属废水的处理中，根据沉淀类型的不同，可分为氢氧化物沉淀法、难溶盐沉淀法和铁氧体法[2]。氢氧化物沉淀法即中和沉淀法，加入碱使废水中的金属阳离子以氢氧化物或盐的形态沉淀析出。难溶盐法则是通过加入沉淀剂与废水中的金属离子形成难溶化合物的方式去除或回收金属离子。铁氧化体法是一种新型的化学沉淀法，是指向废水中投加铁盐，使废水中的重金属离子在铁氧体的包裹、夹带作用下进入铁氧体的晶格中形成复合铁氧体，然后再采用固液分离的手段，一次脱除多种重金属离子的方法。

3.2离子交换法

离子交换法是利用离子交换树脂对废水中离子进行选择换，而进行废水处理的方法，基本上所有的无机有害离子都可用离子交换法进行处理，在处理废水时，离子交换发生在固体与液相之间：不溶性的物质从电解液中除去离子，同时以相同价态释放出离子。离子交换也可从无机废水中回收有价值的重金属，再将金属浓缩后回收。该法的不足之处在于一次性投资高、占地面积较大，废水中污染物浓度不宜太高。

4电化学法

电化学法利用通电时阴阳极的电化学反应而使废水中的有毒物分解、氧化还原、沉淀。该法设备相对简单，易于自动控制；以电子作为反应剂，可避免产生二次污染。

4.1电渗析法

电渗析法是一种膜分离技术，是利用对废水通以低压直流电时，阴阳离子定向运动并的透过选择性薄膜的性质，将电解质浓缩在一定的区域内，在另一些区域内得到较纯的水，从而提高渗析效率。电渗法并不能有效去除浓度大于1000mg／L的离子，它更适用于浓度小于20mg／L的离子的去除。Smara等报道了对离子交换／电渗析处理Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+等离子吸附顺序及混合液中竞争吸附的情况[3]。

4.2三维电极法

三维电极法是电化学法处理重金属废水的最新研究成果。三维电极是在传统二维电解槽电极间装填材料，并使表面带电，进而在其表面发生电化学反应。与二维电极相比，三维电极将电解槽的面积比加大、提高物质迁移速度、分离产物便捷。三维电极的缺点是床内电流电位分布不均，可能导致局部出现“盲区”，并易发生副反应[4]。

5生化法

生物膜法当今废水生物处理研究领域的主流，是在固体载体上附着微生物细胞并使其生长繁殖，而后在载体上形成膜状生物污泥。生物膜法具有污泥产量少、参与净化反应的微生物种类多及运行操作简单方便等优点。

Ahluwalia等研究表明可通过利用无活性微生物体吸附重金属离子技术，且对细胞无毒化作用及突破了细胞本身生理特征、生长性质的限制；但其缺点为死细胞无法通过基因工程学提高微生物的处理潜力。

此外酵母菌吸附剂已成为环境生物技术研究的重要组成部分，有研究表明相关研究表明酵母菌可以有效吸附的金属离子包括铜、铯、钴、铀、镉、锶、锌、铅、铬、镍等重金属离子。其中，对铅、镉、锌、铬和镍等金属离子的吸附能力较强。Yakubu研究发现酵母菌吸附剂吸附铀的能力是离子交换树脂的14倍。Norris等发现酵母菌对Ni2+和Cu2+的吸附能力比细菌更强。而Wang比较发现酿酒酵母对不同重金属离子具有不同的吸附能力，还发现酿酒酵母对Cu2+的吸附能力强于其它金属离子。如今酵母菌吸附剂的发展已成为处理重金属废水新工艺的技术基础。但酵母菌吸附工艺仍处于实验阶段，要实现大规模的工业化仍需要酵母菌深入研究和开发其它相关水处理技术。

6电-生物耦合法

利用生物法与电化学法耦合是近年来处理该类废水的一项新技术，该法能发挥双方优势，提高含重金属离子废水的处理效果。电-生物耦合法为了不影响微生物的活性，电解或电沉积电流密度较低。曹宏斌等研究表明，生物膜固定在特制填料上的生物膜可承受15A／m的直流电，耐电性是游离细菌的承受能力的3倍。利用电-生物耦合法，不但使重金属离子的定向迁移，还能能调节微生物的代谢，提高细菌有丝分裂速度和生化处理重金属离子废水的效果。李天成等研究出利用电沉积-生物膜复合工艺处理含重金属有机废水的方法；而Li等用电生物膜反应器处理含高浓度苯酚的Cr2+和Pb2+废水，苯酚降解率提高了138％，Cr6+和Pb2+浓度分别在12h和6h内降至1mg／L以下，达到国家标准[5]。

7结语

随着现代化工业的发展，许多水域包括地下水都已受到含重金属离子废水的污染，鉴于重金属废水的特点及处理的复杂性，在处理重金属废水时应考虑多种方法和工艺的综合运用，以期收到更好效果。随着科学技术的进一步发展，传统的处理工艺会得到进一步的改进与完善，与此同时还会不断出现更新的处理方法和技术。

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