[摘要]隨著(zhù)工業(yè)排污量急劇增加，大量重金屬污染排向了物環(huán)境中。在一定條件下，某些重金屬(例如汞)還能在某些微生物的作用下轉化為毒性更大的有機物質(zhì)。另外，有毒重金屬可以長(cháng)期停留與積累在環(huán)境中，通過(guò)食物鏈逐級富集，最終進(jìn)入人體，甚至通過(guò)遺傳或母乳使嬰兒受害，主要表現為富集在人體某些器官內形成慢性中毒。因此，重金屬污染物的處理技術(shù)成為一個(gè)研究的熱點(diǎn)，其成果有著(zhù)重大的現實(shí)意義。
[關(guān)鍵詞] 重金屬 工業(yè)污染 離子交換 電解 吸附
隨著(zhù)社會(huì )的不斷發(fā)展，人們比以往任何時(shí)候都更加崇尚工業(yè)與自然環(huán)境的和諧發(fā)展，這種理念已不斷滲透到各學(xué)科之中，在治理污染技術(shù)的開(kāi)發(fā)上也應該尋求這種綠色產(chǎn)業(yè)。充分發(fā)揮自然界的天然自?xún)艋δ�，是在污染治理與環(huán)境修復領(lǐng)域開(kāi)發(fā)綠色環(huán)保技術(shù)的體現，更是完整地利用天然自?xún)艋δ艿姆磻�。本文闡述了重金屬的危害、來(lái)源及其存在形式，并重點(diǎn)論述了處理重金屬污染物的方法。
1.鉛的來(lái)源。鉛常被用作原料應用于蓄電池、電鍍、顏料、橡膠、農藥、燃料等制造業(yè)。鉛板制作工藝中排放的酸性廢水(pH3=鉛濃度最高，電鍍廢液產(chǎn)生的廢水鉛濃度也很高。
2.鎘的來(lái)源。鎘是一種灰白色的金屬，自然界中主要以二價(jià)形式存在。鎘電鍍可以為鋼、鐵等提供一種抗腐蝕性的保護層，具有吸附性好且鍍層均勻光潔等特點(diǎn)，因此工業(yè)上90%的福用于電鍍、顏料、塑料穩定劑、合金及電池等行業(yè)，含鎘廢水的來(lái)源還包括金屬礦山的采選、冶煉、電解、農藥、醫藥、電鍍、紡織印染等行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中。
3.鎳的來(lái)源。廢水中鎳的來(lái)源廢水中的鎳主要以二價(jià)離子存在，比如硫酸鎳、硝酸鎳以及與許多無(wú)機和有機絡(luò )合物生成的鎳鹽。含鎳廢水的工業(yè)來(lái)源很多，其中主要是電鍍業(yè)，此外，采礦、冶金、石油化工、紡織等工業(yè)，以及鋼鐵廠(chǎng)、印刷等行業(yè)排放的廢水中也含有鎳。
4.銀的來(lái)源。常見(jiàn)銀鹽中唯一可溶的是硝酸銀，也是廢水中含銀的主要成分。硝酸銀廣泛應用于無(wú)線(xiàn)電、化工、機器制造、陶瓷、照相、電鍍以及油墨制造等行業(yè)，含銀廢水的主要來(lái)源是電鍍業(yè)和照相業(yè)。
重金屬污染物在大氣、水、沉積物、土壤、植物等體系中均有分布，在不同體系中的存在形式不同。重金屬在土壤中的存在形式、土壤重金屬污染主要是由于使用污泥和污水灌溉造成的，污水中工業(yè)廢水占60%～80%，且成分復雜，都不同程度含有生物難以降解的重金屬。
1.重金屬在水中的存在形式。近年來(lái)，中科院等對長(cháng)江水環(huán)境中重金屬的背景值進(jìn)行了較深入的考察，結果表明河水中大部分元素主要以懸浮顆粒態(tài)存在，而溶解部分的重金屬濃度較低，并且總量越是偏高的元素，以懸浮顆粒態(tài)存在的比例也越高。這一特征與區域條件有密切聯(lián)系，當地理風(fēng)化強烈時(shí)，懸浮質(zhì)含量直接影響水環(huán)境中元素濃度分布。同時(shí)，化學(xué)風(fēng)化微弱使元素難以釋放，河水堿性偏低更使溶解態(tài)重金屬濃度偏低。
2.重金屬在沉積物中的存在形式。通過(guò)各種途徑進(jìn)入水環(huán)境的重金屬，絕大部分隨物理、化學(xué)、生物及物理化學(xué)作用的進(jìn)行，迅速轉移到沉積物中或通過(guò)懸浮物轉移到沉積物中。沉積物中重金屬賦存狀態(tài)及特征為：Pb主要趨向于同Fe/Mn水合氧化物、碳酸鹽相結合，Cu主要形成殘渣相和有機質(zhì)相，而Zn易同Fe/Mn水合氧化物、碳酸鹽相結合；Pb、Zn以非殘渣相為主要成分，Cu以殘渣相為主要成分。
重金屬廢水處理的方法有很多，可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是使溶解性的重金屬轉變?yōu)椴蝗芑蛘唠y溶的金屬化合物，從而將其從水中除去。另一類(lèi)是在不改變重金屬化學(xué)形態(tài)的情況下進(jìn)行濃縮分離，例如反滲透法、電滲析法、離子交換法、蒸發(fā)濃縮法等。
1.氫氧化物沉淀法。該方法是通過(guò)向重金屬廢水投加堿性沉淀劑(如石灰乳、碳酸鈉液堿等)，使金屬離子與輕基反應，生成難溶的金屬氫氧化物沉淀，從而予以分離的方法。
2.硫化物沉淀法。該方法是通過(guò)向廢水中投加硫化劑，使金屬離子與硫化物反應，生成難溶的金屬硫化物沉淀從而得以分離的方法。硫化劑可采用硫化鈉、硫化氫或硫化亞鐵等。此法的優(yōu)點(diǎn)是生成的金屬硫化物的溶解度比金屬氫氧化物的溶解度小，處理效果比氫氧化物沉淀更好，而且殘渣量少，含水率低，便于回收有用金屬。缺點(diǎn)是硫化物價(jià)格高。
3.還原法。該方法是通過(guò)向廢水中投加還原劑，使金屬離子還原為金屬或低價(jià)金屬離子，再投加石灰使其成為金屬氫氧化物沉淀從而得以分離的方法。還原法可用于銅、汞等金屬離子的回收，常用于含鉛廢水的處理。
4.離子交換法。離子交換法是利用離于交換劑的交換基團，與廢水中的金屬離子進(jìn)行交換反應，將金屬離子置換到交換劑上予以除去的方法。用離子交換法處理重金屬廢水，如Cu2+、Zn2+、Cd2+等，可以采用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；而以陰離子形式存在的金屬離子絡(luò )合物或酸根 (HgCl2-、Cr2O72等)，則需用陰離子交換樹(shù)脂予以除去。
5.鐵氧體法。鐵氧體是由鐵離子、氧離子以及其它金屬離子所組成的氧化物，是一種具有鐵磁性的半導體。采用鐵氧體法處理重金屬廢水是根據鐵氧體的制造原理，利用鐵氧體反應，把廢水中的二價(jià)或三價(jià)金屬離子，充填到鐵氧體尖晶石的晶格中去，從而得到沉淀分離的方法。
6.電解法。電解法是利用電極與重金屬離子發(fā)生電化學(xué)作用而消除其毒性的方法。按照陽(yáng)極類(lèi)型不同，將電解法分為電解沉淀法和回收重金屬電解法兩類(lèi)。電解法設備簡(jiǎn)單、占地小、操作管理方便、而且可以回收有價(jià)金屬。但電耗大、出水水質(zhì)差、廢水處理量小。
7.膜分離方法。該方法是利用一種特殊的半透膜，在外界壓力的作用下，在不改變溶液中化學(xué)形態(tài)的基礎上，將溶劑和溶質(zhì)進(jìn)行分離或濃縮的方法。膜分離法包括反滲透法、電滲析法、擴散滲折法、液膜法和超濾法等。
8.吸附法。該方法是利用吸附劑將廢水中的重金屬離子除去的方法。吸附法由于占地面積小、工藝簡(jiǎn)單、操作方便、無(wú)二次污染，特別適用于處理含低濃度金屬離子的廢水。
重金屬的污染問(wèn)題已成為今世界各國共同關(guān)注的問(wèn)題，國內外對重金屬的處理方面的研究正在全面進(jìn)行中。我國也在這方面取得了矚目的成績(jì)。
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