城市污水中重金属分析

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城市污水中重金属研究始于２０世　纪７０年代，是一个由地学、生物学、　化学、环境科学、农学、医学等相互　交叉，融合渗透的活跃领域，城市污水　中重金属具有很大的危害性。因此，　重金属在环境中的含量水平、分布规　律、存在形态、迁移转化、生物效应　和对人体健康影响，以及防治对策都　引起人们的广泛关注。震惊世界的日　本水俣病和疼痛病就是分别由含汞废　水和含镉废水污染环境所造成的。　一、重金属废水来源　重金属废水主要来自矿山坑内排　水、废石场淋浸水、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，电镀厂镀件洗涤　水、钢铁厂酸洗排水、以及电解、农　药、医药、油漆、颜料等工业。　二、重金属废水的危害性　重金属不能被生物降解为无害　物。重金属废水排入水体后，除部分　为水生物、鱼类吸收外，其他大部分　易被各种有机和无机胶体及微粒物质　所吸附，经聚集沉降沉积于水体底　部。它在水中浓度随水温、ＰＨ值等　不同而变化，冬季水温低，重金属盐　类在水中溶解度小，水体底部沉积量　大，水中浓度小。夏季水温升高，重　金属盐类溶解度大，水中浓度高。故　水体经重金属废水污染后，危害的持　续时间很长。　１．汞　汞具有很强的毒性，有机汞比无　机汞毒性更大，更容易被生物吸收和　・４０・　积累，毒性严重。它的毒性表现为损　害细胞内酶系统蛋白质巯基。日本发　生的水俣病就是由于长期食用被甲基　汞污染的鱼类而引起的一种中枢神经　性疾病。　２．镉　镉类化合物毒性很大，隔和其他　元素的协同作用可增加其毒性。日本　发生的“疼痛病”就是长期饮用含镉　污染的粮食而造成的。国际卫生组织　确定的国际饮用水标准中含镉浓度不　得超过０．０１　ｍｇ／Ｌ。　３．铬　金属铬的毒性很小，六价铬化合　物及其盐类毒性最大。铬的化合物常　以溶液、粉尘或蒸汽的形式污染环　境，危害人体健康。我国生活饮用水　中含铬浓度不得超过０．０５　ｍｇ／Ｌ。　４．铅　铅及其化合物对人体都是有毒　的，主要表现为抑制血红蛋白合成，　损害造血和心血管系统、神经系统和　肾脏。铅一般不与微生物作用，但可　通过食物链富集，天然水体中含铅量　一般为０．００５～０．ｏｌ　ｍｇ／Ｌ，我国生　活饮用水中含铅浓度不得超过０．１　ｍｇ／Ｌ。　５．砷　工业排出的砷大多数为三价的亚　砷酸盐，砷粉尘和氧化物，砷被认为　是致癌、致畸形、致突变的“三致物　质”。含砷废水灌溉农田，其农作物　亦可将砷富集，我国生活饮用水中含　砷浓度不得超过０．０４　ｍｇ／Ｌ。　三、重金属废水污染特性　目前，水体污染方面所说的重金　属，一般是指汞、镉、铅、铬以及类　金属砷等生物毒性显著的金属，也指　具有一定毒性的一般重金属。　１．天然水体中的重金属虽只有微　量浓度，但其毒性具有长期持续性。　水体中某些重金属可在微生物作用　下，转化为毒性更强的有机化合物。　２．生物可大量富集，构成食物　链，危害人类。生物从环境中摄取重　金属，并经体内或某些器官中高度富　集，其富集倍数可达成千上万倍，这　种生物富集的特性是重金属废水污染　的突出特点。　３．重金属无论采用何种处理方　法，微生物都不能降解，只不过改变　其化合价和化合物种类。天然水体中　有机酸、氨基酸、腐植酸等，都可以　同重金属生成各种络合物或螯合物，　使重金属在水中的浓度增大，也可以　使沉入水底中的重金属又释放出来。　四、重金属废水处理原则　重金属废水无论采用何种方法处　理都不能使其中的重金属分解破坏，　只能转移其存在的位置和转移其物理　和化学形态。由此可知，重金属废水　经处理后常一分为二的形成两种产　物：一种是基本上脱除了重金属的处　理水；另一种是含有从废水中转移出　来的大部或全部的重金属浓缩产物，　如沉淀污泥、失效的离子交换剂、吸　附剂、洗脱液或再生液等。因此，无　论从杜绝对环境的污染，还是从资源　合理利用来考虑，重金属废水最理想　的处理原则应是水与重金属两者都回　收利用。但是重金属废水的处理，单　靠废水处理是不行的，必须采取多方　面的综合性措施。首先，最根本是改　革生产工艺，不用或少用毒性大的重　金属。其次，是采用合理的工艺流　程，科学的管理和操作，减少重金属　用量和随废水流失量，尽量减少外排　废水量。第三，重金属废水应当在产　生地点就地处理，不应同其他废水混　合，以免使处理复杂化，更不应未经　处理就直接排入城市下水道或天然水　体，以免扩大重金属污染。　重金属废水的处理方法可分为两　大类：　第一类，使废水中呈溶解状态的　重金属转变为不溶的重金属化合物，　经沉淀和浮上法从废水中除去。具体　方法由中合法、硫化法、还原法、氧　化法、离子交换法、离子浮上法、活　性炭法、铁氧体法、电解法和隔离电　解等。　第二类，将废水中的重金属在不　改变其化学形态的条件下进行浓缩和　分离，具体方法有反渗透法、电渗析　法、蒸发浓缩法等。　通常大都采用第一类方法，在特　殊情况下才采用第二类方法。从重金　属回收的角度看，第二类处理方法比　口王秀芬王永恒　■盒一分析　城市污水中　维普资讯 http://www.cqvip.com 第一类方法优越，因为前者是重金属以原状浓缩直接回用于　生产工艺中，比后者需要使重金属经过多次化学形态的转化　才能回用要简单的多。通常是根据废水的水质、水量等情　况，选用一种或几种处理方法组合使用。　目前我国大多数重金属废水处理设施，只注意废水本　身的处理，而忽视浓缩产物的回收利用或无害化处理，任　其流失于环境中，造成二次污染。　五、氧化法和还原法处理重金属废水　氧化法或还原法在重金属废水处理中常用作废水的前　处理。废水的氧化处理，常用一氧化氮、漂白粉、氯气、　臭氧和高锰酸盐等氧化剂。　选用氧化剂时应考虑到以下几点：　１．废水中特定的污染物有良好的氧化作用。　２．后生成物应是无害的或易于从废水中分离的。　３．在常温下反应迅速。　４．反应是不是需要大幅度调整ＰＨ值和药剂来源方　便、价格便宜等　（一）例如，某厂废水含砷４～１０　ｍｇ／Ｌ，硫酸３０～４０　ｍｇ／Ｌ，处理流程如下：　反应方程：　ＭｎＯ２＋Ｈ２Ｓ０４＋Ｈ３ＡＳ０３—＋Ｈ３ＡＳＯ４＋ＭｎＳ０４＋Ｈ２０　表１　废水成分（ｇ／Ｌ）　氧化条件　出水砷　Ｍ１３０２　温度　时间　含量　砷　硫酸　（ｇ／Ｌ）　（℃）　（ｈ）　（ｍｇ／Ｌ）　ｌ２．３７　４２．９　４　８０　３　Ｏ．０５　８．５　８０．０　４　７０　２．５　Ｏ．０６　４．４　４９．１　４　８０　２　０．０３５　３．５５　２３．１　４　７０　３　Ｏ．０６　２．７４　３１．４　４　８０　３　Ｏ．０２　旱田节水　灌溉的几种实用技术　口　郑遵臣　司振江　自１９９９年开始我省连续三年大旱，耕地干旱的程度日　趋严重，耕层土壤含水量约７％一８％左右，直接影响着农　业生产和农民生活。近几年，黑龙江省水利科学研究院研　制了一批行之有效的抗旱保苗技术设施，在旱田节水农业　中发挥了积极作用，取得了可喜的生态和经济效益。　一、春季抗旱坐水种技术　传统的坐水种方法，都是先向埯或沟内注水，使水入渗　后方能播种，因此生产效率很难提高，而且经常造成灌溉水　冲土和灌溉水与土壤合泥的现象出现。暗式注水点播机暗式　给水可避免水土合泥的现象，无效蒸发损失少，具有蓄水保　墒和引墒作用，从出苗那天算起，抗旱天数可达３０　４０　天；保水剂或肥料随灌溉水注入土壤中，可使作物充分吸收　养分，达到省水、省肥，保证苗齐、苗全、苗壮的效果。　软锰　（４　ｇ）　棼　棚　石灰乳ｆＪ０％）　ｌ　１　ｈ　３　ｈ　［渣　水　３Ｈ：Ｓ０４＋３ＭｎＳＯ，＋６Ｃａ（ＯＨ）２＿６ＣＡＳ０４＋３Ｍｎ（ＯＨ）２＋　６Ｈ：Ｏ　３Ｍｎ（ＯＨ）２＋２Ｈ３ＡＳ０４＿Ｍｎ（ＡＳ０４）２　０＋６Ｈ２０　调整ＰＨ值为８～９，沉淀３０～４０　ｍｉｎ，出水含砷量可　降至０．０５　ｍｇ／Ｌ。结果讨论见表１。　（二）含重金属离子的废水同还原剂接触反应，将重金属　离子还原成金属或将价数较高的离子变为价数较低的离　子，常用的还原剂有金属Ｆｅ、ＦｅＳＯ　、Ｎａ：ＳＯ３、ＮａＨＳＯ　、　ＳＯ２、Ｎａ：Ｓ２０３、Ｎａ２Ｓ２０５等。　金属还原法中的铁粉或铁屑法，铁屑或铁粉需在酸性介　质中才能发生氧化还原反应，故电镀废水处理前需先酸化。　在对镀镉废水经一次处理、二次处理后的效果如表２。　表２　处理　总氰　镉　方法　原废水　处理结果　去除率　原废水　处理结果　去除率　（ｍｇ／Ｌ）　（ｍｇ／Ｌ）　（％）　（ｍｇ／Ｌ）　（ｍｇ／Ｌ）　（％）　一次　ｌＯ３　３．８８　９６．５　３５　１．１Ｏ　９６　９　处理　二次　０．８４　９９．５　０．１２　９９．７　处理　二、关键苗期补水技术　作物在关键苗期（拔节期）严重缺水，会直接造成粮食　减产，甚至绝产。中耕作物注水是解决苗壮的重要环节，　是保证作物产量的关键。据调查分析，出现卡脖旱时，特　别是重旱和严重干旱的６月份必须进行注水灌溉，用水量　不多，但能提供作物所需水量，保证作物稳产、高产，中　耕作物注水施肥机暗式注水可加快灌溉水的渗透，使作物　根系直接吸收，达到省水、省力、省时、高效的目的；可　一次完成两垄注水作业；将肥料溶入水中直接进行根部施　肥，完成补水和追肥两项任务。　三、秋季建立“土壤水库”。蓄水保墒　由于多年沿用传统的平翻地方式在同一深度下进行机　械耕作，农田垂直剖面上便形成了明显的层次，上层是耕　作层，下面是犁底层，再下面为新土层。耕作层土壤结构　性状较好，肥力较高。犁底层的存在既影响通风透水。又　影响农作物深部根系生长。利用多功能振动式深松机可以　打破坚硬犁底层，熟化生土层，加厚耕作层，改善深层土　壤的物理性状，振动深松机可使深松土层疏松度达９０％以　上，非毛隙孔大大增加，改进土壤透水性、通气性，促进　作物根系发达。通过深松建立“土壤水库”，实现“秋蓄　水、春增墒、抗夏涝、防春旱”。△　・４ｌ・

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