浅析水体重金属污染的危害及对策

仇艺

【摘 要】水是人类赖以生存的基本物质，如何有效的对水体中过量的重金属的进行科学的治理，成为了当今环境保护工作者研究的热点问题和十分紧迫需要解决的任务。分析了水体重金属污染的危害，提出了水体重金属污染的治理对策，以期寻求更加安全和经济的方法来处理重金属水体，以减少或消除重金属在环境中的积累，具有重大的社会、经济和环境意义。

【关键词】水体；重金属；污染；危害；对策

水是人类赖以生存的基本物质，是人类社会可持续发展的制约因素。随着我国经济的迅速发展，对水资源的需求量也越来越大，但同时水资源的污染问题也日益严重，重金属污染已成为一种常见的水污染。水体重金属污染来源广泛，主要来自电镀业、机械加工业、矿山开采业、钢铁业、造纸业、有色金属冶炼业等工业活动以及农业生产、生活垃圾等排放的水体。所谓重金属污染，一般是指比重大于4或5的金属，如汞（Hg）、铅（Ph）、铁（Fe）、铬（Cr）、镉（Cd）、砷（As）、铜（Cu）、钴（Co）、镍（Ni）等金属通过各种途径进入到环境中，对环境造成危害[1]。随着人们对环境、健康的日益重视，面对日益短缺的水资源，保护水环境、防止水污染、治理水污染已经成为全人类达成的共识。因此，如何对水体中过量的重金属进行科学、有效的治理，成为了当今环境保护工作者研究的热点问题和十分紧迫需要解决的任务。笔者现结合多年的工作实践，将水体重金属污染的危害及对策分析介绍如下，以期寻求更加安全和经济的方法来处理水体重金属污染问题，以减少或消除重金属在环境中的积累，具有重大的社会、经济和环境意义。

1.水体重金属污染的危害

重金属是典型的无机有毒物质，在水体中不能被微生物降解，只能以不同的价态在水、底质和生物之间迁移转化（某些重金属在微生物的作用下可转化为金属有机化合物，产生更大的毒性），发生分散和富集作用，当它们在水体中积累到一定的限度时，就会对水体一水生植物一水生动物系统产生严重危害，并可能通过食物链影响到人类的自身健康[2]。重金属污染具有高毒性、持久性、难降解性等特点，即使浓度很小，也可能造成危害，当生物体内重金属积累到一定程度后就会出现受害症状，导致生理受阻、发育停滞，甚至死亡。重金属对人体健康的危害是多方面、多层次的，其毒理作用主要表现在影响胎儿正常发育、造成生殖障碍、降低人体素质等。秦俊法[3]等研究表明，水体铬污染不仅可引起水生生态变化，严重的水污染使水生生物死亡，轻度的水污染也影响生物的生长，而且可引起人体肾、肺、肝、骨和生殖效应以及癌症。

2.水体重金属污染的治理对策

传统的重金属水体处理技术包括化学沉淀法、絮凝沉淀法、氧化还原法、碳吸收法、离子交换法、蒸发法、膜处理法等，然而这些传统技术都存在一定程度的局限性，普遍存在着处理效率低、运行条件严、处理费用高以及会产生二次污泥污染等问题，因此开发和研究水体重金属污染高效、实用的处理方法是当前治理水体重金属污染的关键所在。笔者现将3种新型处理技术介绍如下：

2.1藻类生物吸附法

藻类的细胞壁由多糖、蛋白质和脂类组成，具有较大的表面积和粘性，带一定的负电荷，可提供氨基、酰氨基、羰基、醛基、羟基、硫醇、硫醚、咪唑、磷酸根和硫酸根等官能团与金属离子结合，对许多金属具有较强的富集能力。利用藻类吸附回收重金属离子的技术是目前国内外研究较多的一种处理水体重金属元素污染的新方法，具有较好的经济价值和社会效益。应用藻类生物吸附法处理重金属水体具有应用范围广泛、高效实用、经济简便、高选择性、吸附剂易、成本低、二次污染少等优点。并且即使在低浓度下重金属可以被选择性的去除，可对特定金属进行选择性去除。藻类吸附机理主要包括离子交换、表面络合反应和特殊基团的静电吸附等。

陈志勇[4]等用多细胞藻海带处理含Cu2+、Ni2+水体，结果表明在适宜的条件下，海带对Cu2+、Ni2+的去除率分别为95.17%、97.23%。Mohamed[5]等研究发现，死亡蓝藻比活体对Cd2+和Mn2+的吸附量更高。王宪[6]等研究发现，褐藻Au2+、Ag+、Cu2+、Ni2+的吸附能力强。

2.2电化学法

电化学法是近年发展起来的颇具竞争力的重金属水体处理方法，被称为清洁处理法，备受国内外关注。所谓电化学法是是指应用电解的基本原理，使水体中重金属离子在阳极和阴极上分别发生氧化还原反应，使重金属富集，从而去除水体中重金属，并且可以回收利用，具有处理效果好、运行成本低、产生污泥量少、自动化程度高、易于操作管理和能同时去除多种污染物等优点。电化学法是集氧化还原、分解和沉淀为一体的处理方法，包括电凝聚、电气浮、电解氧化和还原等多种净化过程。用的电化学处理工艺有电凝聚法、磁电解法、电渗析法、电还原法、内电解法、络合一超滤一电解集成技术等[7]。

2.3农业废弃物吸附法

采用农业废弃物吸附去除水体中重金属离子，既有原料价廉易得、工业操作简单等优点，而且可解决废水废渣的环境污染以及回收再利用的问题，达到以废治废的目的，具有明显的经济效益和社会意义，近年来，各种农业废弃物对水体中重金属离子的去除效果得到了广泛的研究。目前，国内外研究使用的农业废弃物主要有稻壳、麦麸、甘蔗渣、锯屑、坚果壳、棉籽壳、废茶叶、玉米芯、甘蔗渣干等，这些物质具有巯基、氨基、酰胺基、邻醌和羟基等各种官能团，这些官能团对重金属离子都具有很强的亲和力。如Faraizadeh[8]等利用麦麸和黑米壳等谷物类农业废弃物进行了研究，发现它们在水体对Pb存在很强的吸附性。

【参考文献】

[1]孟祥和，胡国飞.重金属水体处理[M].北京：化学工业出版社，2000.

[2]王韬，李鑫钢，杜启云.含重金属离子水体治理技术的研究进展[J].化工环保，2008，28（4）：323-326.

[3]秦俊法，李增禧.镉的人体健康效应[J].广东微量元素科学，2004，11（6）：1-10.

[4]陈志勇，李德周，孙俊永，李宁等.多细胞藻海带对Cu2+、Ni2+的吸附性能研究[J].信阳师范学院学报（自然科学版），2003，16（4）：413-415.

[5]Mohamed Z A.Removal of cadmium and manganese by anon.-toxic strain of the freshwater cyanobacterium Gloeothece nmgna[J].Wat Res，2001，35（18）：4405-409.

[6]王宪，何园，郑盛华.褐藻对电镀水体中Au2+、Ag+、Cu2+、Ni2+生物吸附-解吸作用[J].华侨大学学报（自然科学版），2008，29（1）：22-25.

[7]胡志军，李友明.环境友好的电化学水处理技术[J].西南造纸，2006，35（3）：13-15.

[8]Farajzadeh，M.A.，Monji，A.B.Adsorption characteristics of wheat bran towards heavy metal cations[J].Sep.Purif.Techno1.，2004，38：197-207.