第一篇：水体重金属污染治理技术

水体重金属污染治理技术底泥疏浚

底泥疏浚是一种能够有效降低重金属污染负荷的水污染治理方法，主要控制水体内源污染。国内外目前广泛应用的环保疏浚利用机械疏浚方法来清除江河湖库污染底泥，在挖泥，输送过程中和疏浚工程完成后对环境及周围水体的影响都较小。我国太湖五里湖区生态疏浚工程治理重金属污染效果良好，减少了底泥和水体中的重金属含量。环保疏浚技术是复杂的系统工程，对操作精度要求较高，目前环保疏浚业普遍致力于改造和设计环保疏浚设备，以提高疏浚工程的针对性和高效性。引水截污

减少进入水体的污染物总量是水体修复的前提条件，通过截流河道，截污管道等截污工程将污水引入污水处理厂进行处理，然后循环利用或排入水体，可以有效阻止重金属废水向水体排放。在截污的基础上，通过适当引水，补水缩短河流，湖泊等水体的换水周期，促进水体交换，加快重金属迁移速度，可降低水体中的重金属浓度。引水截污在我国有很多工程实例，水体修复效果良好。生态修复技术

水体生态修复技术利用参与生物修复过程的生物类群，包括微生物，植物，动物以及它们构成的生态系统对污染物进行转移，转化及降解作用，从而使水体得到净化的技术。具有处理效果好，耗能少，工程造价和运行成本低等优点，还可以与绿化环境及景观改善结合起来，实现生态修复的最大效益。目前国际和国内应用的生态修复技术包括人工浮岛，人工湿地，水生植物净化景观化等，其原理是将生态系统结构与功能应用于水体净化，充分利用自然净化与水生植物系统中各类水生生物间功能上相辅相成的协同作用来净化水质。如在水体中适当种植对重金属具有吸附作用的浮水植物和挺水植物，投撒菌种和养殖水生动物，可达到既净化水质，又改善生态环境的目的。生物修复技术符合可持续发展原则，目前已成为全世界普遍关注的水环境修复技术，这种廉价实用的技术也很仕用于我国江河湖库大范围的污水治理。但生态修复技术也存在一些问题，如生长性强的水生植物易形成单优群落，被重金属饱和后的植物以及水生生物排泄物和尸体堆积形成的污泥等会产生负面环境效应等都有待研究解决。

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第二篇：水体重金属污染现状及治理技术研究进展

水体重金属污染现状及治理技术研究进展

摘要： 水体是人类赖以生存的最重要的自然资源之一，又是人类生态环境的重要组成部分，也是物质生物地球化学循环的储库，对环境具有一定的敏感性。由于人类活动的影响，进入水体环境中的污染物质越来越多，这些污染物给环境和人体健康造成了许多问题。特别是随着采矿、冶炼、化工、电镀、电子、制革等行业的发展，以及民用固体废弃物不合理填埋和堆放，重金属污染物事故性排放以及大量化肥、农药的施用，使得各种重金属污染物进入水体。重金属污染物难以治理，它们在水体中具有相当高的稳定性和难降解性。重金属在水体中积累到一定的限度就会对水体―水生植物―水生动物系统产生严重危害，并可能通过食物链直接或间接地影响到人类的自身健康。因此水体重金属污染已经成为当今世界上最严重的环境问题之一，而如何科学有效地解决重金属对水体的污染已经成为广大环保工作者研究的热点之一。

关键词：水体；重金属污染；治理途径 水体重金属污染现状及危害

1.1 污染现状

随着城市化进程的加快和工农业的迅猛发展，我国绝大多数城市都不同程度地存在着较突出的水质问题，大量未经处理的城市垃圾、被污染的土壤、工业废水和生活污水以及大气沉降物不断排入水中，使水体悬浮物和沉积物中的重金属含量急剧升高。对我国各大湖泊的调查结果表明，近年各种重金属污染呈上升趋势，已经开始影响到水体的质量。广东省浈水河水体由于铅锌矿区的矿尾砂和矿区废水的排放，沉积物及悬浮物中Pb、Zn、Cd 含量较高，导致下游地区的污染隐患。湖南吉首市湖泊由于工业废水和生活污水的排放，水体中的大肠菌群已严重超标，重金属含量也超过国家标准。对作为饮用水源的城市河流污染物监测结果表明，城市河流有18.46%的河段面总Cd 含量超过Ⅲ类水体标准。从我国七大水系的调研结果可以看出，1995 年长江水系Cd 污染仅次于Hg、COD、BOD 和挥发酚； 黄河水系有16.7%的断面总Cd 含量超标； 淮河干流总Cd 含量超标率为16.7%； 海滦河总Cd 含量平均超标率为16.7%～83.9%；大辽河水系污染较轻，在对所统计的26个国控湖泊、水库的监测中发现了不同程度的Cd 污染问题，污染程度仍次于Hg污染。1991～1995年有关部门对国内城市河流、七大水系及湖泊水库的监测中发现Cr和Pb是比较普遍的重金属污染物。水体中的重金属通过直接饮水、食用被污水灌溉过的蔬菜和粮食等途径进入人体，威胁着人们的身体健康。1.2 污染危害

重金属进入水生生态系统后，分布于水生生态系统的各个组分中，对生态系统各组分产生影响(即生态效应)。当生物体内重金属积累到一定数量后，就会出现受害症状，生理受阻、发育停滞，甚至死亡，并使整个水生生态系统结构和功能受损、崩溃。

1.2.1 对水生动物的危害

研究结果表明Cd对碱性磷酸酶的活性有明显抑制作用。重金属

(Cd 等)对鱼大脑乙酰胆碱酯酶活性的影响。重金属进入水体后，可能会对水生动物的生长发育、生理代谢等过程产生一系列的影响。Cu、Zn、Pb、Cd 复合污染对鲫鱼DNA 合成有抑制作用。一定离子浓度的Zn、Pb、Cu、Cd 会影响鱼类胚胎发育并可能导致胚胎畸变。Ni 对淡水纤毛虫有急性毒性。Zn、Cu、Mn 的积累对鱼性别、身长有一定影响。海水重金属离子(Cu2+、Zn2+、Cr6+)含量超过一定浓度会引起文昌鱼中毒，使其身体渐成弯曲状而死亡。此外，有研究显示重金属对水生动物的遗传表达也会产生很大的影响。重金属(Cu、Zn)毒性对鲤鱼和罗非鱼金属硫蛋白基因表达的影响，罗非鱼暴露于重金属离子中，鳃和肝脏中金属硫蛋白mRNA 的表达受到显著影响。

1.2.2 对水生植物的危害

藻类是水体的初级生产者，在水生生态系统的食物链中起着十分重要的作用。人们可以利用藻类及水生生物的敏感性来监控水体的重金属污染。众多研究表明，重金属对水生植物的生长能产生一定的毒害。研究发现重金属通过各种途径进入水体后，一旦被藻类吸收，将引起藻类生长代谢与生理功能紊乱，抑制光合作用，减少细胞色素导致细胞畸变、组织坏死，甚至使藻类中毒死亡，改变天然环境中藻类的种类组成。Cd 能破坏某些绿藻的叶绿素，引起光合作用下降，并对斜生栅藻和蛋白核小球藻呼吸作用产生影响，抑制苹果酸脱氢酶活性。一定浓度的Cd 能诱导硝酸还原酶活性，抑制超氧化物歧化酶活性，从而破环其抗氧化防御系统。

1.2.3 对人体健康的危害

重金属进入人体后，不易排泄，逐渐蓄积，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。重金属(例如Pb、Se、Mn 等)通过水体直接或间接进入食物链后，能严重地耗尽体内贮存的Fe、维生素C 和其他必需的营养物质，导致免疫系统防御能力的下降，子宫内的胚胎生长停滞和其他一些残疾。重金属能抑制人体化学反应酶的活动，使细胞质中毒，从而伤害神经组织，还可导致直接的组织中毒，损害人体解毒功能的关键器官肝、肾等组织。目前的研究结果表明，Cr、Co、Ni、Cd、Se 等重金属元素均具有致癌、致畸、致突变等危险。水体重金属污染的治理途径

水体重金属污染的日趋严重已引起全社会的关注，除严格控制各种污水的排放外，另一项重要工作就是采取有效措施治理、净化被污染的水体，并实现废水的再生回用。2.1 物理方法

2.1.1 蒸发法

蒸发法的原理是通过使水蒸发而浓缩电镀废水，工艺成熟简单，可实现水的回用和有用重金属的回收，但耗能大，杂质含量高，会严重干扰重金属资源回收。2.1.2 换水法

换水法是将被重金属污染的水体移去，换上新鲜水，水量一般要求较小，应用局限性明显。

2.1.3 稀释法

稀释法就是把被重金属污染的水混入未污染的水体中，从而降低重金属污染物浓度。此法适于轻度污染水体的治理。当重金属污染物在这些水体中的浓度达到一定程度时，生活在其中的生物就会受到重金属的影响，发生病变和死亡等现象。所以这种处理方法

目渐渐被否定。2.2 化学方法

2.2.1 化学沉淀法

化学沉淀法的原理是通过化学反应使废水中呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的重金属化合物，通过过滤和分离使沉淀物从水溶液中去除，包括中和沉淀法、中和凝聚沉淀法、硫化物沉淀法、钡盐沉淀法、铁氧体共沉淀法等。产生的沉淀物必须很好地处理与处置，否则会造成二次污染。

2.2.2 电解法

电解法是利用金属离子在电解时能够从相对高浓度的溶液中分离出来的性质，主要用于电镀废水的处理。缺点是耗能大，废水处理量小，不适于处理较低浓度的含重金属离子的废水。2.3 物理化学方法

2.3.1 吸附法

吸附法是一种常用来处理重金属废水的方法，一些天然物质或工农业废弃物具有吸附重金属的性能，可降低重金属废水的处理费用。但由于存在后处理问题，限制了它们的工业化应用。

2.3.2 离子还原法、离子交换法

离子还原法是利用化学还原剂将水体中的重金属还原，将其形成难以污染的化合物，从而降低重金属在水体中的迁移性和生物可利用性，减轻危害。离子交换法是利用重金属离子交换剂与污染水体中的重金属物质发生交换作用，从水体中把重金属交换出来，达到治理目的。这类方法处理费用较低，操作人员不直接接触重金属污染物，但适用范围有限，容易造成二次污染。

此外，应用于重金属污染水体治理的物理化学方法还包括溶剂萃取法、膜分离技术法等。2.5 生物方法

2.5.1 植物

重金属污染水体的植物修复是指通过植物系统及其根系移去、挥发或稳定水体环境中的重金属污染物，或降低污染物中的重金属毒性，以达到清除污染、修复或治理水体为目的的一种技术。按其机理可分为植物挥发、植物吸收和植物吸附。目前已发现700 多种重金属超量积累植物(hyper accumulator)。这些超量积累植物具有较高的重金属临界浓度，在重金属污染环境中能够良好生长。但是，由于生长缓慢、生物量小，又极大地限制了其在环境治理中的应用价值。对于用作修复的植物，其生物量的增加、生长周期的缩短、积累的机理等方面还有待进一步研究。

2.5.2 动物

水体底栖动物中的贝类、甲壳类、环节动物以及一些经过优选的鱼类等对重金属具有一定富集作用。如三角帆蚌、河蚌对重金属(Pb2+、Cr2+、Cu2+)具有明显自然净化能力。此法的应用局限性在于需要驯化出特定的水生动物，处理周期较长，费用高，且后续处理费用较大，推广较困难。目前水生动物主要用作环境重金属污染的指示生物，用于污染治理的不多。

2.5.3 微生物

目前，重金属废水处理中应用较为广泛的微生物治理方法主要有微生物絮凝法和生物吸附法。

2.5.3.1 微生物絮凝法

微生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物，进行絮凝沉淀的一种除污方法。至今发现的对重金属有絮凝作用的微生物有12 种。实验表明，用硫酸盐还原菌培养液作为净化剂，可使电镀废水中铬的含量由44.11 mg/ L下降到5.365 mg/ L。近年来，多菌株共同培养的生物絮凝剂，因其可促进微生物絮凝剂的产生且絮凝效果好，成为研究热点。用微生物絮凝法处理废水安全、方便、无毒，不产生二次污染，絮凝效果好，絮凝物易于分离，且微生物生长快，易于实现工业化。此外，微生物可以通过遗传工程、驯化或构造出具有特殊功能的菌株。因此微生物絮凝法具有广阔的发展前景。

2.5.3.2 生物吸附法

近年来，国内外广泛利用微生物制成生物吸附剂来处理重金属污染的水体。生物吸附剂是利用一些微生物对重金属的吸附作用，并以这些微生物为主要原料，通过明胶、纤维素、金属氢氧化物沉淀等材料固定化颗粒制得。用固定化细胞作为生物吸附剂与直接用游离微生物处理相比，可以提高生物量的浓度，提高废水处理的深度和效率，大大减少吸附!解吸循环中的损耗，固液相分离容易，吸附剂机械强度和化学稳定性增强，使用周期明显延长，降低成本。若将多种对不同金属具有不同亲缘性的微生物固定化后，分别填装组成复合式的生物反应器，则可用于处理含多种污染成分的废水。

生物吸附应用于重金属废水的净化在工艺上是可行的，在技术上更表现出极大的优越性和竞争力，无论是吸附性能、p H 值适应范围还是运行费用等方面都优于其他方法。展望

微生物在环境保护和环境治理中起着举足轻重的作用。微生物具有容易发生变异的特点，随着新污染物的产生和数量的增多，微生物的种类可随之相应增多，更加呈现出多样性。这使其有别于其他生物，在环境污染治理中，微生物的作用独树一帜。微生物修复法具有成本低、效益高、反应条件温和、无二次污染，在恢复水体功能的同时可以增强水体环境的自我净化能力等许多优点。另外，通过基因工程、分子生物学等技术应用，可使微生物具有更强的吸附、絮凝、整治修复能力。因此微生物治理法无论对于环境的改善还是有限资源的再利用都具有巨大的经济价值及广阔的发展前景。

参考文献：

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第三篇：治理水体污染的措施

治理水体污染的措施

近年来，随着工业化进程的不断发展，各种工业废水、废气急剧增加，重大污染事故时有发生，大气、河流、海洋的污染日益严重，森林在萎缩，沙漠在扩大，生物物种在减少，臭氧层正出现越来越大的空洞„„人类的共同家园已千疮百孔，生态环境正在加速恶化，高温、洪涝、干旱、台风、寒害等极端天气频繁发生，这些既是大自然给人类的惩罚，也是大自然向人类敲响的一次次警钟。

“一些工厂和企业经营业主环保意识和法律观念淡薄，为了追逐自己的短期经济效益，不惜以牺牲环境为代价，有的甚至将违法排放废水废气作为降低成本、追求利润的捷径。”据该案二审承办法官季金华介绍，环境保护法、环境影响评价法、建设项目环境保护管理条例都规定了建设项目实行环境影响评价制度，其中环境保护法第二十四条规定：“产生环境污染和其他公害的单位，必须把环境保护工作纳入计划，建立环境保护责任制度；采取有效措施，防治在生产建设或者其他活动中产生的废气、废水、废渣、粉尘、恶臭气体、放射性物质以及噪声、振动、电磁波辐射等对环境的污染和危害。”同时，环境保护法第二十六条第一款规定：“建设项目中防治污染的设施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用。防治污染的设施必须经原审批环境影响报告书的环境保护行政主管部门验收合格后，该建设项目方可投入生产或者使用。”本案中，资源再生厂经营业主隋某在增加工艺流程、产品类别、新生废物的情况下，应依法重新报批环境影响评价文件，但隋某在未获得批准的情况下依然坚持生产，其行为违反了排污申报登记等相关法律规定，对环境造成了污染，环保局作出的处罚决定适用法律、法规正确，符合法定程序，应予以支持。

“人类的生存与发展离不开良好的生态环境。”季金华法官提醒，各级环保主管部门要切实履行好环保监测职责，依法严惩污染环境的行为；广大生产企业要严格遵守环保法律法规，从思想上提高环境保护意识，共同保护人类赖以生存的环境，还地球一个碧水蓝天

对于污水采取的措施主要有：

1： 资金、行政、法律保障措施

（1）资金支持是必不可少的条件

显然，资金支持是污染治理重要的条件之一，没有资金，一切治理措施就无法实施。

（2）政府的支持是后盾

城市水系污染治理涉及面很广，不但涉及到居民，还涉及到外地人员，涉及到部队系统，涉及到少数民族，也会涉及到权利持有者的利益。因此，单靠水利部门是无法解决问题的，即使再加上环保部门，力量依然是苍白无力的。需要市政府的强力支持，市政府也需要中央政府的支持。没有一个强大政府的支持，许多强制性措施就难以行得通。

（3）污染治理需要法制

法律法规是人们共同遵守的准绳，应制定保护城市水环境的地方性法律，让水系管理部门有法可依，依法行政，这样一些事情做起来会容易一些。

2：工程保障措施

（1）必须实施彻底截污、污/雨分流

根据实地调查结果，生活污水是水系最严重的污染源，将生活污水完全截留是治污的根本。另外，由于雨水管经常被用作排污管，所以实施污/雨分流也是重要措施。污水送入污水处理厂处理，雨水则可直接排入自然水体中，降低污水处理厂处理负荷，污水可以通过河道排放。

（2）对老平房区进行搬迁改造

一般来说，城镇新建居民区都有完备的下水道系统，都实施了污/雨分流。但是，老平房区房屋破旧，多数没有下水道系统，而且污/雨不分，是造成河流污染的主要来源。不管从污染治理的角度还是从城市建设的角度，都需要对老平房区进行搬迁改造。

3： 市政管理措施

（1）加强城市卫生综合管理

加强城镇的综合卫生管理，使街面保持干净，减少因风吹、雨水等因素将脏物带入河流。对自由市场、餐馆、外来人口聚居区进行严格的卫生管理，对建设工地卫生实行严格监督，对产生污染的路边小生意、洗车点或进行环境改造、或取缔。

（2）环卫部门应提高管理水平

鉴于环卫部门职工向河道倾倒所收集的垃圾、大粪的情况客观存在，环卫部门应提高管理水平，严格要求职工遵守规矩，教育职工明确自己的责任，对不守规矩、擅自污染环境的职工给与相应的处罚。

（3）合理布置垃圾处理站点、公共厕所

应健全垃圾处理站点网络（尤其是公共场所），让人们垃圾有处可弃，减少因无垃圾站（箱）而导致的垃圾随意丢弃。应在沿河设置一些公共厕所，让在外活动的人们感到方便，减少因为没有厕所而将河沿当厕所的现象。

（4）拆除一切造成污染的违章建筑

对一切形成污染的沿河餐馆、水上游乐厅等应取缔。

4： 水资源调控措施

加强水源调配方面的研究

水资源不足是影响水质的重要因素，河水不流，水质就会恶化。应加强水源调配方面的研究，如何既节约水源又保护水环境是必须研究的课题。建设一批污水处理厂，应加强处理水的应用，处理厂与输水管道应同时规划、同时设计，将处理后的洁净水引入河道，这样既节约水资源又可保护水环境。

记者：水污染对“南水北调”有什么影响?

汪恕诚：南水北调东线的水污染防治是大家十分关注的问题，有三条解决措施：关停严重超标的污染源，隔离污水和输水通道，建设绿色通道(即在南水北调输水线路两侧，种植树、草、绿色无公害作物等，形成一条数百米宽的绿色长廊，来保证调水水质)。今后，湖泊、河流、水源工程都应该进行这种建设。

我有一句话，如果东线的水污染不能解决，中国的发展就没有希望。为什么呢?如果水污染都治不好的话，中国今后怎么可持续发展呢?不管搞不搞南水北调，水污染都要治理，而且一定要治理好。我国的水污染问题已十分严重，其造成的严重后果也不亚于洪灾和旱灾，已经到了迫在眉睫、非解决不可的时候了。

记者：那么，水污染怎么治理呢?

汪恕诚：第一，不同的污染源的防治特点是不同的，点源污染、面源污染、自源污染的防治是不同的，要特别强调水源地的保护。水源地对人类健康的影响最大，要根据不同的污染源采取不同的防治措施。第二，防治的手段有工程手段、经济手段、技术手段、行政手段和法律手段，要综合使用。第三，污水处理要实现市场化运作。第四，培育水域的自我净化能力。

这里特别讲一下污水处理市场化问题。污水处理市场化对于中国来讲是刚起步，但特别重要。全国2400多个县，每个县搞一个污水处理厂得要多少钱?因此污水处理不能全靠国家财政，要将水污染处理费计入生产成本。国外的情况是，在收取水费的同时收取水污染处理费，有的国家收取的治污费是水费的一倍。只要这条路走开了，收益有了保证，就能吸引投资者，只有实行市场化，我国的水污染防治工作才能走上良性发展轨道。实行了这条政策，国外的投资者就会进来，BOT的方式就会采用。因此，污水处理市场化是一项非常重要的措施。

第四篇：重金属污染

重金属污染

作者：吕钱

摘要：自然界中存在着许多种重金属，比如锌、镉等，这些重金属也存在于人体内，然而如果人体摄入量过多就会对我们的身体产生危害，严重的甚至会危及生命；不仅如此，它也会污染环境，导致各种环境问题。然而，随着我们对自然的开发与改造，大量的重金属被开采同时它们也进入土壤，水体等危害环境和人们的健康，本论文针对重金属污染现状，结合近年来重金属污染事件，查阅大量资料，分析了当前存在的重金属污染问题，并提出相应对策。

关键字：重金属污染，现状，问题，治理

（一）重金属：对什么是重金属目前尚无严格的定义，化学上跟据金属的密度把金属分成重金属和轻金属，常把密度大于4.5g/cm3的金属称为重金属。如：金、银、铜、铅、锌、镍、钴、铬、汞、镉等大约45种。从环境污染方面所说的重金属是指：汞、镉、铅、铬 以及类金属砷等生物毒性显著的重金属。对人体毒害最大的有5种：铅、汞、铬、砷、镉。这些重金属在水中不能被分解，人饮用后毒性放大，与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物或无机物。重金属有毒非金属物质：砷、氟、氰等。

（二）重金属对人体的伤害：

汞 食入后直接沉入肝脏，对大脑视力神经破坏极大。天然水每升水中含0.01毫克，就会强烈中毒。含有微量的汞饮用水，长期食用会引起蓄积性中毒。铬 会造成四肢麻木，精神异常。

砷 会使皮肤色素沉着，导致异常角质化。镉 导致高血压，引起心脑血管疾病；破坏骨钙，引起肾功能失调。

铅 是重金属污染中毒性较大的一种，一旦进入人体很难排除。直接伤害人的脑细胞，特别是胎儿的神经板，可造成先天大脑沟回浅，智力低下；对老年人造成痴呆、脑死亡等。

钴 能对皮肤有放射性损伤。

钒 人的心、肺，导致胆固醇代谢异常。

锑 与砷能使银手饰变成砖红色，对皮肤有放射性损伤。

铊 会使人得多发性神经炎。

锰 超量时会使人甲状腺机能亢进。

锡 与铅是古代巨毒药“鸩”中的重要成分，入腹后凝固成块，坠人至死 锌 过量时会得 锌热病。

铁是在人体内对氧化有催化作用，但铁过量时会损伤细胞的基本成分，如脂眆酸、蛋白质、核酸等；导致其他微量元素失衡，特别是钙、镁的需求量.（三）重金属污染：重金属污染指由密度在5以上的金属或其化合物造成的环境污染。主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。因人类活动导致环境中的重金属含量增加，超出正常范围，并导致环境质量恶化。

（四）重金属污染的主要特点：重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化，使使有害性降低或解除。而重金属具有富集性，很难在环境中降解。如今中国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤引起严重的环境污染。如随废 重金属水银水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝类体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。水体中金属有利或有害不仅取决于金属的种类、理化性质，而且还取决于金属的浓度及存在的价态和形态，即使有益的金属元素浓度超过某一数值也会有剧烈的毒性，使动植物中毒，甚至死亡。金属有机化合物（如有机汞、有机铅、有机砷、有机锡等）比相应的金属无机化合物毒性要强得多；可溶态的金属又比颗粒态金属的毒性要大；六价 铬 比三价铬毒性要大等。

重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中富集，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等，对人体会造成很大的危害，例如，日本发生的水俣病（汞污染）和 骨痛病（镉污染，等公害病，都是由重金属污染引起的。重金属在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布，而底泥往往是重金属的储存库和最后的归宿。当环境变化时，底泥中的重金属形态将发生转化并释放造成污染。重金属不能被生物降解，但具有生物累积性，可以直接威胁高等生物包括人类，有关专家指出，重金属对土壤的污染具有不可逆转性，已受污染土壤没有治理价值，只能调整种植品种来加以回避。

（五）污染分类：

a)铅污染，主要毒性效应是贫血症，神经失调和肾损伤，以上海儿童和老人；b)镉污染：镉 能够取代骨中钙，使骨骼严重软化，骨头寸断，会引起胃脏功能失调，干扰人体和 生物体内 锌的酶系统，导致高血压症上升。易受害的人群是矿业工作者、免疫力低下人群。

c)汞污染：血液中的金属 汞 进入脑组织后，逐渐在脑组织中积累，达到一定的量时就会对脑组织造成损害，另外一部分汞离子转移到肾脏。进入水体的无机汞离子可转变为毒性更大的有机汞，由食物链进入人体，引发全身中毒；

d)砷污染：砷 通过呼吸道、消化道和皮肤接触进入人体，如摄入量超过排泄量，砷 就会在人体的肝、肾、肺、子宫、胎盘、骨骼、肌肉等部位蓄积，与细胞中的酶系统结合，使酶的生物作用受到抑制失去活性；

e)铬污染：可致腹部不适及腹泻等中毒症状，引起过敏性皮炎或湿疹，呼吸进入，对呼吸道有刺激和腐蚀作用，引起咽炎、支气管炎等。水污染严重地区居民，经常接触或过量摄入者，易得鼻炎、结核病、腹泻、支气管炎、皮炎等。f)铜污染； g)镍污染；

h)锌污染；

（六）案例分析：

202_年，相继发生了贵州独山县、湖南辰溪县、广西河池、云南阳宗海、河南大沙河等5起 砷 污染事件

202_年6月，湖南娄底双峰县发生违法转移含铬废渣引起 铬 污染事件； 7月，浏阳爆发某化工厂引起的恶性 镉 污染事件；

8月，陕西凤翔县发生铅排放导致大量儿童血铅含量严重超标；

昆明东川区发生200余名儿童血铅超标事件；

湖南武冈精炼锰加工厂超标排铅，造成附近1300多名儿童中铅毒；

9月，福建上杭华强电池生产过程中排放含铅的烟尘和废水导致逾百名儿童血铅超标；

10月，河南济源因 铅 冶炼企业造成1000余名儿童血铅超标；

12月，山东临沂境内含砷污水再次下排，致使整个南 涑 河流域及其下游的江苏邳州水体 砷 超标；

广东清远44名儿童被检出 血铅超标；

据环境保护部统计，202_年环保部接报的12起重金属、类金属污染事件，致使4035人血铅超标，182 镉 超标。

202_年1月，江苏大丰51名儿童被查出血铅超标。

3月，四川隆昌县 渔 箭镇部分村民血铅检测结果异常

3月，湖南郴州嘉禾污染企业造成儿童铅中毒

6月，湖北崇阳30人被查出血铅超标，其中有16名儿童。

7月，福建紫金矿业含铜酸性废水渗漏，造成江大面积恶性污染。

7月，云南大理鹤庆39名儿童血铅超标

12月，安徽怀宁因附近电源厂污染导致100余名儿童血铅超标

202_年3月，浙江德清县因当地电池企业污染导致300余人血铅超标 3月，浙江台州上陶村因蓄电池排放废水废气造成100余名村民血铅超标 5月，广东紫金县因电池企业污染导致130余人血铅超标；

上面陈述，无一不是因重金属污染，无一不对人造成严重影响，值得我们深思，同时也说明重金属污染时常发生。

分析：环保专家认为，对于污染风险评估，美国要求如果百万人中有一人可能致癌，土地必须修复；荷兰则要求，若10万人中有一人可能致癌就得修复。中国如今正在进行的土壤修复试验是参照欧洲和美国的技术标准，但与中国实际存在着巨大差距。

当前，化工污染已成为严重的环境问题，存在着多种治理难题亟待化解。

第一，土壤污染重，修复成本大。苏州环境科学研究所所长杨积德算了一本账，苏州化工厂600多亩，按60%的受污染面积进行治理，每亩666平方米，如挖5米深，即3330立方米，每立方米1.9吨，如每吨土修复需1000元左右，治理要20亿元。如按3米深进行治理，也要10多亿元。修复方法包括火烧、淋洗等，如进行生物修复时间需达数十年。

第二，缺乏相关法律与国家技术标准。杨积德说，如今，中国尚未出台《土壤修复法》，缺乏土壤修复技术标准。一块地如何才算修复好了，这不仅是一个技术问题，还是法律问题，否则可能带来二次污染。

第三，管理体制不顺，修复时间长。当前，各地土壤修复的主管部门不尽相同。苏州设在土地部门、无锡设在建设部门，牵扯 发改委、规划、土地、建设、环保、财政等多个部门，协调困难。

（七）应对措施：如此多的事件让我们痛心，我们应该加强防范意识，努力

做到这样的事件不会再发生。首先，从思想上重视了解重金属对人类及环境造成的危害，提高环境保护意识，只有保护好生存环境，才能保护人类自己；从行为上，要从个人做起，配合国家法律、法规的环境保护的规定，企业要加强管理，并且做好监督管理机制，使措施落到实处，不能只以人为本，还要考虑动植物及环境所能承受的压力，这样，人类才有立足之地。总之，只要以保护环境为出发点，重金属污染问题就能降到最低点。

（A）对于土壤污染，控制与消除土壤污染源，是防止污染的根本措施。土壤对污染物所具有的净化能力相当于一定的处理能力。控制土壤污染源，即控制进入土壤中的污染物的数量与速度，通过其自然净化作用而不致引起土壤污染。具体措施如下：

1）控制与消除工业“三废”排放

2）加强土壤污灌区的监测与管理

3）合理施用化肥与农药。

4）增加土壤容量与提高土壤净化能力

5）建立监测系统网络，定期对辖区土壤环境质量进行检查，建立系统的档案资料，要规定优先检测的土壤污染物与检测标准方法。

(B)对于水污染：

1）化学法：化学沉淀、电解、离子交换等。

2）物理法：膜分离、活性碳和硅胶吸附等。

3）生物法：生物絮凝、生物吸附、植物整治等方法

(C)对于大气污染：

1）加强大气监控；

2)建立完善区域大气污染联防联控新机制，努力改善大气环境质量。

3）多植树，加强大气净化效率；

4）运用高科技，加强治理；

（D）政策上

1）制定了环境保护法；

2)制定了各项规划要加强落实，具体做到以下几点：（1）加强领导，落实责任；

（2）制定办法，严格考核；（3）突出重点，从严惩治；（4）源头防范，严格准入；（5）妥善处置，维护稳定；

小结：上面已经具体的分析了重金属污染，介绍了其分类，主要特征，同时也具体的给了例子，我想重金属污染的危害显而易见，同时也时时刻刻存在于我们的生活中，那么我们社会、政府、企业以及我们每一个人就要采取行动，政府要加强监督，基于必要的法律约束；社会要充分发挥其舆论监督能力，给非法企业压力；企业应加强自我约束能力，做到为他人着想，把他人安全放在第一位，把利益放在第二；我们个人应该注意每个细节。重金属污染危害你我他，同时也危害环境,为了更好的明天，要共同努力防护，同时，研发处理技术也至关重要。悲剧已经给我们敲响警钟，不要然悲剧重演。

第五篇：粘土矿物治理重金属污染的探讨

粘土矿物治理重金属污染的探讨

00812084 张凭跃

摘要：本文综述了污染土壤的重金属来源，分析了粘土矿物的结构特点，阐述了粘土矿物治理重金属污染的机理和应用实例，指出了随着人们认识、技术水平的提高，粘土矿物在治理重金属污染中将发挥重要的作用。

关键词：粘土矿物 重金属 净化

在治理污染土壤的过程中，重金属污染物是一类典型的优先控制污染物，许多世界著名的环境公害事件都证明与重金属污染有关。美国、日本、德国及其它欧共体国家先后将其列入优先控制有机无机污染物黑名单与灰名单。长期以来有关重金属污染物在环境中的迁移动态、形态转化和生态效应也成为国际环境科学领域的研究热点。土壤重金属污染主要是由于采矿、冶炼、化工、电镀、电子和制革等工业产生的含重金属废弃物进入土壤，以及污灌、农药、化肥、垃圾、粉煤灰和城市污泥的不合理施用引起的，重金属进入土壤后，由于不能被微生物分解，而能被生物富集和积累，重金属在土壤中积累到一定限度就会对土壤——植物系统产生危害，并有可能通过接触、食物链等途径直接或间接地危害人类。据Assaway的估算，进入土壤的重金属，在没有外来继续进入，只通过植物吸收使其在土壤中消失的时间：As和CA 为100年；Cu，Mn，Mo和Zn为1 000年；Co，Pb，Ni，Cr和V为10 000年。因此，土壤的重金属污染与治理一直是国际上研究的热点与难点问题，也是我国农业可持续发展和环境质量改善中许多学科共同感兴趣的问题。

治理重金属污染的传统技术有化学沉淀、渗透膜、离子交换、活性炭吸附等。但这些方法普遍成本较高。由于粘土矿物来源广，价格低廉，具有化学、机械稳定性好，多孔隙率等特点，利用粘土矿物治理重金属污染，已经受到人们的关注。污染土壤的重金属来源

污染土壤是指土壤中的某一物质或多种物质因含有足够的数量或浓度从而表现对特定目标或对象有直接或间接的危害，这样的土壤称为污染土壤，其主要污染源有工业、生活、交通和农业污染源。

1.1 工业污染源

重金属主要来自于采矿业、钢铁业、金属处理与加工业、化学与制药工业、石油加工业、纺织工业、印染业等。例如，美国蒙大拿州某有色冶金企业每年排人大气中的锌约5 t，镉约250kg，其周围地区土壤表层0～2.5 cm内锌的含量很高，离厂1．8km达1 090 mg／kg，离厂3．6km为233 mg/kg，离厂7．2km 为48 mg/kg。在上述距离土壤中镉的含量分别为37mg／kg，17mg／kg和4 mg／kg，可见冶金企业排放的废气对周围环境有明显的污染，而且离厂越近，污染越严重。我国现有的国营矿山企业8 000多个，个体矿山达23万多个，由于种种条件的限制国内许多矿山废弃物未经任何处理就任意排放与堆置，造成了较为严重的环境污染问题。

1.2 生活污染源

我国每年都有相当一部分生活垃圾不能处理，运到城郊农地上堆存，其渗滤液中含有大量的重金属，从而污染土壤。据A A别乌斯等资料，在垃圾堆放场周围土壤(0～ 20cm)中某些化学元素的含量比远离堆放场的高得多，如距垃圾堆放场50m、100m、250m土壤中铜的质量浓度分别为300 mg／kg，100 mg／kg，40 mg／kg，Pb、Zn、Cr、Ni也是距垃圾场越近，其含量越高。

1.3 交通污染源

机动车排放的废气对土壤环境产生影响，不仅表现在公路两旁土壤中氮氧化物、碳的氧化物和碳氢化合物明显增加，而且公路两旁土壤中铅的含量明显增加，且距公路越近，铅的含量越高。在瑞典距离公路5．5m的土壤中易溶性铅和难溶性铅的质量浓度分别为9．9 mg／kg和33．4 mg／kg；距离20m的土壤中，分别为2．7 mg／kg和22 mg／kg；距离40 m的土壤分别为2．2 mg／kg和7．6 mg／kg。由于公路两旁受铅的污染，其上植物中铅的含量往往比其它地区高。在德国，公路旁青草中铅的质量浓度为34～ 50 mg／kg，而清洁地区仅2～ 3 mg／kg，甜菜叶子中含铅量为25～ 32 mg／kg，超过欧洲经济共同体规定的标准1．5～ 2．2倍，甜菜和马铃薯茎中铅的质量浓度分别达70 mg／kg和100 mg／kg，白菜、菠菜中铅的质量浓度也都较高。

1.4 农业污染源

某些农药在其组成中含有汞、锌、铜、铁等重金属，经常施用这些农药易引起重金属污染。另外，我国北方和西北地区由于年降雨量较少，雨量年分布变异大，因此污灌面积逐年扩大。而工业废水中含有大量CA、Hg、Pb、As等，不恰当的污灌将会造成土壤重金属污染。粘土矿物的结构特点

粘土矿物主要是由粒径<2µm的层状硅酸盐矿物组成，它具有二维网格状延展的Si—O 四面体骨架。由硅氧四面体共3个角顶连接成二向展平的六方网层，称四面体片。其一侧的活性氧需要大小适宜的阳离子相配位以使电荷平衡，且与氧和羟基构成配位八面体，八面体共棱连接构成八面体片。四面体片和八面体片通过共用活性氧组成层状硅酸盐结构单元层。若结构层由一个四面体片和一个八面体片组成，称为T—O层或1：1层；若结构层由一个八面体片和两个指向相反的四面体片组成，则构成T—O—T层或2：1层。对应于四面体片的一个六方环，包含有3个共棱的八面体，如果八面体阳离子为2价时，这样的结构层称为三八面体层；同理，如果为3价，则称为二八面体层。结构层彼此堆垛相连，构成了层状结构硅酸盐矿物的特有结构。若结构层内的正负电荷已经达到平衡，那么结构层之间只能以微弱的分子键或氢键相联系。如果未达到平衡而有多余的负电荷(层电荷)时，例如由于Al置换Si，为达到正负电荷的平衡，势必导致层间存在一定数量的金属阳离子，如K 或Na 等，借助于其间的离子键力，使结构层彼此相连，它的键强会比分子键或氢键强的多。因此，当单元层内部电荷未达平衡时，单元层间的空隙—— 层间域中将有一定量的阳离子充填，如Na、K、Ca离子等，还可以吸附其他物质。主要粘土矿物的性能

一般来说，粘土矿物可分为三大类，即高岭石类(由一层硅氧片和一层水铝片组成，属1：1两层型粘土矿物)；蒙脱石类(由两层硅氧片夹一层水铝片结合而成一晶层，属2：1三层型粘土矿物)；伊利石类(由两层硅氧片夹一层水铝片结合而成一晶层，属2：1三层型粘土矿物)。

3．1 蒙脱石的主要性能

蒙脱石是一种具有膨胀性、呈层状结构的含有少量碱和碱土金属的含水铝硅酸盐矿物。蒙脱石每个单位晶胞由两个硅氧四面体与一个铝氧八面体平行链所组成，在每个晶体构造层间吸附和放出水分子。蒙脱石具有较高的阳离子交换性能，表现出较强的吸附性，且容易使颗粒分裂成很细的带电粒子。此外，蒙脱石晶体构造层间亦可以有有机物的存在。

3．2 高岭石的主要性能

天然高岭石由于其粒径极细，往往呈胶体微粒而吸附其它杂质，而且粒径细者交换吸附能力相对增高。但是，与其它粘土矿物相对比，高岭石的阳离子交换能力较低。这主要归因

于结构单元层内部已达到电性中和状态，对阳离子的吸附作用仅限于颗粒的周际或裂隙中。然而，由于结构单元层的外表OH一离子的存在，高岭石的阴离子交换能力相对较高。此外，高岭石在颗粒界面上也可吸附有机分子。

3．3 伊利石的主要性能

伊利石是一种隐晶一微晶状白云母粘土矿物，伊利石的晶格与蒙脱石相似，不同点在于在伊利石的四面体中有大约1／6的+4价Si离子被+3价Al例子置换，为平衡多余的负电荷，结构中将近有1～1.5个K离子进入结构单元层之间，这些K离子似乎起着桥梁作用，把相邻的两层紧紧结合在一起。粘土矿物对重金属污染物的净化机理

4．1 吸附作用

吸附作用是粘土矿物的重要特性之一，包括物理吸附、化学吸附和离子交换吸附三类。产生物理吸附是由于粘土矿物具有较大的表面积，即具有较大的表面能，吸附作用的进行，引起系统表面自由能的减少。化学吸附是指由粘土矿物与吸附质之间的化学键力而产生的吸附。粘土矿物带正电荷，阴离子集团可以通过静电引力吸附在粘土矿物的边面上。当介质中存在中性电解质时无机阳离子可以在粘土矿物和阳离子型聚合物之间起“桥接”作用，使高聚物吸附在粘土矿物的表面上。离子交换吸附是类质同象替换使粘土矿物形成永久电荷，为平衡电荷粘土矿物吸附环境中的异号离子的现象。粘土矿物的表面上、孔道内和层间域均能发生离子交换吸附。高岭石没有或很少有同晶置换，层电荷几乎为零，永久电荷极少，负电荷主要来源于结构边缘的断键或暴露在表面的羟基的解离。云母属2∶1 型结构，其结构中有四分之一的Si4+被Al3+置换，单位化学电荷数为1，同晶置换所产生的负电荷由晶层钾离子来平衡。蒙脱石的电荷来自八面体片中Mg2+对Al3+的同晶置换。依据这一原理，环境中的重金属元素就可被粘土矿物固定，失去了进一步污染环境的目的，达到治理重金属污染的目的。

4．2 配合作用机理

配合作用主要分为表面配合作用和晶间配合作用两种。红外光谱分析证明，硅酸盐中有大量SiO44-、AlO45-基团，在固-液体系中硅酸盐颗粒表面可以与水形成水合氧化物盖层，表面呈负电性，有利于配合作用产生。在粘土矿物层与层之间是分子引力相联结，重金属离子可以进入层间与SiO-发生配合作用。

粘土矿物羟基化表面可以通过静电作用与溶液中的离子发生表面配位反应，如Pb2+能与高岭石表面进行配位反应。由于层状硅酸盐矿物结构单元层外层存在着羟基基团，结构单元层之间的键力联结较弱，重金属离子可以进入层间与羟基发生配合作用，因此在其晶体内部的相邻两结构单元层之间，也存在显著的配合作用。如高岭石为T-O 型层状硅酸盐矿物，重金属离子可以进入层间与八面体片中的羟基发生配合作用。粘土矿物与重金属离子的配合作用受矿物的层电荷分布、重金属离子的水化热、电价、离子半径和有效离子半径等因素控制。

4．3 共沉淀作用

共沉淀作用是指粘土矿物可以通过自身溶解作用所产生的阴离子可与重金属元素产生共沉淀作用，从而降低重金属的可移动性及生物有效性。早期的研究表明，磷灰石去除土壤中的重金属主要是通过吸附作用，而Mectal 则认为污水中铅的去除基本上是通过磷灰石的溶解作用,而后沉淀出Pb(PO4)3(CO3)3，(F,OH)或Pb3(CO3)2(OH)2。对于Zn、Cd 两种元素也有类似的沉淀的反应，在酸性条件下，Zn形成了磷锌矿(Zn3(PO4)2 •4H2O,pH=6)，Cd 形成了CdCO3(pH=3~6)，在碱性条件下，Zn 形成了ZnO(pH=8~12),Cd 形成了Cd(OH)2(pH=8)。粘土矿物治理重金属污染的研究实例

何宏平等通过蒙脱石、伊利石和高岭石三种粘土矿物对+2价Cu离子、+2价Zn离子、+

2价Cd离子、+2价Pb离子、+3价Cr离子五种重金属离子的吸附研究，结果表明，蒙脱石对+3价Cr离子、+2价Cu离子有很好的选择性，伊利石和高岭石对+3价Cr离子、+2价Pb离子有较好的亲和力。柯家骏等研究了膨润土粘土矿物吸附溶液中重金属离子的能力。结果表明，在相同的条件下，膨润土吸附溶液中重金属离子的次序是：Cu（+2）>Zn（+2）>Ni（+2）>Cd（+2）。李红阳等通过实验表明，粘土矿物对于Cr、Cd、Pb、Hg、As等有害元素具有很强的吸附能力，是理想的低成本吸附剂，在废水处理中，可用来取代活性炭或离子交换树脂来去除重金属等有害元素。

古映莹等对高岭土进行表面改性制备了高岭土一MBT(聚苯乙烯)复合体，考察了对溶液中重金属离子的吸附性能。结果表明，高岭土一MBT复合体对水中+2价Pb离子、+2价Hg离子、+2价Zn离子的吸附能力明显优于纯高岭土和仅经过表面处理的高岭土。金漫彤等利用偏高岭土、碱激活剂等合成了土壤聚合物，并进行了含重金属废物的固化。结果表明，对Zn抖、Pb抖、Cu 和Cd 捕集效率高，浸出毒性能达到国家标准。粘土矿物修复土壤重金属污染发展方向

6.1 根据粘土矿物材料对肥料养分的控释作用，粘土矿物修复材料可与肥料相结合，发挥其双重作用。

6.2 针对土壤重金属污染特点和修复要求的差异，可将多种粘土矿物按照一定的比例混合在一起或将粘土矿物修复与其他修复方法相结合，后者称之为联合修复，以便克服各自的缺点，提高性能，达到更好的修复效果。

6.3 对粘土矿物进行物理加工，改变其性质，提高修复功效。如粉碎粘土矿物不仅可以提高其对重金属的吸附性能，而且还可以形成不可逆吸附。

6.4 对粘土矿物有关改性方面的研究。如将多重改性或性能更好的改性粘土矿物引人土壤重金属修复领域，以提高其对土壤中重金属的吸附与固定能力，使被固定的重金属不易重新释放出来，产生二次污染。结语

粘土矿物在重金属污染治理中有着独特的作用，开发储量丰富、价格低廉的粘土矿物，并对有一定净化功能的粘土矿物进行合理改性，是治理重金属污染的新途径，这种方法具有设备简单、操作简便、二次污染小等优点。目前，利用粘土矿物治理重金属污染，大都处于研究阶段，实际的应用不是很多。随着人们对粘土矿物净化重金属污染机理的深入认识，以及粘土矿物加工改性技术的不断开发和应用，粘土矿物在重金属污染治理中，将会发挥重要的作用。

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