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重金属的处理办法

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重金属的处理办法范文第1篇

关键词:重金属监测;土壤污染;过程;措施

伴随着中国经济的飞速发展,工业化进程的不断深入,使得废气、废水、废渣等污染物开始大量进入到自然环境之中,使得我国生态环境遭受到极为严重的破坏。其中土壤当中的重金属污染成为了近几年当中,人们所关注的重要问题,因为此种污染有着极强的隐蔽性,污染的来源十分难以进行确认,并且对人体健康会造成极大的损害。所以,土壤重金属污染已经被我国环保部门高度关注,并开始尝试使用相应的预防手段。但是如果需要有效对土壤当中所出现的重金属污染进行防护与整治,有关部门则必须要做好针对土壤的监测工作,并在此基础上落实完善的土壤监测质量控制措施,这样才能让土壤监测工作更好地进行下去。

1.土壤重金属污染的损害分析

土壤重金属污染指的是通过重金属或重金属化合物遗留在土壤当中所形成环境污染现象,造成这种污染的原因有:使用污水灌溉、不正确的采矿、工业三废的排放和使用重金属含量严重超标的化肥产品等。土壤当中常见的重金属残留有铜元素、铁元素、铅元素、镍元素等。

一般情况下,重金属元素无法进行生物降解,并且它会在人体或者动物体内产生积累,会在食物链的生物放大作用中被不断集中,对人和动物的身体健康带来极大的损害。另外,土壤重金属污染具有不可逆性,被污染之后的土壤无法再进行治理,处理办法只能凭借种植品种的调整来对重金属污染的损害进行回避。

2.土壤当中重金属的监测过程分析

本文对常见的土壤重金属污染监测实验进行分析,对实验的整个流程进行逐一论述。

2.1材料以及器材的准备

(一)样品的收集和制备

本文选择了我国某市表层十五公分的土壤开展研究分析,并对其进行样品的收集。在采样过程当中,实验人员必须要除去土壤表层当中肉眼可见的杂质,并且对采样点进行甄选,把收集到的土壤样本使用干净的塑料袋进行密封包裹,并对其采集地点、采样时间等信息进行记录和编号,之后送往实验室当中。根据《近代土壤元素的分析办法》和中国的土壤监测实验标准,把收集到的土壤进行风干,等待土壤呈现半风干状态时,实验人员需要将其中体积较大的土块进行碾压,并铺垫成薄膜形态。值得注意的是,在这一过程中实验人员应避免土壤受到阳光直射。待其完全风干之后,需要对这些土壤进行过筛、研磨、缩分,把土壤制备成粒度直径低于200目的土壤样品,方便接下来所开展的实验分析。

在土壤样品的制备过程当中,实验人员需要注意两个比较关键的数据,其一是土壤当中的水含量,它能够有效表现出土壤被风干的程度,凭借对土壤当中水含量的测量与监测,能够保障土壤当中各种元素的含量是干基含量,降低和杜绝土壤在风干过程中因为风干程度不足所导致的数据误差现象。其二是土壤样品的粒度,通常状况下,所得到的土壤样品粒度越低,代表其均匀性越优秀,测量数据结果和真实数值越接近。以不需要进行消解,能够直接展开分析的汞元素作为例子,比较土壤当中粒度对实验结果所造成的影响,能够发现200目的土壤样本在多次监测以后,数据基本能够保持在相对恒定的状态,拥有极高的重现性。但是如果土壤粒度增加,测量结果的误差便会大幅度提升。通过这一实验可以看出,在常规情况下,粒度在200目左右的土壤样本是符合实验精度要求。

(二)试剂和设备的准备

使用原子吸收分光光度法和原子荧光法等测量方式开展土壤成分分析,必须要使用的仪器为IPC质谱仪。本次实验所选用的是原产地美国的Optima 2100DV质谱仪,加上玻璃同心雾化室,可以有效完成对土壤当中锌元素、铜元素、铅元素等重金属元素的分析,实验当中所需要的试剂为氢氟酸、硝酸等。在该实验当中,所使用的试剂都是优良级纯试剂。为了降低实验过程中因为容器污染所造成的实验结果误差,在实验开始之前,工作人员将需要使用到的实验容器均放置在硝酸溶液当中进行一天一夜的浸泡,之后再使用自来水和蒸馏水进行冲刷。

2.2实验分析

(一)样品消解

实验人员在进行消解试剂选定时,需要从试剂纯度和实际种类两个部分进行考量,通常情况下,验人员一般会选择高纯度消解试剂,这样可以避免土壤样品受到不必要的污染。常规情况下,针对土壤样品所开展的消解,基本上都是使用多元消解法,即取出0.25克土壤样本,将其放置到消解罐中,添加多元酸,之后将其放到微波消解器当中开展消解。此项工作完成以后,滴人2-3滴高氯酸、在温度为150摄氏度的电热板上进行加热处理,之后将试剂带入冷却室当中,凭借过滤,对土壤当中的灰分进行监测。

(二)精密程度分析

实验人员需要对样品质量管理进行控制,根据我国颁布的《土壤环境监测技术要求》,保障消解批次之间具备有重现性,应选出30%的样品开展平行样监测,保障每一个批次当中的消解实验样品当中均拥有1个质量控制样品,2个平行样品和5个独立样品。

3.土壤重金属监测过程中的质量控制措施

针对土壤重金属监测过程中进行质量控制,其目的是将实验过程中所出现的误差控制在合理的范围当中,保障所得到的信息数据准确与真实。在该实验分析环节,使用的土壤样品数量相对较多,不能完成相同批次的消解。所以,为了保障分析结果的正确,实验人员必须要使用对应的手段,对实验的精密性进行控制,最大程度降低相同批次和批次间所存在的数据误差。

3.1精密性分析

针对相同批次土壤样品的数据测量精度,实验人员可以建立对应的平行试验样本,开展平行监测,这样可以降低偶然误差出现的可能性,保障相同批次土壤样品重金属含量测量精度的准确性。而针对不同批次间的样品,试验人员可以凭借建立质量控制样本的办法,开展实验误差的控制,若平行双样的实验监测数据无法达到对应的合格率标准,则不但需要实验人员对没有合格的土壤样品开展二次监测,同时还必须添加10%左右的平行双样,直至合格率达到95%左右为止。

3.2准确性分析

在针对土壤样品重金属含量的准确性进行分析时,实验人员需要使用加标回收的测量方法,该种办法在缺少质量控制样本的前提下有着极为广泛的使用。该种方法就是在同一批次的土壤样品当中,随机选择出总量约20%的土壤样品,开展加标回收监测,这对于保障检测结果的准确性往往能起到很好的效果。

重金属的处理办法范文第2篇

关键词:土壤 重金属污染

1、研究背景

据我国农业部进行的全国污灌区调查,在140万公顷的污水灌区中,遭受重金属污染的土地面积占污水灌区面积的64.8%,其中轻度污染的占46.7%,中度污染的占9.7%,严重污染的占8.4%。由此可见我国土壤受重金属污染的情况较为严峻[1]。

在环境污染研究中,重金属多指Hg,Cd,Pb,Cr以及类金属As等生物毒性显著的元素,其次是指有一定毒性的一般元素,如Zn,Cu,Ni,Co,Sn等。人们所说的土壤重金属污染主要是由于Zn,Cu,Cr,Cd,Pb,Ni,Hg,As8种重金属元素等引起的土壤污染。土壤是人类赖以生存的自然条件,如果土壤被重金属污染将直接导致粮食、蔬菜、瓜果等的重金属含量增加。同时因为重金属不能为土壤微生物所分解,而易于积累转化为毒性更大的甲基化合物,甚至有的通过食物链以有害浓度在人体内蓄积,从而严重危害人体健康[2]。由于重金属在土壤中难以被分解、转化或吸收,所以充分认识土壤污染及危害,保护土壤,防治污染是十分重要的任务。

2、土壤重金属污染的特点

大多数重金属是过渡性元素,而过渡性元素的原子具有其特有的电子层结构,这使重金属在土壤环境中的化学行为具有下列一系列特点;

(1)重金属具有可变价态,它能在一定的幅度内发生氧化还原反应。不同价态的重金属具有不同的活性和毒性。

(2)重金属易在土壤环境中发生水解反应,生成氢氧化物;它也易与土壤中的一些无机酸发生反应生成硫化物、碳酸盐、磷酸盐等。这些化合物在土壤中的溶解度较小,所以重金属不易迁移而易累积于土壤中,从而降低了污染危害范围扩大的可能性,但却使变长了污染区的危害周期和加大了重金属危害程度。

(3)重金属作为中心离子,能够接受多种阴离子和简单分子的独对电子,生成配位络合物:还可与一些大分子有机物,如腐殖质、蛋白质等生成鳌合物。上述反应增大了重金属在水中的溶解度,进而使重金属在土壤环境中更易迁移‘从而增大了重金属污染区域范围。

重金属的所有这些化学特性,决定了重金属在土壤环境中具有多变的迁移特性。重金属污染的主要特点,除了污染范围广、持续时间长外,还有污染隐蔽性,而且它无法被生物降解,并可能通过食物链不断地在生物体内富集,进而可转化为毒害性更大的甲基化合物,对食物链中某些生物产生毒害,最终在人体内蓄积而危害人体健康。重金属的上述特性决定了其在污染和环境危害中的特殊作用。

3、土壤重金属污染的危害

土壤重金属污染对环境产生的危害主要有下列途径:

(1)受污染的土壤直接暴露在环境中,动物或人直接或间接地吸收了受污染的土壤颗粒等;

(2)土壤中的重金属通过淋溶作用向下缓慢渗透,从而污染了地下水;

(3)外界环境条件的变化,例如酸雨、施加土壤添加剂等因素,提高了土壤中重金属的活性和生物有效性,使得重金属较易被植物吸收利用,从而进入食物链后对动物和人体产生毒害作用。

4、重金属污染土壤治理方法

土壤重金属污染的治理,世界各国都开展了广泛的研究工作。目前,所采用的土壤重金属污染的治理方法主要有下列四种。

4.1生物措施

生物措施是利用生物的某些特性来适应、抑制和改良重金属污染土壤的措施。生物措施包括动物治理、微生物治理和植物治理三种方法。

动物治理是利用土壤中的某些低等动物(如虹蜕和鼠类)能吸收土壤中的重金属,因而能一定程度地降低污染土壤中重金属的含量。在重金属污染的土壤中放养蛆蜕,待其富集重金属后,采用电激、灌水等方法驱出蛆叫集中处理,对重金属污染土壤也有一定的治理效果[3]。

植物治理是利用有些植物能忍耐和超量累积某种或某些重金属的特性来清除污染土壤中的重金属。通常,它有三个部分组成:植物萃取技术、根际过滤技术、植物挥发技术。植物治理的关键是寻找合适的超积累或耐重金属植物。

生物措施的优点是实施较简便、投资较少和对环境拢动少。缺点是治理效率低(如超积累植物通常都矮小、生物量低、生长缓慢且周期长),不能治理重污染土壤(因高耐重金属植物不易寻找)和被植物摄取的重金属因大多集中在根部而易重返土壤等。

4.2工程措施

工程措施包括客土、换土、翻土、去表土等方法,适用于大多数污染物和多种条件。

客土是在污染土壤上加入未污染的新土;换土是将已污染的土壤移去,换上未污染的新土;翻土是将污染的表土翻至下层:去表土层是将污染的表土移去。这些方法能使耕作层土壤中重金属的浓度降至临界浓度以下,或减少重金属污染物与植物根系的接触而达到控制危害的目的。

用工程措施来治理重金属污染土壤,具有效果彻底、稳定等优点,是一种治本的措施。但由于存在实施繁复、治理费用高和易引起土壤肥力减弱等缺点。因而一般适用于小面积、重污染的土壤。

4.3农业措施

农业措施是因地制宜的改变一些耕作管理制度来减轻重金属的危害,以及在污染土壤上种植不进入食物链的植物。

用农业措施来治理重金属污染土壤,具有可与常规农事操作结合起来进行、费用较低、实施较方便等优点,但存在有些方法周期长和效果不显著等缺点,农业措施适合于中、轻度污染土壤的治理。

4.4化学措施

化学措施是向污染土壤投加改良剂,增加土壤有机质,阳离子代换量和粘粒的含量,以及改变pH,Eh和电导等理化性质,使土壤中的重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低重金属的生物有效性。

用改良措施来治理重金属污染土壤,其治理效果和费用都适中,对污染不太重的土壤特别适用。但需加强管理,防止重金属的再度活化。

5、结论

随着土壤重金属污染日益加剧,土壤重金属污染的治理已成为当前研究的热点。土壤重金属污染具有高累积性和不可逆转性,污染一旦发生,仅依靠切断污染源的方法难以进行彻底恢复。目前,己有一些污染土壤治理的方法,但从其发展和需求来看,还须发展更加有效的治理技术。

参考文献:

[1]陈志良,仇荣亮.重金属污染土壤的修复技术[J]环境保护,2002.29(6).21-23.

重金属的处理办法范文第3篇

作者简介: 马明兰(1982-),女,湖北宜昌人,武汉科技大学中南分校生命科学学院教师;易求实(1943-),男,湖南长沙人,武汉科技大学中南分校生命科学学院教授。

(武汉科技大学中南分校 生命科学学院,湖北 武汉 430223)

摘要:本文对有色冶炼尾气净化中产生的污酸进行处理的重要性作了介绍,对污酸处理的不同方法进行了比较和评价。着重指出,使洗净水闭路循环是污酸处理的科学和合理的方式,符合可持续发展战略和循环经济的要求。根据污酸处理实践,对如何实现洗净水闭路循环处理进行了论述和思考。

关键词:污酸;处理;闭路循环

中图分类号:X703.1 文献标识码:A

一、污酸处理的重要性

环境污染物中,重金属汞、镉、铅、铬以及类金属砷,对人和动物危害最为严重。进入大气、水体和土壤等各种环境的重金属,均可通过呼吸道、消化道和皮肤等各种途径被动物吸收。当这些重金属在动物体内积累到一定程度时,即会直接影响动物的生长发育、生理生化机能,直至引起动物的死亡[1]。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[2]。在有色冶炼中,环境毒害非常严重的砷、镉、氟等,相当一部分进入烟气中,我国将它们列为一类污染物。据估计,有色冶金系统每年有约1万吨以上的砷进入烟气[3],如果不进行处理,将使2000亿立方米以上(相当4条黄河的年流量)的水砷含量达到50ug以上,不进行处理则不能饮用。在利用烟气制酸的过程中,它们又转移到洗涤烟气产生的“污酸”中,因此,有效回收污酸中包括砷、镉在内的重金属以及氟,实际上是扼住了有色冶炼中最重要的污染源。

二、污酸处理现状

含砷及重金属废水的治理方法很多,如中和法、硫化法、铁氧化法、电凝聚法、离子交换法、吸附法等等[4]。随着国家对污染控制力度的加强、控制指标的要求更加严格,对这些方法的研究及实践,将越来越深入。面对污酸废水排量大、含量高和组成复杂的特点,目前采用得较多的是硫酸亚铁―石灰法和硫化法两大类。

(一)硫酸亚铁―石灰法

这类方法用石灰中和污酸并调节PH,利用硫酸亚铁中的铁能与砷、镉生成难溶盐、铁的氢氧化物具有强大的吸附和絮凝能力的特性,达到去除污酸中砷、镉等有害重金属的目的,此过程中氟也同时被去除[5][6]。杜冬云、易求实等在一种去除水中重金属的专利技术[7]的基础上对于砷含量8000mg/L,含镉165mg/L的高砷高镉污酸废水,提出新改进的铁盐法。该方法能确保砷镉的达标排放,砷的去除率达到9999%[8]。

石灰―硫酸亚铁法处理污酸产生的渣量很大,砷等重金属在渣中呈稀散分布。年产量20万吨的厂,有近7万吨湿废渣产生,砷镉等资源化再回收困难,废渣的无泄漏永久存放也难以实现。二次污染随时都可发生。

(二)硫化法

硫化法是用可溶性硫化物与重金属反应,生成难溶硫化物,将他们从污酸中除去。硫化渣中砷镉等含量大大提高,在去除污酸中有毒重金属时,同时实现重金属的资源化,这类反应可在PH较低的条件下发生,留下的稀酸可用于磷肥生产[9]。

硫化法去除砷镉的效果目前还不能和石灰―铁盐法比较,处理后的污酸中砷含量还有几十mg/L,有的可达100mg/L[10]。因此,硫化法目前实际是一种预处理方法,用它将大部分重金属取走并富集余渣中,使后续的达标排放处理难度降低。不同的侧重点,形成不同的硫化工艺路线,常见的有:

工艺路线回收了大部分砷镉,但砷镉含量仍较高,有将此“净化酸”用于磷肥生产的报道,砷镉有可能超标。当净化酸找不到出路时,为了使污酸废水达标排放,必须采用铁盐―石灰法除砷镉氟,但渣量大幅度减少。

如何进一步提高硫化法的砷镉去除率,金隆铜业公司等单位研究采用了中和―硫化―氧化工艺[11],将硫化法的砷的去除率提高到95%以上,剩下的5%仍采用石灰―铁盐法处理:

三、污酸处理的原则思考

党的十六大以后,中央对我国的经济建设和社会发展,提出了可持续性发展战略,发展循环经济和构建和谐社会等重大决策。我国的环境保护政策,随之进入一个新时期,对污染防治认识将更深远,要求将更严格,执法将更严厉。国家环保总局将水污染作为污染防治的重中之重。明确指出在污染的防治中要防止污染物形成二次污染。在这样的总体形式下。对污酸污染治理的原则也要进行新的思考。

第一,资源化和无害化原则。重金属和氟的不可降解性的特点,防止在处理过程产生的废渣废水成为新的污染源,是治理方案或工艺流程设计必须重点考虑的。对于重金属污染物,重点考虑资源化回收,对于硫酸,首先考虑无害化再兼顾资源化。重金属污染物一旦不能做到资源化,就难以有无害化的路线可走,势必会导致污染物转移或出现二次污染的后果。资源化回收工作不仅有技术问题,也有环境政策问题,例如,污酸硫化渣中砷含量可达52%,人们还在采用水泥固化弃置[12],原因之一就是因为白砒价格太低,将含砷滤饼制成白砒无利润可言。

第二,高效去除和高度富集并重原则。高效去除是治理工艺的根本前提,离开这个根本前提,将失去环境法规和环境政策的肯定和支持。但高效去除并不等于高度富集,现某公司采用的“新改进的铁盐法”[8]砷的去除率可达到9999%,但是,这是以大量的石灰,超量的铁盐投入取得的效果。药剂大量的投加必然产生大量的废渣,必然导致重金属在渣中的稀散分布,为后续处理带来重重困难,必然导致二次污染的危险。

人们在孜孜不倦的追求高效去除高度富集功能的处理剂和处理方法。污酸有害成分复杂,试图用一种药剂或某种单一手段轻易达到去除目的的愿望,近期内还不太可能实现。在处理水中高浓度有害重金属方面,虽然多种有机制剂问世,还没有一种能与硫化钠这样广普、高效和廉价的药剂相比拟。善用巧用无机硫化物处理重金属废水,会收到高效去除高度富集的效果。

第三,闭路循环原则。现行的污酸处理大多采用达标排放的方案,对污酸中的砷氟,采用的是“除恶务尽”的处理方法。要求去除率高到令人难以置信的程度,例如采用“新改进的铁盐法”处理8000mg/L的高砷废水,在工业规模的连续流程中,外排水中砷浓度可小于05mg/L,去除率在9999%以上。这么高的去除率除了要有可靠的工艺保障外,还必须具有优良先进的设备支撑,严格的规章督促管理,高素质的职工队伍运作实施。这么高的去除率,留给设备的“安全裕量”必然是很小的。、留给工艺的“自由度”必定是很窄的,上班时工程师和工人的神经都还是高度紧张的。如何改变这样的状况?使污酸废水经处理后洗净水循环使用,使污酸废水实现零排放,当是根本的办法。

第四,客观成本原则。污染的防治是需要资金投入的,是有一定治理成本的,人类对污染防治,经历了一个由浅入深,由被动到主动的过程。这种被动和肤浅意识长期主宰着环境污染防治工作,表现为追求形式而不注重效果,追求短暂的目前而不注重长久的将来,追求污染的局部治理而不注重污染的迁移。在这种思想观念下形成的治理成本,是不客观的,往往是偏低的,只考虑局部治理的成本,显然要比兼顾防止二次污染产生的全局治理成本要低。现在环境污染治理正处在一个转型时期,如果仍以老的成本观念来审视新的处理方法,新方法可能由于处理费用过高被否决。因此,树立一个新的客观的成本观念在新时期的环境污染治理中更为重要。

四、污酸闭路循环处理

(一)污酸处理水闭路循环基本构想

污酸是对SO2尾气除尘除SO3烟雾的净化工艺中产生的,净化工艺对水质并无特殊严格要求,所以,对污酸中的重金属、砷、氟进行适当削减处理后,仍可返回净化工段循环使用,应仍能满足净化工艺的要求。有报道20世纪70年代起,厦门化肥厂[13]和荆门市磷肥厂[14]等就开始研究闭路循环工艺。江苏瑞和化肥有限公司在100Kt/a装置上实现了闭路循环,达到零排放[15]。武汉青江化工股份有限公司在成功实现部分循环实践的基础上,开始准备实现全闭路循环[16]。

(二)污酸处理水闭路循环的关键

全闭路循环工艺在用化学方法削减污酸中有害重金属和稀酸过程中,必然造成水的硬度增加和无机盐积累。硬度过高会使管路和设备结垢堵塞,无机盐的累积(例如氟盐,锰盐)还会影响净化效果。实现全封闭无限循环的困难也主要集中在这里。要实现全封闭无限循环最重要的是要防止垢的产生和氟砷等影响净化效果物质超过限度。研究发现,少量聚丙烯酸或马丙共聚物等,对CaSO4•2H2O晶种表面具有吸附作用,抑制了CaSO4•2H2O的结晶生长,从而具有很好的阻垢作用,这类物质称为阻垢剂[17],能有效阻止循环冷却水水垢的产生。循环冷却水的钙镁总量是固定的,有理由相信,阻垢剂能很好发挥阻垢作用,而二氧化硫尾气洗净水的闭路循环,水中的钙会在每一次循环中得到补充。因此,阻垢剂能否在二氧化硫尾气闭路循环洗净水的处理中很好发挥阻垢作用?值得研究。特别是无限闭路循环工艺。

由上可知,实现污酸处理水无限闭路循环,达到零排放的目的,最根本的是要控制离子浓度,初步试验发现,控制恰当PH,以石灰中和硫酸,添加少量助剂,有可能使砷钙氟浓度保持在允许范围内,有实现零排放的可能。根本上消除污酸可能产生的危害。进一步研究表明,运用系统工程理论,污酸可以零排放,而实现循环经济模式。相信在可持续性发展战略,发展循环经济和构建和谐社会等重大决策支持下,污酸的零排放处理,SO2洗净水的闭路无限循环工艺一定能建立并逐步完善起来。有色冶炼有毒重金属废水将得到彻底的防治。

参考文献

[1]付晓萍.重金属污染物对人体健康的影响[J].辽宁城乡环境科技,2004,(6).

[2]贾广宁.重金属污染的危害与防治[J].有色矿冶,2004,(2).

[3]尹爱君等.硫化钠法处理SO2烟气的吸收液脱砷研究[J].中南大学学报,1999,(8).

[4]田文增,陈白珍等.有色金属工业含砷物料的处理及利用现状[J].湖南有色金属,2004,(12).

[5]赵洪波.石灰―硫酸亚铁法处理高浓度砷和氟酸性废水试验研究[J].环境污染与治理,1996,(8).

[6]余勇.铅锌冶炼厂硫酸废水的处理工艺探讨[J].湖南有色金属,2001,(7).

[7]易求实、易嘉骢.去除生活饮用水中砷、铅、镉、铬、汞的方法[P].专利号:ZL00131216.2.

[8]杜冬云、易求实等.新改进铁盐盐法去除“污酸”废水重金属的新工艺[R].湖北省2005年重大科技成果,2005-8-25.

[9]白银有色金属公司等.硫酸生产中污酸硫化法净化工业试验[Z].1985,(4).

[10]周淑珍.贵溪冶炼厂废酸废水除镉工艺探讨[J].硫酸工业,1996,(5).

[11]龙大祥.铜冶炼含砷污水处理[J].工业用水与废水,2000,(4).

重金属的处理办法范文第4篇

1.1生物法

(1)生物物理方法

基于生物特性,通过物理手段来对含铬废水进行处理即生物物理方法,又可以分为絮凝法和吸附法。絮凝法是通过微生物或者其所产生的代谢物来絮凝沉淀有害物质的,主要倚靠实验室中所培养的具备絮凝功能的微生物来完成,因为大多数微生物本身具有一定线性结构,或者具有较强的亲水性,可以和颗粒相结合,进而达到除污目的。目前该种微生物主要有十七种,比如细菌、霉菌、放线菌、酵母菌以及藻类等。之前程永华等专家就曾经研究发现,在强酸条件下壳聚糖更轻易吸附六价铬。吸附法是经过生物的离子交换、络合等各种作用来吸附重金属离子,特别是研究表明不管是活的还是死的微生物都具有较强的吸附重金属能力,可以在低浓度重金属离子的水溶液中较好地进行吸附作用。

(2)生物化学方法

即通过微生物对重金属离子的作用,使可溶性离子先转化为难溶或者微溶性的化合物,再将其去除。常用的是硫酸盐生物还原方法,在无氧条件下先是利用硫酸还原菌来将硫酸盐还原为硫化氢,然后将所要去除的铬离子和硫化氢进行反应,生成难溶或者微溶的金属硫化物沉淀进而去除,同时由于硫酸的还原作用可以相对地提高废水的pH值;或者利用氧化亚铁硫杆菌,先将六价铬还原为三价铬,再与硫化物发生反应,生成难溶或者微溶性物质进而去除。

(3)生物植物方法

就是利用植物对重金属的吸收富集来对含铬废水进行处理,如某些藻类或者凤眼莲等对重金属有强的吸收性和耐毒性的植物。先是通过植物根系来吸收过滤重金属废水,进而达到富集重金属的目的,同时避免了重金属直接污染土壤、地下水或者空气,然后对植物进行处理即可。

1.2化学法

除了利用生物法,也可以采用化学法来对含铬废水进行处理,化学法的优点是反应快、效率高、成本较低,因此化学法是国内较为常用的处理含铬废水的方法。

(1)还原法

即将特定的化学物质加入到含铬废水中,使二者发生反应生成难溶物质进而去除。较为常用的还原剂是 亚铁盐、亚硫酸盐、二氧化硫等,不同还原剂优势不同,比如二氧化硫还原剂方便处理浓度高流量大的含铬废水,而亚硫酸盐综合利用方便,只要根据实际情况选择即可。近年来有指出聚合氯化铝用以处理含铬废水的方法,因为聚合氯化铝具体要优于前面所说的还原剂,使用聚合氯化铝不仅出水水质好,可以回收利用,而且兼具PAC、PVC二者优点,所形成的絮体大而重,沉淀速率快。实际中还原法的做法是在pH值为2至4时将还原剂加入到废水中,通过这些还原剂可以将六价铬离子还原为三价铬离子,此时加入碱类改变溶液酸碱度,使得pH位于8至9之间,以便三价铬形成氢氧化铬沉淀,即可除去。

(2)电解法

即通过格栅去除较大颗粒悬浮物后,通过电解槽电解含铬废水,使阳极铁板溶解出亚铁离子,然后使用亚铁离子在酸性环境下将六价铬离子还原为三价铬离子,此时阴极板上析出氢气,溶液酸碱度渐渐上升,三价铬离子即可自行沉淀。

1.3物理法

通过对外部能量以及化学位差的利用可以对多成分的溶液进行物理上的处理,比如膜萃取、离子交换树脂、超滤、电渗析等。像通过电渗析来除铬,就是在直流电场作用下,利用离子交换膜对溶液中阴阳离子的不同的选择性来对溶液的铬进行分离。当然也可以采用物理吸附方法,利用常见的活性炭、泥煤、硅藻土等吸附剂来对含铬废水进行处理,在一定程度上处理工艺简便易行。

2结语

重金属的处理办法范文第5篇

关键词:生态纺织品 检测项目 方法

生态纺织品是指那些采用对周围环境无害或少害的原料制成的并对人体健康无害的纺织产品。生产角度,生态纺织品要求从纤维种植、养殖、生产到产品加工的全过程对环境无污染、产品自身不受“污染”;消费角度,要考察纺织品中残留有毒物质对人体健康的影响;处理角度,生态纺织品可回收利用、自然降解、废物处理中其释放的物质对环境无害。

根据《生态纺织品标准100》将生态纺织品大致分为:婴儿用品(I类);直接接触皮肤产品(II类);非直接接触皮肤产品(III类);装饰材料(IV类)四大类。检测项目主要包括以下几项:

1、pH值

在纺织物加工过程中,可能出现化学试剂未清洗干净的现象,而自来水或水质较差的深井水中含有碳酸氢钠,烘干之后,纺织物显碱性。由于人类皮肤表层显弱酸性,为避免病毒入侵,纺织物中的pH值应该处于中性或弱酸性状态。I、II类纺织品的pH值标准约为4.0-7.5,III、IV类纺织品的pH值标准为4.0-9.0。

2、甲醛

甲醛主要作为纺织物中的反应剂,用以提高印染助剂在纺织物中的持久性。过量的甲醛会对皮肤、眼睛等产生强烈刺激,并引发呼吸道皮炎、鼻炎、眼结膜炎、支气管炎等,严重者甚至引发癌症。

通常情况下,纺织品中检测甲醛的方法有三种,即分光光度法、电化学法和色谱法。其中分光光度法以使用仪器简单、操作手段方便、检测效果显著和重现性能良好等优点,在实际操作的过程中得到普遍使用。操作过程中,通常使用乙酰丙酮和可见光分光光度计对纺织品中甲醛含量进检测。实验发现,若在该检测手段中使用水浴恒温振荡器替代普通恒温水浴能够有效改善化学反应的条件,从而使检测时间大大缩短。

3、重金属(锑、砷、铅、镉、铬、钴、铜、镍、汞)

纺织物中的重金属是由于天然纤维可吸收土壤中的重金属,或者使用各种助剂、金属络合染料等因素。在一些防霉、抗菌、防臭的纺织物中,应用Cu、Gr、Hg等处理方式,也会带来较严重的重金属污染,可能在纺织物中残留As、Cd、Cu、Co、Cr、Hg、Ni、Pd、Zn等物质。人体一旦吸收大量的重金属,则会积蓄于肝、肾、大脑或骨骼中,极大危害人体的健康。

近几年来,随着环境的污染以及某些化学药物的使用不当,纺织原材料被重金属污染的程度越来越严重。此外,在环保理念的影响下,大量天然染料被广泛使用于纺织品的染色过程中。这些天然染料大多不含重金属,但跟天然染料相伴使用媒染剂却普遍含有重金属,所以仍然会造成重金属的含量严重超标。

重金属的检测以目前的标准主要分为可萃取重金属和重金属总量两种。而可萃取重金属在我国有完善的检测标准(GB/T 17593),但重金属总量却还没有相应的检测标准。

参考国外相关的检测标准,重金属总量的检测方法通常可以分为以下几种方法:

(1)微波消解法。在微波消解是通过使用微波加热的办法对纺织样品进行消解,大大缩短了纺织样品的消解时间,且检测结果的精密度和准确度都得到了提高。不仅如此,该方法检测过程中还减少了检测试剂的使用量,大大节约了检测成本。

(2)湿法消解法。使用湿法消解法先使用酸液萃取重金属离子,然后利用光谱法对萃取的重金属离子进行光谱分析,该方法可以大大提高铜、铅、镉、镍、铬、钴等重金属离子残留量的检测结果。

(3)灰化法。使用高温灰化消解的检测方法如下:首先将纺织品样品进行灰化处理,然后通过仪器进行检测,此检测方法操作简单、方便。

4、杀虫剂

纺织原材料的生长过程中,通常会有大量的杂草、有害昆虫或者菌类对其造成危害,为了保证纺织原材料的正常生长,避免大面积减产,经常会使用大量的农药、化肥、除草剂等化学制剂,极易形成化学制剂残留。在毛纺织品中,为了避免蛀虫对毛纺织品的损害,通常也会使用大量农药以及防虫蛀剂,同样造成在毛纺织品中的农药残留。

通常情况下,对于棉、麻等纺织品的农药残留检测有以下几种方法:

(1)利用GC—MS超声波提取净化技术或者GC—MS固相萃取净化技术,对纺织品中的农药残留进行检测和确认;

(2)利用气相色谱仪进行GC—MS定量分析的固相微萃取技术,对纺织品中的农药残留进行检测;

(3)利用高效液相色谱仪与二极管阵列检测器相配合的方法进行检测。这种检测办法可以有效检测出有机氯杀虫剂以及除草剂的残留;

(4)使用固相微萃取技术与GC—MS相结合的方法进行检测,这种检测办法可以有效检测出有机磷农药的残留。

对于毛纺织品的农药残留,通常使用气相色谱仪与氮磷检测仪相配合,利用毛细管气相色谱法进行检测,该方法可以有效对有机磷农药残留进行检测。除此之外,还可以使用GC—MS顶空固相微萃取的方法进行检测,这种检测方法可以有效检测出二氯苯、萘等有机化合物的残留。

5、含氯苯酚

载体染色工艺在聚醋纤维纯纺和混纺中常常使用。通过这种载体染色,利于染料的分散,并在常压沸染环境下,对聚醋纤维进行染色。有些如五氯苯酚、四氯苯酚化合物,对环境产生一定危害,并可能对人体致畸或诱发癌症。因此,含氯苯酚已经列入了生态纺织品标准的检测项目中。

6、邻苯二甲酸酯

该类检测适用于涂层制品、塑胶印刷品、柔软性泡沫材料以及由塑料制成的装饰附件。

7、有机锡化合物

该类检测项目包括TBT、TphT、DBT。此项目的检测除适用I至IV类产品外,还包括所有含聚亚氨酯(PU)的材料。

8、禁用染料

纺织品所使用的禁用染料主要有可分解致癌芳香胺染料、致敏染料和致癌染料。致敏性染料在跟人体皮肤接触的过程中能够通过皮肤进入人体,从而引发皮肤或者某些器官发生过敏性反应,对人体的健康状况造成影响。致癌性染料通过皮肤进行吸收后,在人体内进行分解的过程中可以产生致癌物质,从而使人致癌。

检测过程中,纺织品禁用染料的检测通常采用以下的方法进行检测:

(1)气质联用法。使用这种方法首先对纺织品样品中的偶氮染料进行还原,然后对还原产物进行定性定量检测。

(2)气质联用与气相色谱仪联合测定法。使用这种方法是在进行气质联用进行定性测定的基础上再使用气相色谱仪进行测定的一种联合测定手法。除了上面的两种检测方法,在对纺织品中禁止使用的染料进行检测的过程中,

(3)HPLC—DAD检测法。使用这种检测方法可以检测残留在纺织品上的能够萃取的致癌染料。

9、阻燃剂

除装饰材料外,I至III类纺织品均不得检出一般性阻燃剂,而装饰材料里则不能检出PBB、TRIS、TEPA等。

10、色牢度

在生态纺织品中,一般采取4种染色牢固度指标作为检测项目。这些色牢度与纺织品或人体穿着息息相关,分别为耐磨、耐酸汗渍、耐碱汗渍、耐水洗、耐唾液与汗液色牢度几类。尤其在婴幼儿衣服中,由于婴幼儿可能通过唾液或者汗渍将染料吸入体内,因此对唾液和汗液色牢度要求最高,也最为重要。

11、挥发性气体

挥发性气体一般指甲醛、甲苯、苯乙烯、氯乙烯等。这类检测除I至IV类纺织品外,还适用于纺织地毯、床垫以及泡沫和不使用于服装的大型涂层制品。

12、气味检测

如果纺织品中的气味特别浓烈,则可能有化学药剂或其他有害成分的残留,将对人体健康造成威胁。但是针对各种服装的要求不同,对特殊气味的微量存留要求也有所不同。

13、禁用纤维

I至IV类纺织品中均不得使用石棉。

参考文献:

1、《生态纺织品标准100》

重金属的处理办法范文第6篇

[关键词]原子吸收分光光度法;丹参;重金属;微波

[中图分类号] R286 [文献标识码] A [文章编号] 2095-0616(2016)09-50-03

[Abstract]Objective To investigate the feasibility of determination of two kinds of heavy metals of Pb and Cd in Salvia miltiorrhiza by graphite atomic absorption spectrometry. Methods The atomic absorption method was established to be used for the determination of two kinds of heavy metals of Pb and Cd in Salvia miltiorrhiza. The ashing temperature of Cd is 950℃, and the atomization temperature of Cd is 1600℃. The ashing temperature of Pb is 800℃, and the atomization temperature of Pb is 1700℃. After microwave digestion of Salvia, Pb and Cd in 3 batches of samples were determined by atomic absorption spectrometry. Results Through the methodology, Pb and Cd were in line with the relevant standards. In the concentration range of 0 to 50 g/L, Pb had a good linear relationship with absorbance. The corresponding regression equation was y=235.5A1-254.3(r=0.9995). In the concentration range of 0.0 to 5.0μg/L, Cd had a good linear relationship with absorbance. The corresponding regression equation was y=432.1A2-53.4(r=0.9996). The contents of lead and cadmium in all the batches of Salvia miltiorrhiza were qualified. Conclusion Atomic absorption spectrometry is fast, reliable, accurate and stable to be used for the determination of Cd and Pb in Salvia miltiorrhiza. Atomic absorption spectrometry can be used for the determination of heavy metals in Radix Salvia miltiorrhiza.

[Key words] Atomic absorption spectrometry; Salvia; Heavy metal; Microwave

丹参(Salvia miltiorrhiza Bge),为唇形科植物鼠尾草属的干燥根及根茎[1],味苦,性微寒,是较为常见的中药材之一。丹参因其根赤肉紫,形状似参,故得名,主产于河南、四川等地[2],具有养血安神、调经止痛、活血祛瘀等功效[3]。丹参化学成分分水溶性和脂溶性两种[4],前者以酚酸为主,如:丹参酸甲、乙、丹参素等,有抗肝纤维化、治疗消化溃疡、改善心血管等诸多疗效,后者为丹参酮类为主,如:异丹参酮Ⅰ、异隐丹参酮Ⅱ、丹参酮ⅡA等[5]。随着目前丹参类药物:复方丹参滴丸、丹参片等大范围使用,目前市售丹参需求量较大。由于目前环境污染日益严重,土壤问题等带来的中药重金属含量不达标问题,对中药材质量和药效产生影响,为检验工作中的重点之一。本研究探讨丹参药材的铅、镉重金属含量测定,报道如下。

1 仪器与试药

岛津AA0-7000原子吸收分光光度计,配石墨炉原子化器GFA-7000和自动进样器ASC-7000,载气99.999%高纯氩气,Pb、Cd、空心阴极灯(Perkin-Elmer),超纯水机(自制),MD6M微波消解仪(成都奥谱勒公司),JR-600电子恒温加热板(深圳市军腾电子有限公司)。Pb标准溶液1mg/mL(国家标准物质中心)、Cd标准溶液1mg/mL(国家标准物质中心),硝酸:优级纯(国药集团化学试剂有限公司,批号20140918)。

丹参药材购于安徽亳州,粉碎过40目筛,待用。

2 方法与结果

2.1 检测条件

Pb:波长:283.3nm,灯电流6mA,狭缝0.7nm,干扰温度/持续时间110℃/25s,灰化温度/持续时间:800℃/25s,原子化温度/持续时间:1700℃/5s,扣除氘灯背景;

Cd:波长:228.8nm,灯电流10mA,狭缝0.7nm,干扰温度/持续时间110℃/305s,灰化温度/持续时间:950℃/20s,原子化温度/持续时间:1600℃/5s,扣除氘灯背景。

2.2 配制标准储备溶液与绘制工作曲线

2.2.1 铅 提前准备铅标准溶液(浓度是1mg/mL),经2%硝酸溶液稀释配制铅储备液(浓度是50μg/L),然后经仪器等级稀释成5、10、20、40、50μg/L共5个浓度梯度,绘制铅工作曲线。

2.2.2 镉 提前准备镉标准溶液(浓度是1mg/mL),经2%硝酸溶液稀释配制镉储备液(浓度是5μg/L),然后经仪器等级稀释成0.5、1、2、3、4、5μg/L共6个浓度梯度,绘制镉工作曲线。

2.3 样品消解

准确称取各产地提供的样品(粉碎,过40目筛),每地3份,0.5g/份,保存于聚四氟乙烯消解罐中,取5mL硝酸,混合消解罐放于电热板上加热温度为150℃,之后按照微波消解仪上指定的步骤完成消解,处理一整夜(密封瓶盖),然后将消解罐放于电热板上,逐渐加热,直至未观察到红棕色蒸气后,再加热使液体浓缩为2~3mL,置于常温下冷却,转移到容量瓶内(50mL),用蒸馏水稀释到规定刻度,混匀后便可得到样品。采取相同的步骤配制空白液。

2.4 标准曲线的绘制

Pb、Cd 2 种元素对照品溶液,参照检测条件进行测定,以吸光度为纵坐标,浓度为横坐标,进行线性拟合,得到Pb的线性方程是:y=235.5A1-254.3(r=0.9995),线性范围为0.0~50.0μg/L;Cd的回归方程为:y=432.1A2-53.4(r=0.9996),线性范围为0.0~5.0μg/L。

2.5 精密度检测

分别取铅、镉对照品溶液,对照溶液进样量10μL,连续进样6次,分别测定峰面积,测定吸光RSD值,分别是1.34%和1.67%,符合标准规定,可见仪器精密度良好。

2.6 重复性

精密称取同批号粉碎过筛(40目)的丹参样品6份,参考“2.3项”消解处理样品后,制作供试品共6份,按照Pb、Cd检测条件进行检测,结果对应RSD分别为1.47%(Pb)、1.44%(Cd)(小于2.0%),符合标准规定,因此具有良好的重复性。

2.7 稳定性试验

取样品溶液与对照品溶液,分别在0.2.4.8.16.24h密量取20μL注入分析仪器,进样测定,两组溶液峰面积的RSD为1.3%(小于2.0%),符合标准规定。结果表明对照品和供试品溶液至少在24h内基本稳定。

2.8 回收率实验

准确称取6份样品,粉碎过筛(40目),0.5g/份,然后加相应的Pb和Cd 标准溶液,进行消解和定容。置于原子吸收分光光度计下,调节至规定条件,对混合液内含有的 Pb和Cd 的吸光度进行测定,得到回收率。测定结果表明:Pb和Cd的平均回收率分别是102.13%、99.57%,RSD分别是1.07%、1.31%。

2.9 样品中 Pb、Cd的测定

参照“2.3项”上样品制作方法及“2.1项”相关检测条件,对各批次样品中Pb、Cd含量进行测定。

2.10 结果

不同批次丹参样品Pd含量,结果见表1,3批次样本中Pd平均含量(以自身对照法为准)(0.01092±0.00709)μg/g低于药典丹参药材中的铅含量规定[1]:铅(Pb)≤5.0μg/g,提示样品中铅含量合格。

不同批次丹参样品Cd含量,结果见表2,3批次样本中Cd平均含量(以自身对照法为准):(0.00437±0.00278)μg/g低于药典丹参药材中的镉含量规定[1]:镉(Cd)≤0.3μg/g,提示样品中镉含量合格。

3 讨论

通常所说重金属是指密度在5g/cm3之上的金属元素,随着科技发展以及人们对环境污染等研究深入,重金属污染问题受到众多学者关注[6]。重金属可与人体内酶蛋白结合,使其变性从而损害相关组织或者器官[7]。

铅是最常见的重金属元素之一,研究表明铅浓度每上升100μg/L,人类智商就会下降5分左右[8],其毒性主要体现在损害神经、消化系统及造血功能,铅中毒后,可造成卟啉代谢障碍,干扰血红蛋白的合成,进而抑制骨髓造血功能,增加红细胞脆性。本次研究结果显示,丹参含量测定结果显示,丹参中Pd含量(均以自身对照法为准)为(0.01092±0.00709)μg/g,虽然所测样品均低于药典标准,但由于重金属存在一定累积效应,故对于丹参中铅含量仍需密切关注。

镉也是目前常见重金属元素之一,人体对镉吸收较差,约3%~8%被吸收[9],但镉在人体中也存在一定累积效应,会对人体各组织造成损伤,其中累积肾皮层的最多,其能造成肝脏、胃肠系统、肾脏病变,贫血是慢性镉中毒的常见症状[10],中药材中镉控制具有重要意义。本次结果显示,丹参中Cd含量为(0.00437±0.00278)μg/g,均小于药典丹参药材中的镉含量规定,但由于其累积效应,对于镉监测不能忽视。

国内目前中药材重金属污染报道逐渐增多[10-11],但对重金属检测方式的优选仍在摸索中,快速、准确、重复性高的检测方式还未普及[12]。本文采用原子吸收法联合微波消解方式检测丹参样品中Pd、Cd重金属含量,微波消解方式溶样速度快、效果好、操作简单且实验安全,是较为理想的前处理办法[13-14]。石墨炉原子吸收测定丹参中重金属Pd、Cd重金属,结果显示本法准确性、精密度高、重复性好,且比较自身对照法和面积归一化法,发现两组结果基本一致,提示二者均可用于其含量计算,是一个较为快捷有效的检测方式。

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重金属的处理办法范文第7篇

关键词:哈沙克斯坦东哈沙克斯坦州地区;植物界;重金属积累;生态特点

中图分类号:X173文献标识码:A文章编号:1674-9944(2012)12-0011-04

1引言

目前,人对生物圈的人为影响具有全球性的特点,因此很多有毒物质在高浓度时局部、地区、全球散射和进入生物圈问题就变得非常迫切,这其中就包括重金属,所有生物圈不断增长的“金属压力”正成为经常起作用的生态因素。研究地区在这方面具有很大的需要,因为这里既有前核试验场的土地,同时也有阿巴亚博物馆保护区土地。这个地区没有进行详细的研究,因为在众多自然对象中,重金属背景值的研究数据不足,这其中包括植物中的,在大多数情况下它们将作为自然标准。具备这样的数据可以提高对当前形势评价的客观性,也有可能计算污染的速度,但首先必须成功对环境进行监测。

由于人对生物圈工艺基因影响的增长,对环境负面影响的真正的危险也开始出现,现在很多有毒物质高浓度时环境对象中含量研究是一种最大的社会和经济问题。在解决人为污染对环保的实际问题时,自然对象中有毒成分背景含量的资料具有非常重要的地位,其中包括植物和具体地区中的[1~3]。重金属是环境中非常重要的污染,其中包括铅、镉、锌和铜,这是以工业发展趋势为条件的,还有重金属生理—生物化学特性,它们在活的有机体中具有积累高毒性的能力。由于工业生产的增长研究自然对象中重金属含量监控的科学依据就成为非常重要和迫切的任务,其中包括代表很大科学和实践兴趣的植物。

2植物中的重金属

2.1植物中重金属的形成机制

生物圈中重金属问题具有两个方面——与重金属微量元素缺乏有关的生物面和生态毒理学面。因此必须对不同地区环境对象中重金属含量进行监控,首先就是植物中的,因为植物是活的有机体,它们是生物圈水平高信息指示剂中大量化学元素的主要来源。在科学方法上考虑另外一种情况,植物元素组成具有的稳定的—不稳定性。生命物质尽可能保留前几代形成的特性,但又不得不接受当前的环境状况,并随之发生变化。植物的化学组成有特定的功能,由于有机体对土壤中含有的元素的选择性的关系, 地球化学环境形成了冗余或不足的植物元素。在多种多样的地球化学条件下,植物的化学成分及代谢,可能会有显著不同[4,5]。

2.2植物中重金属积累的生态方法

植物将根系扎到很深的土壤中通过生物积累把化学元素从地下传输到上面,之后经过植物残留物在土壤上层的矿化作用积累了这些元素,它们的生物吸收系数超过计算单位。影响重金属进入植物的因素有很多,比如植物种类、土壤类型、浓度、重金属发现的方式、土壤pH值、土壤颗粒组成、有机物质含量、土壤中离子吸收能力和是否具有生态系统污染的工艺基因来源。重金属在植物中的分布首先取决于各种植物器官进行的生理职能、植物形态结构和化学元素进行的生理职能,因此应该更广泛地研究现有的植物对化学元素的选择性吸收:不仅可以选择新陈代谢需要的元素,还可以对抗不需要元素的进入。植物有机体存在好几个选择性吸收的级别:从较低准确(在根-环境界限内)到非常严格(在地上机构中,尤其是茎-种子(果实)界限内),正因为选择性吸收化学元素才以适合存活的比例进入植物。

3哈萨克斯坦东哈萨克斯坦州地区植物

界重金属积累生态特点研究地区的植物覆盖具有多样性的特点,这里是典型的草原地带,还有部分是沙漠-草原地带。古老冲击平原上主要是沙-针茅-远东羊茅类植物,它们生长在土壤中,除了传统的Festuca sulgata 和Stipa Joannis外,这里还可以看到其他一些禾本科植物,比如Festuca beckeri, Gleistogenes squafrosa и разнотравье Taraxa-cum sibiricum, Artemisia scoparia, Potentilla acaulis等。Г·Я.林吉斯与Е·А.德米特里耶夫共研究了草原和沙漠-草原典型地带的6个科,18个种类,50个植物样本。植物和其形态器官中重金属含量是通过Г·Я. 林吉斯/1/双硫棕比色法法确定的,所有分析数据是通过Е·А.德米特里耶夫/9/数学分析法处理的[6]。

3.1同一种植物在不同土壤中重金属积累的生态特点

研究结果证明,同一种植物类型在不同土壤类型中重金属积累数量不同。比如,研究元素含量在不同土壤植物中含量变化如下:铜-0.1~2.5倍,锌-0.1~2.2倍,锰-0.1~1.5倍,钴-0.1~1.0倍,铅-0.1~2.3倍,镉-0.1~5.3倍。研究地区植物中重金属含量取决于它们在土壤中的含量和具体土壤中形成的矿物供给情况[7~9]。生物吸收系数数值可以间接证明元素达到土壤的程度,通常生物吸收系数值越高,植物中元素含量就越高。同一植物中重金属含量不同既取决于植物的生物特性,又取决于环境条件——元素在土壤中/3, 4, 5. 6/含量和生物利用度(表1)。

3.2各科研究植物中重金属含量

各科植物中重金属含量变化不大,平均情况如下:铜-35.0%,锌-19.0%,锰-34.8%,钴-46.7%,铅-43.3%,镉-51.5%。由于选择性吸收化学元素才以适合存活的比例/7, 8, 9, 10, 11/进入植物,这在不同的植物器官中表现尤为明显,因为化学元素在不同植物器官中具有自己特定的职能(表2)。

3.3不同植物器官中重金属含量的分布

从表3中可以看出,锌在植物器官中是向基部的分配,铜和锰是向顶分布,钴、铅、镉在根分布稍多,到叶和茎中减少,它们含量在茎中最低。只有镉元素在各科植物剖面研究时形态器官中发现了共同规律(表4),其他元素没有确认。

3.4各科野生植物形态器官中重金属含量

各科野生植物形态器官中重金属含量见表4。

菊科和藜科形态器官中铜和锰具有向基部和向顶分布的特点,其他科则不同。因此除了镉之外,植物科所属会影响其他研究重金属在其形态器官中的含量。各科植物和植物器官中重金属吸收强度(生物吸收系数)研究是一体的,茎对铜和锌平均吸收强度要低于叶和根:生物吸收系数茎>生物吸收系数叶>生物吸收系数根;铅和锰——生物吸收系数根>生物吸收系数茎>生物吸收系数叶;钴和镉——生物吸收系数根>生物吸收系数叶>生物吸收系数茎[10]。

研究区域整个特点如下:铜、锰、钴和铅在植物生物吸收水平属于中等吸收元素,锌和镉属于强吸收元素。很显然,最近的生物迁移可以作为这些元素在地形中迁移的主要因素。

4总结

4.1同一植物在不同土壤中重金属数量不同

同一植物在不同土壤中重金属积累不同既取决于植物的生物特性,又取决于环境条件——具体土壤中原色的含量和生物利用度。研究元素含量在不同土壤植物中含量变化如下:铜-0.1~2.5倍,锌-0.1~2.2倍,锰-0.1~1.5倍,钴-0.1~1.0倍,铅-0.1~2.3倍,镉-0.1~5.3倍。

4.2科植物中重金属含量变化

科植物中重金属含量变化不大,平均情况如下:铜-35.0%,锌-19.0%,锰-34.8%,钴-46.7%,铅-43.3%,镉-51.5%。

4.3各重金属元素在锌植物器官中的分布状况

锌植物器官中是向基部的分配,铜和锰是向顶分布,钴、铅、镉分布不是这样的,他们在根分布稍多,到叶和茎中减少,他们含量在茎中最低。

4.4植物不同部分生物吸收系数

茎对铜和锌平均吸收强度要低于叶和根:生物吸收系数茎>生物吸收系数叶>生物吸收系数根;铅和锰——生物吸收系数根>生物吸收系数茎>生物吸收系数叶;钴和镉——生物吸收系数根>生物吸收系数叶>生物吸收系数茎。根据生物吸收系数值铜和钴在植物中属于中等生物захват和弱积累元素[11];锌、锰和铅——强生物积累元素;镉——极强生物积累元素。所有元素生物吸收系数在豆科植物中要强一些。

总之,研究哈萨克斯坦东哈萨克斯坦地区不同类型、形态学器官和各科野生植物重金属积累的地区背景水平,一方面能够给予生态系统由于全球和地区认为影响而可能的气候和地球化学变化课题稳定的评估,另一方面也能够对认定生物的各种疾病提供重要依据,因此这项研究,具有重要的科研价值和现实意义。

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重金属的处理办法范文第8篇

关键词污水处理;微藻;种类;优势;技术;研究方向

中图分类号X703.1文献标识码A文章编号 1007-5739(2011)11-0266-01

ResearchAdvancesonMicroalgaeCultureforSewageTreatment

SHEN TingLI Jun-rong

(Jinhua Polytechnic,Jinhua Zhejiang 321017)

AbstractMicroalgae sewage treatment is a new eco-friendly sewage treatment. The research progress of microalgae culture method for sewage treatment was expatiated both at home and aboard,and the developing direction of microalgae culture for sewage treatment was proposed.

Key wordssewage treatment; microalgae; species; advantage;technology;research direction

随着人口的不断增加和社会经济的迅速发展,淡水资源不断被破坏和污染,因此当前的研究热点之一便是寻找可再生利用、低耗、高效的污水生物处理技术。尽管废水处理取得了巨大进展,一般采用传统化学物理方法,但仍存在容易产生二次污染、运行成本高、投资大等问题。解决这些问题的一个有效途径就是新兴的微藻生物技术[1-3]。

1处理污水微藻的种类

国外对固定藻类处理金属离子的研究相对较早,截至目前,在对放射性金属(如Th、U、Ra等)、有毒重金属(如Cd、Cu、Hg 、Pb等)及有经济价值的金属(如Ag、Au、Pt 、Co等)的生物修复方面,已有许多研究应用大量的藻类。国外的研究规模也较大,研究已较为深入。Maban等用硅藻土固定化再累吸附废水中的重金属,发现对痕量铅有很好的吸附作用。Geoffrey等是将小球藻固定在藻朊酸盐小球中,用来富集钴、锌和锰等重金属。Wilkinson等对海藻酸钙固定小球藻去除污水中重金属汞,固定在体内的小球藻能富积70%的汞,而悬浮的小球藻也能富集40%的汞。国内学者研究方向主要集中在小球藻对金属离子的吸附上,在该方面的研究规模相对较小,时间也相对要晚一些。近几年在这方面作了较多探索,李英敏等发现叉鞭金藻对Cu2+具有较强的富集能力。傅华龙等研究表明,轮藻对重金属离子具有一定的富集与净化能力,如Hg2+、Cd2+、Cr+ 、Pb2+等。吴海锁等发现小球藻适宜在pH值为3.0~5.0的环境,吸附重金属离子的吸附容量大、速度快,其对Cd2+的吸附性能明显高于其他重金属离子。

2微藻处理污水的优势

为实现废物资源再生,达到低耗、高效、快速、无二次污染的处理目标,采用固定化藻类细胞技术处理多种含氮、磷的工农业污水和市政污水[4-5]。王翠红等添加NaHCO3 8 mg/L至80%(v/v)的生活污水,以此为培养基培养顶纯螺旋藻,其对氨氮的去除率达91.8%。王起华等在2005年研究报告中称,在优化条件下,固定化藻类细胞除污技术处理污水2 h,其中的氮、磷去除率可高达95%以上。邢丽贞等进行了链丝藻净化污水的试验,处理1 d对磷酸盐的去除率可达到34.7%,对氨氮的去除率可达57.61%;处理3 d对磷酸盐的去除率可达到93.39%,对氨氮的去除率可达到92.47%。王爱华等利用固定化铜绿微囊藻对实际污水进行6 d的处理,污水磷酸盐浓度、氨氮浓度分别为2.55、27.10 mg/L,污水净化后达到全部去除的效果。

3微藻处理污水技术

藻类光合作用固碳在猪场废水的处理中应用广泛,自然处理中的氧化塘技术和人工湿地技术常采用种植藻类的办法来减少碳的排放,目前国内研究较多的是微藻固碳技术[6-8]。国内外对微藻固碳技术新方向的研究其中一项就是为了获得耐受高浓度二氧化碳和固定效率的藻种,一些研究者利用物理诱变和化学诱变方法。

高效塘(HRAP)是创造一定的物化条件,加强利用藻类的增值,形成更紧密的藻-菌共生系统,即产生有利于微生物生产和繁殖的环境,同时有效去除病原体、有机碳、氮磷等污染物。高效藻类塘是美国加州大学的Oswald等于20世纪50年代末提出,随后逐渐发展,相继对藻类展开广泛研究。因其占地面积少、能承受较高的负荷、对氮磷的去除效率高,藻类产物又可创造经济效益,加之未明显增加土建和运行成本,并在法国、美国、以色列、新西兰、新加坡、南非、印度、巴西和墨西哥等国家进行了藻类的应用研究,受到越来越多专家的关注,并取得良好的运行效果。农业生产生活污水进行集中或分散处理已迫在眉睫,因为各国政府对能源开发和污染控制的高度重视。在宜兴市大浦镇洋渚村,目前同济大学已建立了一套高效藻类塘系统,用于处理农村生活污水,初期运行取得了良好的效果,同时也表明了该系统适用在农村地区应用。

4微藻处理污水研究方向

污水中的氮、磷等营养物质被藻类细胞吸收并利用转化为营养物质,实现了废水资源的完全回收利用,优质工农业用水中便可以利用这些处理后的净化水,同化后所产生的脂肪、蛋白质、多糖等,可用于优质肥料、加工精细饲料或(下转第268页)

(上接第266页)

生物柴油燃料等。然而该技术还无法在生产中大规模应用,目前尚处于试验研究阶段,仍存在一些问题。如可规模化生物反应器的研发、载体性能的改进、优良藻种的筛选等。因此,今后的研究主要集中在以下方面:一是开发适合于固定化藻类净化污水的高效、可规模化运转的生物反应器;二是研究廉价、性能良好的固定化载体;三是选择优良藻种及深入探讨其净化机制和生理生化特性,从而为大规模生产奠定基础。

5参考文献

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[3] 李朔.藻类在污水处理中的角色及价值[J].节能环保,2005(4):18-19.

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