简析水体重金属污染与防治

简析水体重金属污染与防治

王健

成都理工大学 610059

摘要：随着工业的发展和人口的不断增加,重金属排放造成的环境污染问题不断凸显,近年来,水体的重金属污染日趋加剧已成为不争的事实,水环境重金属污染不但造成了重大经济损失,还对水生生态系统平衡及人类生命健康都带来了极大的破坏。因此,加强对重金属污染的研究显得尤为重要。本文介绍了目前我国水体重金属污染的现状,探讨了重金属污染对生态环境和人体健康的危害,总结了水体重金属污染的治理方法。

关键词：水体重金属；现状；危害；方法

1 引言

水是生命之源，也是人类宝贵的自然资源，地球表面的四分之三被水覆盖，但淡水资源约占水资源总量的2.5%，因此可利用的淡水资源却非常短缺。而随着工业的迅速发展，工业废水、生活污水的任意排放使得水体污染日益严重。水体中重金属的污染也由单一型向混合型转变，部分地区水体重金属超标，严重危害人类及动植物的生存。因此，合理处理水体中的重金属，减少其对环境的危害是非常必要的。

2 水体重金属污染概况

2.1 重金属

重金属污染是指由重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。如日本的水侯病和痛痛病分别由汞污染和镉污染所引起。

重金属污染主要分为水体重金属污染、大气重金属污染、土壤重金属污染。自然界的重金属主要分布在大气、水体和土壤中。重金属通过胶体吸附与解析、絮凝聚陈、沉淀溶解、氧化还原等多种途径，在大气、水体和土壤中循环转换[1]。

重金属污染（主要Pb、Cd、Hg、As等）不仅破坏了水体的自净能力，而且对水域内鱼、虾的正常繁殖和生存造成严重威胁，如果用受重金属污染的水进行农业灌溉，将会导致受灌溉区域土壤重金属含量超标，进而影响作物品质和产量。

2.2 水体重金属污染来源

一般情况下，水体的重金属污染主要来源于三类，第一类源于自然界，如火山喷发、地壳运动、大气沉降等。第二类源于人类的日常活动，如化肥农药、生活垃圾、饲料养殖粪便、废旧电池的任意使用和排放。第三类源于工业生产，如金属冶炼、矿山开采、电子制造、火力发电等工业废水废气的任意排放。

工业废水的过度乱排放和处理不当，是造成水体污染的主要原因。当前的工业发展，产生废水的种类和成分复杂多样，也在一定程度上增大了处理过程的难度。由于重金属污染物的成分难以被分解，现有的治理技术主要从转变它们的化学形态和存在位置为主。

2.3 水体重金属污染特点

水体中的重金属污染来源广，难降解，性质稳定，不易代谢且容易生物富集，可被水中悬浮粒子吸附而沉积。这些特性加剧了水体的污染，重金属再通过食物链或饮用水进入生物体，对人类和水生生物造成严重的危害[2]。

2.3 水体重金属污染危害

直接危害：含有重金属污染物质的废水排入受污染水域后，将直接影响水生动物的正常代谢活动和器官发育，进而影响水生动物的正常产卵、洄游。水域中Cu、Pb、Zn、As 含量较高时，将会导致哺乳类、爬行类动物的胚胎发育畸形。此外，重金属影响了正常的水体环境，能够一定程度上增大水生动物的基因突变率，给生态平衡带来潜在风险。

直接影响：重金属污染物质进入水体后，对水生植物的生长也造成了直接的影响，水生植物发达的根部细胞在吸收营养物质的同时将重金属污染物吸收进入水生植物体内，并且通过植物的茎向上运输到达植物体各部分，重金属离子通过抑制水生植物叶片细胞酶系统的正常分泌，进而抑制叶片内叶绿体的正常代谢过程，导致水生植物出现叶片发黄、生长迟缓、植株萎蔫等现象，严重的重金属污染将直接导致植株死亡[3]。

间接威胁：通过食物链进入人体，长期积累这种无法自行降解的重金属将威胁人体健康。长期食用受污染的食物，将影响人体免疫力，造成人体内维生素和营养元素的缺乏。当人体内Cd 的积累达到一定程度后，将造成肝肾功能的病变，引发贫血和高血压等；当人体内Hg 的积累达到一定量时，会对脑组织造成伤害。

3 水体重金属污染治理技术

3.1源头治理

从源头禁止或者减少含有重金属污染物废水的产生，这需要通过我国各级政府对不同行业、不同生产条件下产生的含有重金属污染物的废水排放量、重金属污染物的种类和浓度进行合理规范，从源头对重金属污染物的排放量进行限制，降低治理污染过程中消耗的成本和技术。

3.2 过程治理

含有重金属污染的废水已经产生并且排放到了水体中造成了一定的污染，这就需要对发生的污染进行治理，通过合理的技术、可控的成本投入，降低污染造成的环境压力，缓解水体环境危害程度。

絮凝沉淀法：通过向重金属污染的水体中添加絮凝剂，与水体中的大颗粒物质形成絮凝团，通过静置沉淀过滤后，将重金属污染物与水分离的一种方式，此法属于物理法[4]，一般用于初步污水处理，絮凝剂的材料不同，絮凝效果也不相同，常规的絮凝剂使用的是铝盐和铁盐，后来人们通过向絮凝剂中添加羧酸基团和磺酸基团，增强絮凝效果。

携带有-CSS-、-COO-等负电荷基团的絮凝剂可与重金属离子按照一定的物质的量比形成螯合物来达到去除重金属的效果。絮凝剂通过自身的吸附作用，将各螯合物“架桥”牵连聚集形成微絮体，而絮凝剂本身具有优良的网捕卷扫性能，有助于微絮体形成更大的絮体，加速沉降。

离子交换吸附法：离子交换吸附属于一种化学处理法，通过离子交换树脂和螯合树脂于水中的重金属离子产生交换作用，从而去除水中的重金属离子。离子交换树脂和螯合树脂的主要原料为木质素、纤维素等低成本的纤维材料。

吸附法：吸附法是一种利用多孔吸附材料对重金属污染物进行吸附的一种吸附方法。常规的吸附法主要是利用活性炭、人工改良矿物吸附剂和天然吸附剂蓬松多孔的特点，对重金属离子进行物理吸附。

生物修复法：生物法治理重金属水体污染，主要是指利用水生植物和微生物对重金属污染进行修复的过程。在植物修复方面，采用对重金属具有浓度耐性超富集植物以吸收、转化重金属污染物，降低水体中重金属污染物的生物有效性。微生物修复法是指利用人为驯化的细菌、真菌通过还原反应将重金属离子还原或者通过微生物的生理代谢活动将吸收重金属污染形成团状沉淀，然后将沉淀清除等方式去除重金属污染[5]。

发展同样离不开创新，而绿色创新效率通过提高生态环境效率促进环境保护水平。实现绿色创新效率驱动环境保护提供了我们良好发展的平台[4]。

4 总结与展望

我国在治理水体重金属污染的过程中，需要因地制宜采用多种治理方式相结合的水体重金属治理技术，随着科技的发展，生物炭对重金属的吸附、超累积植物对重金属的吸附以及基因工程改良的细菌和真菌对重金属的吸附将有广泛的应用前景!

参考文献(References)

[1]俞文钰,郝桐锋,南海林等.水生植物治理水体重金属污染的研究进展[J].现代农业科技,2023(11):156-158+164.

[2]马野,董海太,王厦等.基于微生物库仑量抑制率的水体重金属污染监测方法[J].环境工程学报,2022,16(09):3041-3049.

[3]朱建龙,徐伟杰,郭硕铖等.水体重金属污染危害及治理技术[J].现代农业科技,2022(06):129-132.

[4]王娟,王延照,钟小兵等.污染转移效应的水体重金属污染物检测技术研究[J].环境科学与管理,2022,47(02):125-129.

[5]魏思翔.水体重金属污染的危害与防治对策[J].化学工程与装备,2022(02):240-242