【精品文档】铬污染水体修复技术的研究进展
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含铬废水处理的研究进展Cr(Ⅵ)是一种毒性很强的重金属,是美国EPA公认的129重点污染物之一,同样也是我国重点整治的污染物。
本文简要介绍了含铬废水处理的研究进展,特别强调了活性污泥系统生物除铬的前景。
传统的含铬废水处理方法主要有以下几类:化学处理法、物理处理法、电化学法等。
然而传统方法在不同程度上存在着各种缺点,例如:基础投资大、运行费用高、操作费用和原材料成本相对过高,同时容易受到碱土金属影响,选择性差,经化学法处理后的上清液容易出现Cr(Ⅵ)浓度的超标反弹,而且化学沉淀产生的大量污泥可能会造成二次污染。
因此,现在越来越多的学者、研究人员已将注意力从传统方法上转移到新型方法——生物法上。
生物法以其投资小、运行费用低、无二次污染等优点,很快得到了长足的发展。
目前生物法主要是分为失活微生物吸附法和活体微生物法。
用失活微生物吸附去除铬不但充分利用了廉价原料,而且具有较好的除铬效果。
但是,此方法需要对失活微生物进行预处理,才能达到较好的处理效果,这使得生物吸附剂难以按照人们的需求形成系列产品。
同时,吸附了铬的生物体如何处理等问题,都限制了该方法的使用。
活体微生物法是使用处于生长状态的微生物处理含Cr(Ⅵ)废水的方法。
与失活微生物除Cr(Ⅵ)相比,活体微生物不仅对Cr(Ⅵ)有吸附作用而且还有着酶的催化转化作用、以及代谢产物的还原作用、絮凝作用和沉淀作用等更多的除铬途径。
目前这方面的研究主要集中在分离和寻找高效的菌种上。
已见报道的具有除Cr(Ⅵ)能力的菌株非常广泛,分别来自于无色杆菌、土壤细菌、芽孢杆菌、脱硫弧菌、肠杆菌、微球菌、硫杆菌以及假单胞菌等多个不同种属,其中除了大肠杆菌、芽孢杆菌、硫杆菌及假单胞菌等种属的菌株能在好氧的条件下将Cr(Ⅵ)还原外,绝大多数菌株都只能在厌氧的条件下还原Cr(Ⅵ)。
此外以酵母菌、霉菌等真菌处理含Cr(Ⅵ)废水的研究也有报道]。
用纯种微生物去除铬虽然具有处理效率高的优点,但是,纯种微生物培养通常要求较为苛刻的操作条件(例如,温度、溶解氧的控制及防止杂菌污染等),因此纯种微生物法在工艺推广上存在局限性。
随着社会生产力的发展,人类活动对生存环境的冲击越来越严重。
制革工业由于废弃物的随意排放和填埋,对环境的影响已经到了不可忽视的程度。
已有许多报道提到制革废水的随意排放导致土壤和地下水中检测到铬的污染。
尤其是六价铬的污染。
同时,在填埋地周围由于防渗措施不规范,土壤重金属下渗现象更为严重。
在我国还有8%的制革污泥只经过简单的堆肥处理就直接应用于农田,导致土壤环境质量迅速下降,同时出现了粮食食品重金属超标现象。
以往研究对铬在环境中的迁移和生态安争性研究中,均强调了六价铬的毒性而忽视了因总铬量的提高导致的环境安全性。
由于长期人类活动对环境的影响,使生态环境变得日益脆弱,从而导致在现有环境条件下出现了许多新的环境问题。
污染环境的修复技术就是在这一前提下提出来的。
环境修复技术(EnvironmentalRemediation)是指将污染事故的现场通过补救的方式得以恢复的技术手段。
它包括物理修复、化学修复和生物修复等方法。
前述的固定化/固化法(Solidification/Stabilization)、氧化还原电位调整法(或化学还原法)等均是化学修复方法,在铬污染的化学修复中,还有化学清洗法(Soilwashing)、电修复法(Electroremediation)等。
1.化学固定法铬污染的土壤可与某种胶黏混合(也可以辅以一定的还原剂,用于还原六价铬)固定其中的铬,使铬不再向周围环境迁移。
在众多的胶黏剂中,水泥和硅藻土被认为是一种有效、易得和价廉的产品。
试验表明,用硅藻土处理含铬量从0.2%~2.6%不等的土壤,可将试验前淋滤液中六价铬浓度由30mg/kg降低至5mg/kg以下,并可在处理后将其制砖。
但采用该方法修复铬污染土壤,需将土壤取出,处理成本较高,处理效果也有待进一步提高。
2.化学还原法化学还原法是一种原位修复方法(remediation),即将土壤保持原状、不进行移动的一种处理方法。
其原理是利用铁屑、硫酸亚铁或其他一些容易得到的化学还原剂(tg可以辅以一定的胶黏剂)将六价铬还原为三价铬,形成难溶的化合物,从而降低铬在环境中的迁移性和生物可利用性,从而减轻铬污染的危害。
多硫化钙修复Cr(Ⅵ)污染土壤和地下水的研究进展1. 引言铬是一种常见的重金属元素,广泛存在于地壳中。
它的无机形态主要有Cr(Ⅲ)和Cr (Ⅵ)。
Cr(Ⅲ)是一种对生物相对较为无害的形态,而Cr(Ⅵ)则具有高度的毒性和致癌性。
由于Cr(Ⅵ)的污染已成为土壤和地下水环境中的严重问题,因此寻找高效、经济并且环境友好的修复方法成为迫切需要的任务。
2. 多硫化钙的性质多硫化钙是一种无机硫化物,化学式为CaS。
它具有良好的可溶解性和稳定性,并且具有吸附、沉淀和还原等多种与重金属元素相互作用的能力。
多硫化钙还可利用自身所含的硫化物离子与Cr(Ⅵ)发生化学反应,并将其还原为相对无毒的Cr(Ⅲ)形态。
3. Cr(Ⅵ)的污染特点Cr(Ⅵ)在土壤和地下水中具有很强的迁移能力和毒性,容易造成环境和健康风险。
它的迁移主要受土壤粒子、溶液pH值、溶液中其他离子和有机物质等因素的影响。
4. 多硫化钙修复Cr(Ⅵ)的机制多硫化钙修复Cr(Ⅵ)的机制主要涉及吸附、沉淀和还原等过程。
多硫化钙的大量添加可以增加土壤和地下水中的硫化物浓度,从而提高Cr(Ⅵ)的还原速率。
多硫化钙中的硫化物离子可以与Cr(Ⅵ)形成CrS沉淀,从而有效地去除和控制污染源。
5. 影响因素多硫化钙修复Cr(Ⅵ)的效果受多种因素的影响,包括多硫化钙用量、反应时间、溶液pH值和温度等因素。
土壤和地下水中其他离子和有机物质的存在也会对修复效果产生影响。
6. 存在的问题和展望目前,多硫化钙修复Cr(Ⅵ)的研究还存在一些问题,如多硫化钙的合成方法和修复机制的深入研究等。
今后的研究可以进一步探索多硫化钙修复Cr(Ⅵ)的优化条件和机制,以提高修复效果并减少对环境的副作用。
82一、引言水是人类的生命之源,又是不可代替的宝贵资源。
随着城镇化、人口增长和经济发展进程的加快,作为水资源缺乏的中国,水污染问题日益凸显。
近二十年来,水体中以阴离子形态存在的磷、铬等元素对人类健康以及环境的危害得到了全世界的关注,相关的污水排放标准也日趋严格。
磷是水体富营养化的主要控制因子之一,同时又是一种重要的战略资源,也是污水处理领域较难解决的问题之一。
铬主要以Cr6+态存在,具备很强的生物毒性,经过消化道、皮肤和黏膜侵入身体,可以引起恶心、呕吐等症状,严重甚至产生肺癌。
国内有数千万人饮用含铬、含磷超标的饮用水,因此,探究污染水体中磷、铬等阴离子的去除及回收具有十分重要的社会和经济意义。
在治理技术方面,环境水体中Cr和P元素主要以对应的含氧酸根的形态存在,如CrO42-、H2PO4-、HPO42-等,处理难度较大。
目前对水中阴离子污染物的去除工艺主要包括化学沉淀法、吸附法、离子交换法、生物法。
二、磷和铬的去除方法1.化学沉淀法化学沉淀法的原理是在污染水体中加入相应金属阳离子沉淀剂,使阴离子污染物生成了难溶于水的沉淀物质,然后利用固液分离的工艺流程分离去除。
即以沉淀、凝聚、絮凝、固液分离等方法达到去除效果 。
化学沉淀法除磷通常选用富含Ca、Fe和Al三种元素材料。
如利用Ca2+作为沉淀剂,将Ca(OH)2或CaO投加到待处理的废水中,生成羟基磷灰石(Ca5OH(PO4)3)沉淀。
Mallet等以FeCl3•8H2O为原料,滴加NaOH制备出比表面积较高的水铁矿,将其应用于磷酸盐的去除。
郭佳楠等研究了活性氧化铝对磷酸根的吸附效果和机理。
其吸附机理即包含物理作用,也含有化学作用。
在中性的条件下,表面带有正电荷的活性氧化铝,可静电吸附阴离子磷酸根到其表面上。
被吸附的磷酸根离子与活性氧化铝表面上的-OH官能团发生离子交换最终生成磷酸铝沉淀。
化学沉淀除铬最常用的方法是还原沉淀法。
在溶液中加入过量的FeS04,酸性条件下进行反应使Cr6+被还原成Cr3+,当溶液中出现少量的Fe(OH)3沉淀,后加入碱 NaOH或Ca(OH)2 使Cr3+在碱性条件下生成Cr(OH)3沉淀,形成沉淀后加入絮凝剂可将沉淀除去。
doi:10.19677/j.issn.1004-7964.2024.03.006含铬废水和污泥中铬的处理研究进展白波涛1,2,韩庆鑫1,2*,杨广育1,张涛1,王学川1,2(1.陕西科技大学轻工科学与工程学院,轻化工程国家级实验教学示范中心,陕西西安710021;2.陕西科技大学,轻化工助剂化学与技术教育部重点实验室&陕西省轻化工助剂化学与技术协同创新中心,陕西西安710021)摘要:随着“绿色发展”观念的持续推进,传统制革行业因其生产工艺中产生的污染而逐渐受到冲击。
制革鞣制过程所产生铬鞣废水及其处理后所产生的污泥,若得不到有效处理和利用,不仅会对环境和人的身体健康产生危害,还会造成铬资源的大量浪费,经济、高效的铬处理与利用技术的开发已迫在眉睫。
基于此,分别对制革过程产生的含铬废水及其沉淀过程产生的污泥中铬的处理方法进行了介绍,如循环利用法、电絮凝法、生物沥滤法和超临界水氧化法等,并对含铬废水和污泥中铬的处理回收方法的发展进行了总结和展望,旨在为我国皮革行业的绿色化发展提供一种新的思路。
关键词:制革行业;含铬废水;含铬污泥;循环利用法;酸浸法中图分类号:TS5;TQ09文献标志码:AResearch Progress on Treatment and Recovery of Chromium from Chrome Tanning Wastewater and Sludge(1College of Bioresources Chemical and Materials Engineering,National Demonstration Center for Experimental Light Chemistry Engineering Education,Shaanxi University of Science&Technology,Xi’an710021,China;2Key Laboratory of Light Chemical Auxiliary Chemistry and Technology of the Ministry of Education&Shaanxi Collaborative Innovation Centre for Light Chemical Auxiliary Chemistry and Technology,Xi’an,Shaanxi710021,China) Abstract:As the concept of"green development"continues to be promoted,traditional tanning industry is increasingly affected by the pollution generated during its production process.The chromium tanning wastewater and sludge produced by the tanning process pose significant environmental and health hazards if not effectively treated and utilized.Additionally, improper handling leads to substantial waste of chromium resources.The development of economical and efficient chromium treatment and utilization technologies is urgent.This paper introduces various treatment methods for chromium-containing wastewater and sludge produced during the tanning process.These methods include recycling,electrocoagulation, bioleaching,and supercritical water oxidation.Furthermore,it provides a summary and outlook on the development of recycling methods for treating chromium in wastewater and sludge.The aim is to foster a new way of thinking about the development of China's leather industry towards greener practices.Key words:leather industry;chromium tanning wastewater;chromium containing sludge;recycling method;acid leaching收稿日期:2023-10-30修回日期:2024-01-06接受日期:2024-01-08基金项目:国家自然科学基金(21908140);轻化工助剂化学与技术教育部重点实验室&陕西省轻化工助剂化学与技术协同创新中心开放基金(KFKT2021-15);陕西科技大学大学生创新创业训练项目(202210708020)第一作者简介:白波涛(2002-),男,本科生,研究方向为生物质功能材料。
铬污染现状及其治理策略研究随着工业化的快速发展,环境污染成为了人们越来越关注的问题,其中铬污染是一种特别严重的污染现象。
铬是一种无色、无味、有毒的金属元素,可以通过常见的矿物、土壤和岩石在自然环境中存在。
铬的毒性对人类健康和环境产生了不可忽略的影响,因此对铬污染的治理已经成为了全球环保工作的重点之一。
一、铬污染现状铬污染的主要原因是工业活动,其中包括金属制造、皮革加工、木材保护、氧化铝生产和电镀等工业过程中的废弃物排放。
铬污染对土壤、水源和空气质量产生不利影响,还直接威胁了人类健康。
铬污染对环境的影响因其形态而异,主要分为三种形态:铬(VI)、铬(III)和有机铬。
铬(VI)是工业活动中最常见的形式,也是最有毒的形式。
铬(VI)污染源可以分为两类:一类是人工造成的,如涂料、氧化铬和电镀等;另一类是天然铬矿床,随着矿物的开采而被释放到环境中。
铬(VI)污染对土壤和水源的影响尤为严重,可能会导致人类和动物的慢性中毒以及重症疾病,包括肺癌、呼吸道感染、肝脏受损和周围神经系统损伤等。
铬(III)是一种中等毒性的物质,相对于铬(VI)更容易沉积在土壤中。
铬(III)主要存在于铬(VI)的还原产物中,也可以是人类和动物代谢铬元素的产物。
铬(III)的作用机理与铬(VI)类似,但毒性要低得多。
有机铬是由铬与有机物质结合而形成的,对健康和环境的影响远远没有两种无机铬形态那么严重。
当然,它们也可能导致医学上的问题,如慢性气道疾病和肺癌。
二、铬污染治理策略研究对铬污染的治理办法有很多种,其中包括物理、化学和生物等多种手段。
以下是几种常见的处理方法:1、生物调控生物治理技术是一种利用微生物、植物或有机物浸渍等方式处理废弃物的技术,可以高效地降解或减少污染物的浓度。
对于污染物,生物技术的使用具有环境友好、成本低和易于操作等特点。
微生物能够降解和还原铬离子,将其还原为无毒的铬(III)离子。
植物吸收铬(VI)并将其减析为无毒铬(III)离子,这种技术可以与其他方法结合使用,以实现更完整的处理。
铬绿对水体中重金属污染的修复效果研究重金属污染是当今世界面临的严重环境问题之一,给水体生态系统和人类健康带来了巨大威胁。
研究铬绿对水体中重金属污染的修复效果,有助于寻找一种低成本且高效的方法来净化水体,保护环境。
重金属污染的来源广泛,包括工业废水、农业排放和大气降解等。
这些重金属通常通过各种途径进入水体,积累在水体中,造成水体的污染。
铬绿作为一种常见的重金属吸附剂,被广泛应用于水体的修复和净化工作中。
铬绿作为一种天然产物,具有多孔性和高度吸附性,能够有效地吸附重金属离子,如铅、镉、汞等,从而降低水体中重金属的浓度。
研究发现,铬绿在水体中的修复效果与其用量、吸附时间和重金属离子的浓度等因素有关。
首先,在铬绿修复水体中的用量方面,适量的铬绿能够达到最佳的修复效果。
过量的用量不仅会浪费资源,还可能造成其他环境问题。
研究表明,当铬绿的用量过多时,会形成大量的副产物,如残留的重金属铬绿盐,会进一步污染水体。
其次,在吸附时间方面,适当的吸附时间可以提高铬绿的吸附效率。
过短的吸附时间可能导致未被吸附的重金属离子重新释放到水体中,从而使修复效果降低。
然而,过长的吸附时间也不利于修复工作的高效进行。
另外,重金属离子的浓度也会影响铬绿修复水体的效果。
通常情况下,重金属离子浓度较高,铬绿的吸附效果较好。
然而,当重金属离子浓度过低时,铬绿的修复效果可能会下降,因为其吸附能力有限。
铬绿对水体中重金属污染的修复效果还受到其他因素的影响。
例如pH值、温度和水体中其他化学物质的存在都会对修复效果产生影响。
研究人员还发现,铬绿修复水体的效果在不同水体环境下存在差异,在不同的水体中可能需要采用不同的修复方法。
当前,研究铬绿在水体中修复重金属污染的方法有很多,如批处理法、连续处理法和植物辅助修复法等。
这些方法的选择应该根据实际情况和需求。
无论采用何种方法,确保修复过程中不会产生新的环境问题,是非常重要的。
总之,铬绿作为一种常见的重金属吸附剂,对水体中重金属污染的修复具有一定的效果。
Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2023, 13(4), 971-983 Published Online August 2023 in Hans. https:///journal/aep https:///10.12677/aep.2023.134118重金属铬(Cr)的污染及治理研究进展王梦蛟,徐 露文山州生态环境局丘北分局生态环境监测站,云南 文山收稿日期:2023年7月9日;录用日期:2023年8月10日;发布日期:2023年8月21日摘要 水环境污染和水资源短缺是全球淡水资源正面临的两大问题。
也正是水体的污染导致了水资源的短缺,水体中的污染物有很多种类,本文将只对国内地表水中重金属污染物——铬(Cr)的污染及治理进行综述。
本论文简要介绍了我国地表水资源现状、地表水中重金属铬的来源、铬污染带来的危害、铬在水中的存在及迁移形式、着重归纳整理了含铬污水的处理方法,对已有的铬污染处理技术应用研究进行综述,对地表水中铬污染治理技术发展进行展望,以供后人研究提供参考资料。
关键词重金属,铬污染,研究,进展The Research Progress in Pollution and Control for Heavy Metal Chromium (Cr)Mengjiao Wang, Lu XuEcological Environment Monitoring Station, Qiubei Branch, Wenshan Prefecture Ecological Environment Bureau, Wenshan Yunnan Received: Jul. 9th , 2023; accepted: Aug. 10th , 2023; published: Aug. 21st , 2023AbstractWater pollution and water shortage are major problems for global freshwater resources. It is wa-ter pollution led to a shortage of water resources. And there are numerous types of pollutants in water bodies. This article will only review the heavy metal pollutants of surface water—the pollu-tion of chromium. This thesis briefly introduces the present situation of surface water resources in China, the source of heavy metal chromium in surface water, the harm of chromium pollution, the presence and migration form of chromium, mainly summarizes the treatment method of chro-mium-containing wastewater, and overviews the existing chromium pollution treatment technol-王梦蛟,徐露ogy application, and puts forward my own views, prospects for chromic pollution control technol-ogy in surface water.KeywordsHeavy Metal, Chromic Pollution, Research, Progress Array Copyright © 2023 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言水,对于人类的重要性是至关重要的。
地下水铬污染修复技术铬及其化合物是地下水中常见的污染物,主要来源于冶金、电镀、金属加工、制革、油漆、印染和木材防腐等行业生产、贮存、运输、经营、使用和处置等过程中产生的含铬废水、废气和废渣。
铬在地下水环境中主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的形式存在,Cr(Ⅵ)的化合物具有潜在致癌形态,并且由于Cr(Ⅵ)溶解度高、表面带负电,其在地下水中极易迁移。
而Cr(Ⅲ)的迁移性差并且毒性低,它通常以氧化物和氢氧化物形式沉淀。
目前,关于Cr(Ⅵ)污染地下水的修复方法主要有化学还原法、电动修复和生物修复方法等。
其中零价铁渗透反应格栅(zero-valent iron Permeable reactive barrier,Fe0 -PRB)技术以其处理费用低、使用寿命长、能有效截获地下水污染羽状体等特点,被广泛地用于Cr(Ⅵ)污染地下水的原位修复。
Fe0 -PRB的长期运行性能受到污染场地地下水成分的影响。
氮肥、动物粪便和农药的超量施用,使得硝酸根(NO3- )成为地下水中普遍存在的污染物之一。
在很多情况下,NO3- 与Cr(Ⅵ)成为共存污染物。
冯爱云等[17] 的柱实验研究认为NO3- 促进零价铁(Fe0 )去除Cr(Ⅵ),原因可能是由于颗粒铁由水腐蚀产物Fe3 O4 转换为高价铁氧化物时释放出的酸的作用。
RIVERO-HUGUET 等的批实验研究指出NO3- 的存在对Fe0 去除Cr(Ⅵ)的影响随pH 变化,pH = 2NO3- 提高Fe0 去除Cr(Ⅵ)的反应速率,而当pH = 6 时,NO3- 的存在对Fe0 去除Cr(Ⅵ)的反应速率无影响。
而孟凡生等利用柱实验研究证明NO3- 对Fe0 去除Cr(Ⅵ)无影响。
本研究利用批实验和柱模拟实验,全面而透彻地对比分析了存在NO3- 和不存在NO3-3 情况下零价铁对Cr(Ⅵ)的去除差异性,分析了NO3- 对Fe0 去除Cr(Ⅵ)的影响作用;通过长期运行连续流动的Fe0 柱模拟实验,研究了NO3- 对Fe0 -PRB 去除Cr(Ⅵ)的长效性影响。
水体中Cr(VI)的处理技术研究进展摘要:随着经济的快速增长,重金属污染问题愈发严重,而六价铬作为其中的代表污染物,已对生态环境和人类健康造成了严重的危害。
文章综述了水体中Cr (VI)的处理技术研究进展,分析了各种处理技术的优缺点,并对未来的发展方向进行了展望。
关键词:六价铬;处理技术;研究进展近年来,铬及其对应的含氧化物随着城市化进程的加快在各种工业生产过程中得到了广泛应用,并由此产生铬污染问题。
铬污染主要是指Cr(VI)污染,相比于Cr(III),由于其在水溶液中的强氧化性,导致其毒性远远大于Cr(III)。
为减少其对生态环境和人类的危害,含铬废水在排放前必须进行相应处理。
面对如何有效处理水体中Cr(VI)这一难题,常用的处理方法有:离子交换法、化学沉淀法、电解法、生物法以及吸附法等。
本文在对国内外相关文献综合分析的基础上,就水体中Cr(VI)的处理技术研究进展进行了综述。
1 水体中Cr(VI)的处理技术1.1 离子交换法离子交换法是以离子交换树脂为离子交换剂,通过树脂上的可交换离子或基团与水中的铬离子进行交换,从而使溶液中的铬离子得以去除的方法。
吴秋原等通过对比三种阴离子交换树脂对水体中Cr(VI)的吸附性能,优选出DEX-Cr树脂,其对Cr(VI)的动态交换容量可达260mg/L[1]。
刘傲等成功制备出PVC-TETA树脂,并将其用于去除水溶液中的Cr(VI),结果表明PVC-TETA树脂对Cr(VI)的吸附容量高达563mg/g,且再生性能良好[2]。
离子交换法具有可实现自动化、二次污染小、处理后的水质可达标等优点,但也存在不足之处,即树脂易被污染和氧化,使用寿命短,且对废水的预处理有一定的要求。
1.2 化学沉淀法化学沉淀法的原理是通过向含铬水体中投加添加剂,使其与溶液中的Cr(VI)离子或Cr(III)离子发生化学反应,生成难溶于水的沉淀物,从而达到去除水体中Cr(VI)的目的。
按照生成的沉淀物可分为直接沉淀法和还原沉淀法。
铬(Ⅵ)污染水处理技术研究进展作者:李广李晶来源:《中国科技博览》2014年第05期摘要随着印染、制药等行业的飞速发展,受铬(Ⅵ)污染水的危害逐渐显现出来,本文主要介绍了零价铁氧化还原法、活性炭吸附法对水中铬(Ⅵ)去除技术的研究进展,并展望了铬污染水处理技术的发展趋势。
关键词铬(Ⅵ)、氧化还原法、吸附法【分类号】:TS124.7铬元素是人体内所需的一种极微量元素,当人体内缺乏铬元素,易导致脂肪、糖类和蛋白质的新陈代谢出现异常[1],但同时铬(Ⅵ)也是一种有毒的重金属元素,过多或不当的使用都会对人类赖以生存的自然环境产生不良的影响,甚到使人生病致死。
天然水体中铬(Ⅵ)的含量一般极少,但由于工业废水的污染,或因地质背景所致,使部分地区水体的含铬(Ⅵ)量剧增[2,3]。
因此,预防和治理铬(Ⅵ)对水体的污染是现阶段一个亟待解决的问题。
目前对水中铬(Ⅵ)的处理主要有以下两种途径:一是改变铬(Ⅵ)的存在形态,使其固定,降低其在环境中的迁移性和生物可利用性;二是采用物理或化学等手段将铬(Ⅵ)从水中去除[4]。
本文主要介绍零价铁氧化还原技术和活性炭吸附技术在处理水中铬(Ⅵ)的研究进展。
1. 铬(Ⅵ)污染地下水处理技术的研究进展1.1零价铁氧化还原技术零价铁对六价铬有较强的还原作用,将一部分六价铬还原成三价铬,产生的三价铬可通过生成Cr(OH)3沉淀去除或生成铁铬水合物或生成铁铬氧化水合物去除。
李雅等[5]考察了Fe0对地下水中六价铬去除效果,结果表明:通过氧化还原和共沉淀作用,零价铁可有效去除水中的六价铬,且随着pH减小铬的去除效率逐渐增大,毛寅等采用纳米零价铁还原去除水中六价铬,研究得出,与普通粒状Fe0相比纳米Fe0对水中六价铬的还原作用显著提高,在进水六价铬浓度为50mg/L时,纳米Fe0投加量为2g/L,六价铬去除效率最佳[6]。
季桂娟等研究了铁粉、煤粉混合物对地下水中六价铬的去除效果,结果表明:在相同的试验条件下,铁粉、煤粉混合物对水中六价铬去除效果较单独采样用铁粉时好[7]。
铬对水的污染及其治理内部编号:(YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128)铬对水的污染及其治理【摘要】水是生命的源泉,是生命存在与经济发展的必要条件,同样是构成人体组织的重要部分。
毫无疑问,水对于人类的生存和发展具有重大的意义,但是世界上目前的水资源现状却不容乐观。
尤其是作为世界人口总量排名第一的人口大国,我国的水资源短缺的问题更是严重。
除了淡水资源总量不足的问题之外,水污染也是一个世界性的重大课题。
本文将重点从铬对水资源的污染现状研究着手,整理得出镉污染的严重性,并且提出相应的解决措施。
【关键词】水资源短缺水污染镉污染解决措施水生命之源,目前地球上的水资源约占地球70%的面积,其中海水占97.3%,可用淡水只有2.7%。
在近3%的淡水中,77.2%存在雪山中,22.4%为土壤中和地下水(降水与地表水渗入)。
只有0.4%为地表水,也就是我们可以使用的指河流、湖泊、冰川等水体。
我国大小河川总长42万公里,湖泊7.56万平方公里,占国土总面积的0.8%,水资源总量28000亿,人均2300立方米,只占世界人均拥有量的1/4,居121位,为13个贫水国之一。
我国640个城市有300多个缺水,2.32亿人年均用水量严重。
虽然水资源总量严重不足,但是我国的水资源污染情况也是比较严重的,中国有82%的人饮用浅井和江河水,其中严重细菌超过卫生标准的占75%,受到有机物污染的饮用水人口约1.6亿。
一项调查显示,在全世界中,测出的化学污染物有2221种之多,其中有些确认为致癌物或。
从自来水的饮用标准看,中国尚处于较低水平,自来水仅能采用沉淀、过滤、加氯消毒等方法,将江河水或地下水简单加工成可饮用水。
自来水加氯可有效杀除病菌,同时也会产生较多的化合物,这些含氯有机物的含量成倍增加,是引起人类患各种胃肠癌的最大根源。
城市污染的成分十分复杂,受污染的中除外,还含有甚多、化肥、洗涤剂等有害残留物,即使是把自来水煮沸了,上述残留物仍驱之不去,还会使与等致癌物增加,因此,饮用开水的安全系数也是不高的。
六价铬分析方法及其废水处理研究进展六价铬是一种常见的有毒污染物,对人体健康和环境造成严重威胁。
因此,六价铬的精确分析和有效废水处理一直是环境科学领域的研究热点。
本文将介绍近年来关于六价铬分析方法及其废水处理的研究进展。
首先,六价铬的分析方法方面。
传统的六价铬分析方法包括显色法、电感耦合等离子体质谱法、UV-Vis和ICP-OES等方法。
其中,显色法是一种简单直观的分析方法,通过六价铬与酸性介质中的某些化学物质反应形成颜色,再通过比色或比值计算得出六价铬的浓度。
该方法操作简单,但由于其灵敏度较低,存在一定局限性。
电感耦合等离子体质谱法是一种高灵敏度、高选择性的分析方法,但仪器设备昂贵,不易推广。
UV-Vis和ICP-OES方法常用于六价铬的定量分析,对于废水处理厂和实验室等需要高精度和高检出限的场合较为适用。
然而,以上传统方法普遍存在着操作繁琐、仪器设备昂贵、分析时间长以及残留试剂的环境污染等问题。
为了克服这些问题,近年来出现了一些新型六价铬分析方法。
例如,光催化法是一种利用光催化材料降解六价铬的方法。
光催化材料可以吸收可见光或紫外光能量,激发电子跃迁,从而使六价铬还原为三价铬或二价铬,进而转化为无毒可溶性物质。
此外,电化学法也被广泛用于六价铬分析。
例如,基于电化学传感器的方法通过测量溶液中的电流、电压或电阻等参数,实现对六价铬浓度的快速检测。
这些新型分析方法具有操作简便、成本低、检测灵敏度高等优点,为快速、准确监测六价铬提供了新思路。
在六价铬废水处理方面,常用的方法包括生化法、吸附法、还原法、电化学法和膜分离等。
生化法是一种将有机物和微生物应用于废水处理的方法。
通过微生物的代谢作用,将废水中的六价铬转化为无毒沉淀物或还原为低毒价态铬。
吸附法是利用吸附材料(如活性炭、膨润土等)吸附废水中的六价铬,将其固定在材料表面。
还原法是将六价铬还原为低毒价态铬的方法。
常用的还原剂有亚硫酸氢钠、次亚磷酸钠等。
电化学法是利用电化学反应将废水中的六价铬转化为可沉淀的低价态铬。
污染水体的生物修复技术研究进展摘要详细介绍了污染水体生物修复技术的特点,综述了近年来国内外水体生物修复技术的研究和应用现状,并评述了水体生物修复技术存在的问题以及污染水体生物修复的发展方向。
关键词污染水体生物修复微生物水生植物1前言随着我国工农业的快速发展以及人口的不断增长,城市化进程的加剧和人民生活水平的步提高,用水量急剧增加,污水排放量相应增加,导致淡水资源短缺和水环境污染问题日益突出。
据报道,我国目前有50 %的河道和80 %以上的湖泊受到污染,许多湖泊已达不到地表水Ⅲ类水质标准[1]。
水体污染致使水体生态系统遭受严重破坏,自净能力减弱,甚至消亡,同时,景观水体水质恶化对该地区居民的日常生活造成极大影响,这些均严重制约了我国社会经济的可持续发展和影响了人民的身体健康。
由此可见,受污染水体的综合治理和修复已刻不容缓。
目前,污染水体的修复技术主要有截污技术、底泥疏浚和底泥覆盖技术、人工曝气富氧技术、人工岸边植被技术、清水冲污技术和生物修复技术等,但采取截污、底泥疏浚和覆盖、曝气富氧、清水冲污以及岸边植被缓冲带的建设等在某种程度上都属于辅助治理手段,不能彻底改善水质,而生物修复技术则是最具发展前景的主体修复技术。
2污染水体生物修复技术的特点污染水体的生物修复技术是新近发展起来的一项清洁环境的低投资、高效益,便于应用、发展潜力巨大的新兴技术,它利用特定生物(特别是微生物)对水体中污染物的吸收、转化或降解,达到减缓或最终消除水体污染、恢复水体生态功能的生物措施,这一过程是受控或自发的[2]。
与传统的物理化学修复技术相比,生物修复技术具有以下优点: (1)费用省,仅为现有环境工程技术的几分之一,如采用生物清淤比机械清淤费用将节省80 %以上; (2)环境影响小,不会形成二次污染或导致污染物的转移; (3)可最大限度地降低污染物浓度; (4)可用于处理常规污染治理技术难以应用的场地,如受污染的地面水体、受石油污染的洋面、受污染的土壤和地下水[3 ,4]。
【专业知识】铬污染水体修复技术的研究进展
【学员问题】铬污染水体修复技术的研究进展?
【解答】1、引言
铬(chromium)是法国化学家Lvauquelin于1797年首次发现的,是一种用途广泛而又对人体危害较大的重金属元素。
环境中稳定存在的两种价态Cr(Ⅲ)和Cr (Ⅵ)有着几乎相反的性质,适量的Cr(Ⅲ)可以降低人体血浆中的血糖浓度,提高人体胰岛素活性,促进糖和脂肪代谢,提高人体的应激反应能力等;而Cr(Ⅵ)则是一种强氧化剂,具有强致癌变、致畸变、致突变作用,对生物体伤害较大。
铬污染最常见的是水体污染,如电镀铬废水、制革、制药、印染业等应用铬及其化合物的工业企业排放的废水,主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)两中价态进入环境。
据资料介绍,制革工业通常处理1t原皮,要排出含铬为410mg/L的废水50-60t.炼油厂和化工厂所用的循环冷却水中含铬量也较高。
镀铬厂的废水中含铬量更高,尤其在换电镀液时,常排放出大量含铬废水。
铬对水体的污染不仅在我国而且在全世界各国都已相当严重了。
世界各国普遍把铬污染列为重点防治对象。
2、水体中铬的存在形态
天然水体中铬的质量浓度一般在1-40μg/L之间,主要以Cr3+、CrO2-、
CrO42-、Cr2O27-4种离子形态存在,水体中铬主要以三价铬和六价铬的化合物为主。
铬的存在形态直接影响其迁移转化规律。
三价铬大多数被底泥吸附转入固相,少量溶于水,迁移能力弱。
六价铬在碱性水体中较为稳定并以溶解状态存在,迁移
能力强。
因此,水体中若三价铬占优势,可在中性或弱碱性水体中水解,生成不溶的氢氧化铬和水解产物或被悬浮颗粒物强烈吸附后存在于沉积物中,若六价铬占优势则多溶于水中。
六价铬毒性一般为三价铬毒性的100多倍,但铬可由六价还原为三价,还原作用的强弱主要决定于DO、BOD5、COD的值,DO值越小,BOD5值和COD 值越高,则还原作用越强。
3、水体重金属铬污染的治理方法
3.1物理化学方法
(1)稀释法和换水法
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,减轻重金属污染的程度。
此法适于受重金属污染程度较轻的水体的治理。
这种方法不能减少排入环境中的重金属污染物的总量,又因为重金属有累积作用,所以这种处理方法目前渐渐被否定。
换水法是将被重金属污染的水体移出,换上新鲜水,而减轻水体污染的一种措施,该方法适用于鱼塘等水量较小的情况。
(2)混凝沉淀法
许多重金属在水体溶液中主要以阳离子存在,加入碱性物质,使水体pH值升高,能使大多数重金属生成氢氧化物沉淀。
另外,其它众多的阴离子也可以使相应的重金属离子形成沉淀。
所以,向重金属污染的水体施加石灰、NaOH、Na2S等物质,能使很多重金属形成沉淀去除,降低重金属对水体的危害程度。
这是目前国内处理重金属污染普遍采用的方法。
(3)离子还原法和交换法
离子还原法是利用一些容易得到的还原剂将水体中的重金属还原,形成无污染或污染程度较轻的化合物,从而降低重金属在水体中的迁移性和生物可利用性,以减
轻重金属对水体的污染。
电镀污水中常含有六价铬离子(Cr6+),它以铬酸离子(Cr2O72-)的形式存在,在碱性条件下不易沉淀且毒性很高,而三价铬毒性远低于六价铬,但六价铬在酸性条件下易被还原为三价铬。
因此,常采用硫酸亚铁及三氧化硫将六价铬还原为三价铬,以减轻铬污染。
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,以达到治理重金属污染的目的。
经离子交换处理后,废水中的重金属离子转移到离子交换树脂上,经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。
离子还原法和交换法费用较低,操作人员不直接接触重金属污染物,但适用范围有限,并且容易造成二次污染。
(4)电修复法
电修复法是20世纪90年代后期发展起来的水体重金属污染修复技术,其基本原理是给受重金属污染的水体两端加上直流电场,利用电场迁移力将重金属迁移出水体。
Ridha等提出,在一个碳的毡状电极上,用电沉积法从工业废水中除去铜、铬和镍的技术。
另外,可以用电浮选法净化含有铜、镍、铬和锌等重金属的工业污水。
此外,近年来还有人把电渗析薄膜分离技术应用到污水重金属处理实践当中。
3.2生物修复法
(1)微生物修复法
重金属污染水体的生物修复机理主要包括微生物对重金属的固定和形态的转化。
前者是微生物通过带电荷的细胞表面吸附重金属离子,或通过摄取必要的营养元素主动吸收重金属离子,将重金属富集在细胞表面或内部;后者是通过微生物的生命活动改变重金属的形态或降低重金属的生物有效性,从而减轻重金属污染,如Cr6+
转变成Cr3+而毒性降低,As、Hg、Se等还原成单质态而挥发,微生物分泌物对重金属产生钝化作用等。
(2)动物修复法
应用一些优选的鱼类以及其它水生动物品种在水体中吸收、富集重金属,然后把它们从水体中驱出,以达到水体重金属污染修复的目的。
研究发现,一些贝类具有富集水体中重金属元素的能力,如牡蛎就有富集重金属锌和镉的能力。
据报导,若以湿量计算,牡蛎对镉的富集量可以达到3-4g/kg.动物修复法需驯化出特定的水生动物,并且处理周期较长、费用高,再则后续处理费用较大,所以在实际应用中推广难度较大。
(3)植物修复方法
20世纪80年代前期,Chaney提出利用重金属超富集植物(hyper-accumulator)的提取作用清除土壤重金属污染这一思想后。
经过人们不断地实践、总结和归纳才形成了植物修复的概念。
植物修复被定义为利用自然或基因工程植物来转移环境中的重金属或使环境中的重金属无害化,是目前生物修复技术中研究最热的一类。
对于铬超富集植物,到目前为止,在美国、澳大利亚、新西兰等国已发现能富集重金属的超富集植物500多种,其中有360多种是富集Ni的植物。
对于铬超富集植物,得到学者们认同的有DicomaniccoliferaWild和SuterafodinaWild两种,铬最高含量分别为1500mg/kg、2400mg/kg,均高于铬超富集植物的参考值
1000mg/kg.国内报道的湿生禾本科植物李氏禾也对铬具有较好的富集能力。
因此,采用一些水生铬超富集植物用于铬污染水体修复是可行的。
4、结论
由于水体铬污染也伴随着富营养的趋势,可以通过有机物将六价铬还原成三价铬,利用底泥吸附三价铬,转入固相,降低铬的迁移,减少污染的扩散,然后,利用水生铬超富集植物从底泥中将铬提取到植物上部,人工收获转移,焚烧后用于提取重金属,循环利用。
因此,利用铬超富集湿生植物对铬污染水体进行修复,是一种非常有潜力的铬污染水体修复技术。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。
结语:借用拿破仑的一句名言:播下一个行动,你将收获一种习惯;播下一种习惯,你将收获一种性格;播下一种性格,你将收获一种命运。
事实表明,习惯左右了成败,习惯改变人的一生。
在现实生活中,大多数的人,对学习很难做到学而不厌,学习不是一朝一夕的事,需要坚持。
希望大家坚持到底,现在需要沉淀下来,相信将来会有更多更大的发展前景。