1、第 2 O卷 第 3期 2 0 1 0年 6月 中 国环 境管 理干 部学 院学 报 J OURNAL OF EM C C Vo1 2 0 No 3 J u n 2 0 1 0 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 8 8 1 3 X 2 0 1 0 0 3 0 1 8 水体重金属污染治理技术研究进展 张 坤，罗 书(泸州 市环 境保 护监 测站，四川 泸州 6 4 6 0 0 0)摘要：随着工业的发展和人 口的不断增加，重金属废 水排放量增加。有毒重金属对环境的严 重威胁 正逐 渐成 为全球 性 问题，不仅 对环境 造 成危 害，还 威胁 着人 类的健 康。介 绍 了水体重
2、金 属 污 染现状及 危 害，综述 了 目前 国 内外 治理 水 体重金 属 污染 主要技 术 的研 究进展，指 出了微 生 物 治理 重金属 污 染水体 的 良好应 用前 景。关 键词：重金 属；水体 污染；微 生物治 理 中图分 类号：X5 2 文献 标识 码：A 文章 编号：1 0 0 8 8 1 3(2 0 1 O)0 3 0 0 6 2 0 4 Pr o g r e s s i n Te c h n o l o g y S t u d y o f He a v y M e t a l Po l l u t i o n Co n t r o l i n W a t e r Bo d y
3、 Zh a n g Kun，Lu o Sh u (Lu z h o u En v i r o n me n t a l M o n i t o r i n g St a t i o n，Lu z h o u S i c h u a n 6 4 6 0 0 0)Ab s t r a c t：W i t h t he d e v e l o p m e n t of i n du s t r y a nd t h e i nc r e a s e o f po pu l a t i o n，mo r e a nd mo r e wa s t e wa t e r c o nt a i ni n g
4、 h e a vy me t a l i s l e t o u t Th e s e r i ou s t hr e a t of t o x i c he a vy m e t a l p o l l u t i o n t o t h e e nv i r o nme n t i s be c o m i n g a gl o ba l pr o bl e m I t i s no t o nl y ha r mf u l t o t h e e nv i r o n m e nt，but a l s o a t hr e a t t o hu ma n he a l t h Thi s
5、 p a pe r i n t r o duc e d t he p r e s e nt s i t ua t i o n a n d t he ha r m o f he a vy me t a l p o l l ut i o n o f wa t e r b o dy，a nd s u m me d up c u r r e nt r e s e a r c h t r e nds o f c o n t r o l l i n g t e c h n i q u e f o r h e a v y me t a l p o l l u t i o n o f wa t e r b o
6、 d y a t h o me a n d a b r o a d，t h e n p o i n t e d t ha t t h e m i c r o or g a ni s m t r e a t me n t t e c h ni q ue s i s pr o mi s i ng i n t h e p r a c t i c a l f i e l d Ke y wor d s：he a vy m e t a l；p ol l u t i o n of wa t e r bo dy；mi c r o o r g a n i s m t r e a t m e n t t e c
7、hni q u e s 国际上 自上 世 纪 6 0年 代 开展 水 体 重 金 属 污 染 的研究，而我国对水体重金属污染 的研究始于 上 世 纪 8 O年代。环境 中常 见 的重 金 属 污染 物 质 有：汞、镉、铅、铬 以及类金属 砷等毒性显著 的元 素，也包括锌、铜、钴、镍、锡等毒性一般 的元素，以 及放射性重金属铀、镭、钍等。工 矿业废水、生 活 污水等未经适 当处理 即向外排放，污染土壤和废 弃物堆置场受流水作用，以及富含重金属的大气 沉降物输入，都会使水体重金属含量急剧升高，导 致水体受到重金 属污染，进而严重威胁人类和水 生生物的生存L l 。据联合 国世界卫生组织统 计，由于
8、 全球 工 业 污 染，世 界 上 约 8 O 的人 口饮 用水无法达 到卫 生标准。在 已知的人类疾病 中 7 0 8 0 与水污 染有 关 3 。1 水体 重金 属污 染现 状及 危害 我国水体 重金属污染 问题 已十分 突出。江 河湖 库 底 质 污 染 严 重，重 金 属 污 染 率 高 达 8 1 4 。根据对我 国七大水系 中水质最好 的长 江的调查，其近岸水域 已受到不 同程度的重金属 污 染，Z n、P b、C d、C u、C r 等 元 素污染 严 重，而 亲 硫 收稿 日期：2 0 1 0 0 3 3 0 作者简介：张坤(1 9 7 6 )，男，四川泸州人，1 9 9 9
9、年毕业于四川大学环境监测专业，注册环评工程师，长期从事环境监测与评价工作。2 0 1 0年第 3 期 张坤 罗 书水体重金 属污染治理技术研究进展 元素如 C d、P b、Hg、C u的潜在活性大，易参与环 境 中各 类物 质 的反应 5 。2 1个 沿江 主要 城 市 中，攀 枝花、宜 昌、南 京、武 汉、上 海、重 庆 6个 城 市 的 重金属累积污染率 已达到 6 5 _ 6 。国外水体重金属 污染现状也 不容乐 观。早 在 2 0世纪 5 O年代，日本就曾出现 由于汞污染引 起 的“水俣 病”和镉 污 染 引起 的“骨痛 病”事 件；波 兰 由采矿 和 冶 炼废 物 导 致 约 5 0
10、 的 地 表 水 达 不 到水质三级标准_ 7 。可见，水体重金属污染 已成 为全球 性 的环境 污染 问题。重 金属 污 染 物 进 入 水 生 生 态 系 统 后 对 水 生 植物和动物均产生影响，并通过食物链发生富集，引起人体病变，危害人类健康。2水体 重金 属污 染治 理修 复 方法 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
11、 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 目前渐 渐 被
12、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 8 。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。泸州市环境监测站对某厂中和沉淀法 处理 含铜、锌、镍废 水监 测结 果见 表：表 1中和沉淀 法处理金属废 水结果 2 2 2 电解 法 电解法是利用金 属离子在 电解
13、 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
14、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 4 集成技术 为实现 废水 回用 和 重金 属 回收，可采 用 集 成 技 术 处理 重 金 属 废 水。张 永 锋n采 用 络 合一 超 滤 一 电解集 成 技术 处理 重金 属废 水(图 1)。研 究 结 果 表 明，在 试 验 的最 佳
15、条 件 下，重 金 属 可 达 到 1 0 0 的去 除，超 滤 的浓缩 液 可通 过 电解 回收重金 属，从 而实 现废水 回用和 重金 属 回收 的双重 目的，为重 金属 废水 的根 治 找到 了新 出路。图 1络合超 滤一 电解 集 成 过 程 原 理 6 4 环境监测与污染防治 中国环境管理干部学院学报 2 0 1 0年 6月 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
16、收和植物吸附。目前 已 发 现 7 0 0多 种 重 金 属 超 量 积 累 植 物 1(h y p e r a c c u mu l a t o r)。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(P b 、C r 抖、C
17、u )具有 明显 自然 净化能 力 1。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 1 2种。田小光等】的实验结果表明，用硫
18、酸盐还原菌培 养液作 为 净 化 剂，使 电镀 废 水 中铬 的含 量 由 4 4 1 1 mg L 下 降到 5 3 6 5 mg L。康 建雄等钉 进行 了生 物絮凝 剂 P u l l u l a n絮凝水 中 P b的试 验，结 果表 明，在 P u l l Ma n与 A1 C1用 量 比为 4：1 1，溶液 p H 值为 6 5 7，P b 初始浓度为 1 O，2 5，6 O 和 1 0 0 mg L 时，分 别 投 加 8，2 5，4 O，8 0 mg L的 P u l l u l a n，对 P b 的去除率可达最高，分别为7 3 8 6 、7 6 3 O 、7 7 0 7 和
19、 8 1 1 9 。6次重复性试验表 明，P u l l Ma n的絮凝效果具有 较高的稳定性。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 二欢 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。泸州市环境监测站对采用 B M 菌 絮凝沉淀法处理 的电镀废水监测结果见表 2：表 2 B M 茵絮 凝沉淀法处理 电镀废 水监 测结果 2 5 3 2 生
20、 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，大大减少吸附一解吸循环中的损耗，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
21、种污 染成分 的废水。Ts e z o s和 Mc l r e a d y r 1 等研 究了固定化少根根霉(R a r r h i z u s)细胞分离废水 中铀的过程。实验结果表 明，固定化微生物可以 回收稀溶液(铀 浓度 3 0 0 mg L)中所有 的铀，洗 脱液中铀浓度超过 5 0 0 0 mg L，循环使用 1 2次 后，生物质仍保持其生物吸附铀 的能力达 5 0 mg g，工业应 用 很有 希 望。在 国 内陈林 等 1。从 活 性 污泥 中分离 出多株高效净化重金属 的功能菌，对 C r 吸附率 8 O 以上。徐容、汤岳琴、王建华 使用海藻酸钠固定的产黄青霉颗粒处理含铅废水 也
22、取得了较高的金属去除率。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。3 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，(下转 第 8 1页)2 0 1 0年第 3期 刘 京晶 张玉春 当代 大学生职业价值观探析 8 1 用人单位，拓宽就业渠道。同时，建立毕业生跟踪 调查制度，加强社会专业人才需求情况调研工作。通过建立毕业生跟踪调查机制，了解就业市场的 基本行情，并将其所反馈的信息，作
23、为学校专业设 置、专业结构调整和人才培养模式、教育教学改革 的重要依据，使人才培养与社会需求、人才质量和 社会 需要 有机 的结 合起 来。3 4 加强职业生涯规划，提高大学生 自身素质 通过分析 自己的个性、价值观 以及整个社会 的就业趋势、就业环境等，可以更好地对 自我进行 定 位，增 强职 业针 对性 和 目的性，因此，帮助 大 学 生 进行 职业 生涯 规划对 其 今后 职业 生涯 的发 展 有 着十分重要的意义。在树立正确的职业理想，确 立 明确 的职业 目标 的基 础 上，对 自己 的职业兴 趣、气质、性格、能力等进行全面认识，进行正确 的 自 我分析和职业分析，通过构建合理的知识
24、结构，参 加有益 的职业 训练，培养 职业需要 的实践 能力。例如，参加暑期“三下乡”活动、大学生“青年志愿 者”活动、大 学生 毕 业 实 习 工 作、大 学 生 校 园创 业 活动等多种职业训练，将合理 的知识结构和适应 社会需要的各种能力统一起来，从而提 高对社会 的认识能力、辨别能力和适应能力，以更早更多地 了解职业，掌握职业技能，提高职业素质。参考文献 E 1 费毓芳，余新 丽 大学生 职业 价值观 调查 J 中国大学生 就 业，2 0 0 6，(6)：5 2 5 4 2 李 国荣当代大 学 生 就业 现状 及 对 策研 究 E J 管理 观察，2 0 0 9，(2)：1 4 8 1
25、 4 9 E 3 王健 当代大学生职业价值观 的变 化与教育 引导E J 高教论 坛，2 0 0 8，(2)：1 3 1 5 4 沈 劫，郁顺华 浅析 当代大学 生职业 价值 观 J 中国大学 生 就业，2 0 0 6，(1 5)：4 1 4 2 5 贾金玲 当代 大学生 职业价值 观的分析 与思考 J 教育与 职 业，2 0 0 5，(3 2)：2 6 28 6 周桂英，刘新庚 大学生 职业价值 观 导向教 育新探 J 吉首 大学学报：社会科学版，2 0 0 8，(1)(上接 第 6 4页)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
26、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 1 S t u d l e y J J He a v y me t a l s i n e s t u a r i n e s e d i me n t wa
27、t e r J Ai r S o i l Po l 1 1 9 9 5 23 2 常学秀，文传浩，王焕校 重金属 污染与人体健 康E J 云南 环 境科学，2 0 0 0，1 9(1)：5 9 6 1 3 陈学傲 环境卫生学 M 北京：人 民卫生 出版社，2 0 0 1 4 周怀东，彭文启，杜霞，等 中国地表水水 质评价 J 中 国水 利水电科学研究院学报，2 0 0 4，2(4)：2 5 5 2 6 4 5 国家环 保总局 2 0 0 0年 环境状 况公报 J 环 境教 育，2 0 0 1，(4)6 朱圣清，葳小 平 长江主 要城市 江段 重金属 污染状 况及 特征 口 人民长江，2 0 0
28、 1，3 2(7)：2 3 2 5 7 刁维萍。倪吾 钟，倪天华，等 水 环境 重金属 污染 的现状 及其 评 价 J 广东微量元素科学，2 0 0 4，l 1(3)：1-5 8 贾燕，汪洋 重金 属废水 处理 技术 的概况及 前景 展望 J 中 国西部科技：学术版，2 0 0 7，(4)：1 0 1 3 9 刘有才，钟宏，刘洪萍 重金属废水 处理技术研 究现状与发展 趋势 J 广东化工，2 0 0 5，3 2(4)：3 6 3 9 1 O 胡海祥 重金属废 水治理 技术 概况及 发展 方向 J 中 国资 源综合利用，2 0 0 8，2 6(2)：2 2-2 5 1 1 张永锋 络合一超滤一
29、电解 集成过 程处理 重金属工业 废水 D 上海：华东理工大学博 士学 位论文，2 0 0 3 1 2 孙波，骆 永 明 超 积累植 物 吸收 重金 属机 理 的研究 J 土 壤，1 9 9 9，3 1(3)：1 1 3 一 l 1 9 1 3 孟多，周 立岱，于常 武 水 体 重金 属 污染 现 状及 治理 技术 J 辽 宁化工，2 0 0 6，3 5(9)：5 3 4 5 3 6 1 4 田小光，张介驰，傅俐，等 硫酸盐还 原菌净化工业 废水 的研 究 J 生物技术，1 9 9 7，7(1)：2 9 3 1 1 5 康建雄，吴磊，朱杰，等 生物絮凝剂 P u l l u l a n絮凝 P
30、 b。的性 能研究 J 中 国给水排水，2 0 0 6，2 2(1 9)1 6 汤岳琴，林 军，王建 华 生物 吸 附研 究进 展 J 四川环 境，2 0 01，2 0(2)：1 2 1 7 1 7 M Ts e z o s，R G L Mc C r e a d y，e t a 1 Th e C o n t i n u o u s r e c o v e r y o f ur a ni u m f r o m b i o l o g i c a l l y l e a c he d s o l u t i o n s u s i n g i m mo b i l i z e d b i o ma s s J B i o t e c h n o l B i o e n g 1 9 8 9，3 4 1 8 陈林，邱廷省，陈 明 生物 吸附剂 去除水 中六 价铬 的实验研 究 J 皮革科学与工程，2 0 0 3，1 3(4)：4 8 5 1 1 9 徐容，汤岳琴，王建华 固定 化产 黄青霉废 菌 体吸附铅 与脱 附平衡 J 环境科学，1 9 9 8，(4)
