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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，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。重金属在水体中积累到一定的限度就会对水体产生严重危害，并可能通过食物链直接或间接地影响到人类的自身健康。本文以重金属汞为例，浅析其对于水体的危害和治理方法。
Abstract：The body of water is one of the most important natural resources for human survival, is an important part of the human environment, substances biogeochemical cycle reservoir has a certain sensitivity to the environment. More and more pollutants into the water body environment, due to the impact of human activities, especially with the development of the industry such as mining, smelting, chemical industry, electroplating, ele
ctronics, leather, as well as civilian solid waste landfill unreasonable and stacking heavy metal pollutants accidental emissions as well as a large number of chemical fertilizer, pesticide application, makes a variety of heavy metal contaminants from entering the water. Accumulation of heavy metals in the water to a certain limit will cause serious harm to the body of water, and may affect, directly or indirectly through the food chain to human health.Heavy metals like mercury, for example, Analysis of mercury in water hazards and governance.
关键词：水体污染，重金属，汞，治理方法
Key word: Water pollution, Heavy metal, Mercury, Governance approaches
1.水体污染现状以及含汞废水的来源:
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26water pollution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。
汞, 俗称水银, 它是一种毒性较大的有金属, 是室温下唯一的液体金属。汞具有比重大(13.564)、熔点低(-38.87℃)沸点高（356.95℃）导电性能好及均匀的膨胀系数等特点, 使其在工业、农业、科学技术、交通运输、医约卫生及国防等领域中得到广泛应用。
含汞废水主要来自氯碱化工厂（水银法）, 有金属冶炼厂（烟气洗涤）, 汞齐法回收贵金属, 农药厂（杀虫剂、杀菌剂、防霉剂、选种剂等)化学工业(催化剂), 造纸工业(杀菌剂、粘稠剂和絮凝去除剂等), 电器和电子工业(连接电路、制造开关、电灯泡和电池等), 石油化工及塑料工业(催化剂),度量仪表、温度计、压力计生产及医药(消毒剂、防腐剂等)行业, 另外还有、制药、印染、化装品、照相行业和科研机构及医院实验室等也排出一定量的含汞废水
2.汞对于水体的危害：
含汞废水是世界上危害最大的工业废水之一。排人水体中的汞及其化合物, 经物理、化学及生物作用形成各种形态的汞, 尤其是可以转化成毒性很大的甲基类化合物, 危害水生生物及人类。1953年发生在日本的水误病就是由化工厂汞催化剂排人水域所造成的。化工厂排出的含汞废水经水生生物及鱼类富积放大, 当地渔民长期用这种含汞的水和长期食用受汞污染的鱼、贝类, 使人体内含汞量达281-725mg/KG, 从而引起汞中毒。
水体中的汞对水生植物的影响主要是影响浮游植物的光合作用, 并能在这些原核藻类细胞中富集, 其量可超过海水汞含量很多倍。
汞及其化合物主要经过消化道进人大生物包括人类体内, 其基本毒理是汞与酶蛋白的琉基结合, 阻碍细胞的新陈代谢。
汞化合物侵人人体, 经血液循环可迅速弥散到全身各器官。汞在人体的分布, 无机离子汞, 以肾内浓度最高, 其次为肝、脾、甲状腺, 进人人脑则极其困难。如为有机汞, 烷基汞在肝脏累集居首位, 肾脏次之, 脑组织和肇丸居第三位。因此, 汞对人体的危害主要集中于神经系统、消化系统及生殖系统。无机汞中毒的特征是胃口不好, 体重减轻, 震颤失眠,神经过敏, 眩晕腹泄, 蛋白尿, 高血压等有机汞中毒症状是疲乏, 头昏, 注意力不集中, 记忆力减退, 手指、嘴麻木或颇动, 运动失调, 语言不清, 发音困难, 视野模糊, 听力减退等。甲基汞是胎毒性物质, 水误病患者怀孕后, 体内甲基汞通过胎盘侵害胎儿, 使新生儿获得先天性水误病, 且甲基汞对精子细胞形成有抑制作用, 使男性生育能力下降。
3．汞对于水体污染的治理方法：
3.1 化学沉淀法
沉淀法中以加入硫化物生成HgS沉淀为最常用的方法，这种方法还常与重力沉降、过滤或
空气浮上等分离法联用。后续操作只能加速相分离，不能提高除汞效率。在碱性pH条件下，对原始含汞浓度相当高的废水，用硫化物沉淀法可获得大于99.9％的去除率。但流出液中最低含汞量不能降到10～20μg/L以下。为减少药剂用量，可在接近中性条件下进行沉淀，仍具有较好的效果；也有人提出最佳pH值为8.5。
本方法的缺点是：①硫化物用量较难控制，过量的S2-能与Hg2+生成可溶性络合物；②硫化物残渣仍有很大毒性，较难处置。
3.2 离子交换法
本方法通常是在废水中通入，使元素态Hg氧化为离子态。此后加入氯化物，使汞进一步转化为络合阴离子状态，再用阴离子交换树脂除去之。由于氯碱制造工业废水中含相当高浓度的Cl-，就很适宜用这种方法去除汞污染物。如果废水中含Cl-量不高则应用阳离子交换树脂也是可行的。还有一些带有-SH基团的聚巯基苯乙烯类树脂对从废水中除去汞离子有特别强的专一性。
不论采用阳离子交换树脂还是阴离子交换树脂，交换后流出液中无机汞的含量不大可能再低于1～5μg/L。一般在中性或微酸性介质条件下，采取二级交换可望得到最佳结果。
至于对废水中有机汞污染物的处理，只有乙酸甲基汞的离子交换研究工作进行得较多。所使用的树脂有Dowex A-1螯合型树脂、国产大孔巯基树脂等
3.3 混凝法
本方法可适用于从废水中除去无机汞，有时还能去除有机汞。常用的混凝剂有明矾、铁盐和石灰等。某些中间试验工厂的研究结果表明，铁盐对去除废水中所含的无机汞有较好效果；对于甲基汞来说，铝盐和铁盐都不显效。混凝剂最大剂量为100～150mg/L，继续提高剂量时，无助于除汞效率的提高。
3.4活性碳吸附法
最常用吸附剂是活性炭。其有效性取决于废水中汞的初始形态和浓度、吸附剂用量、处理时间等。增大用量和增长时间有利于提高对有机汞和无机汞的去除效率。一般有机汞的去除率优于无机汞。某些浓度颇高的含汞废水经活性炭吸附处理后，去除率可达85％～99％，但对含汞浓度较低的废水，虽则处理后流出液中含汞水平已相当低，但去除百分数却很小。
除了以活性炭作吸附剂外，近来还常用一些具有强螯合能力的天然高分子化合物来吸附处理含汞废水，如用腐植酸含量高的风化烟煤和造纸废液制成的吸附剂；又如用甲壳素（是甲壳类动物外壳中提取加工得到的聚氨基葡萄糖），经再加工制得的名为Chitosan的高分子化合物，也可作为含汞废水处理的吸附剂。
3.5 还原法
呈离子状态的无机汞化合物可通过还原的方法，将其转为金属汞形态，然后再用过滤或其他固液分离的方法予以分去。可采用的还原剂有Al、Zn、SnCl2、NaBH4、N2H4等。本方法的主要优点是最终可将汞予以回收，但当废水含汞初浓度小于100μg/L时，就不能有效地使用本法。
3.6 电解法
电解法是将含汞废水置于电解槽内, 在直流电作用下, 汞化合物在阳极分解成汞离子, 汞离子在阴极附近放电还原成金属汞沉积, 从而使废水净化并回收汞。如电解法处理废水, 通过二次电解, 出水含汞可小于0.005mg/L。该方法是处理无机汞废水的一种有效方法。优点
是管理简单, 处理效率高。缺点是电耗大, 投资多, 由于电解时浓度升高, 产生了汞蒸汽, 形成二次污染。
3.7 生物法
生物方法治理水污染是20 世纪80 年代随着生物技术的发展而产生的一种重金属废水处理技术。一是，在微生物领域目前用于重金属离子吸附的微生物主要有细菌和真菌等,利用水体中的微生物或者向污染水体中补充经驯化的高效微生物,在优化的条件下经过生物还原反应将重金属离子还原或吸附成团沉淀。二是，利用植物修复是利用绿植物来转移、容纳或转化污染物使其对环境无害,主要通过植物吸收、植物挥发、植物吸附和根际过滤等方式来积聚或清除水体中的重金属。最后，水体底栖动物中的贝类、甲壳类、环节动物等对重金属具有一定富集作用。
4.结语
近年来, 重金属在水生生态系统中的迁移规律研究取得了较大的成就, 特别是水环境植物中重金属的积累转化过程倍受国内外学者的重视, 重金属污染问题正越来越为人们所关注和了
解。然而, 重金属在水体中的迁移规律及其在生态系统中的迁移机理等方面还有待于深入研究。重金属多为非降解型有毒物质，不具备自然净化能力，一旦进入环境就很难从环境中去除。目前重金属污染的治理方法以物理化学方法为主，生物修复技术作为经济、高效、环保的治理技术也受到广泛关注。利用超富集植物从水体中将重金属提取到植物上部，人工收获转移，焚烧后用于提取重金属，使其变废为宝。因此生物修复技术的可行性和有效性将逐渐加强，在治理和防治重金属污染方面将发挥更大作用,具有良好的应用前景
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