现在人们的物质生活得到了很大的改善,人们在解决温饱问题后对身体健康及较好生活环境的追求也更加迫切,对生活饮用水、海产品、绿色蔬菜的安全标准也要求越来越高。然而过去的二、三十年间,伴随着工业的快速发展和城市化的加快,各种工业废水、废气和固体废弃物被直接或间接地排入自然环境,引发水体、土壤及大气不同程度的污染,这其中就包含极大影响人类健康的重金属污染。
1水体中重金属的危害
重金属污染物随着水流汇集进入江河湖海,对受纳水体水质造成明显破坏,重金属具有高毒性且不易被环境降解,会影响受纳水体中水生动植物的生态环境。伴随着食物链的富集,生物体会出现受害症状,导致发育停滞甚至死亡,造成整个生态系统的结构、功能崩溃。水是生命赖以生存的基本物质,水污染特别是重金属对水体的污染,直接影响整个生态系统的健康。其中,受水体重金属危害较直接和严重的生物主要包括以下3类:对水生植物特别是浮水植物的影响;对水生动物特别是底栖鱼类的影响;对陆生动物特别是人类健康的影响。对水生植物的危害主要表现有抑制浮水植物的细胞分裂、降低植物光合作用、抑制植物生长甚至使其受毒害死亡。其原因主要是随着Pb2+浓度的增加,部分植物的叶绿体被膜断裂、消失或叶绿体发生解体,线粒体脊突膨大、变形和空泡化等情况的发生。对水生动物的危害主要表现有对早期及发育期的底栖鱼类产生畸形影响,特别在胚胎期最为敏感;对成年水生动物生物酶活性的抑制,机体代谢作用的阻碍或是生理生化指标的改变;对水生动物的下丘脑—脑垂体—性腺轴生殖内分泌调控系统的毒害作用等。对陆生动物的危害主要表现有随着水体—水生植物—水生动物—人类食物链在人体内聚集,对人体的神经系统及消化系统产生损伤,造成头疼、乏力、腹痛等症状。
2水体重金属污染监测方法
2.1河流稀释法
当水体中的重金属污染状况相当较轻,宜直接采取河流稀释的方法。通过稀释污染物浓度,降低甚至消除重金属污染物对水体的危害。当然该办法的前提是污染水体周围有足够量的干净水流量来稀释重金属浓度,以保证能将污染物的危害消除。
2.2其他化学沉淀法
氧化还原法是指通过氧化或还原手段将易溶于水的变价元素转化成难溶于水的离子价态,再进行化学沉淀,因此氧化还原法常与化学沉淀法联合使用。这种方式适用于As、Sb、Cr、Tl、Mn等变价元素。例如在2007年12月底贵州都柳江砷污染事件中,张晓健等先使用预氯化方法将水体中的三价砷氧化为五价砷,再用铁盐混凝剂络合吸附砷酸根或形成难溶的砷酸铁沉淀,从而达到去除水中砷的效果。磷酸盐沉淀法是指通过预先投加一定剂量的正磷酸盐如磷酸钠、磷酸氢二钠等,与目标金属污染物形成磷酸盐沉淀,在实际应用中通常会辅助投加铝盐混凝剂,促使目标金属污染物快速形成磷酸盐沉淀以达到净化效果。除碱金属(如钠、钾)外,大部分重金属与磷酸根形成的盐都不溶于水,所以磷酸盐沉淀法可以处理Cd、Ni、Co、Zn等大部分重金属。这种应急处理技术的关键是精确厘定磷酸盐投加量和选择合适的混凝剂。在混凝剂的选用方面,与硫化物沉淀法相似,应选用铝盐混凝剂,而不用铁盐混凝剂,以免生成不溶的磷酸铁沉淀而影响对目标金属元素的去除效果。尽管磷酸盐在国外经常作为管道缓蚀剂在饮用水处理中使用,但目前磷酸盐化学沉淀法在国内外突发性水体重金属污染事件的应急处理处置应用中尚未见报道。
2.3物理和化学方法
物理和化学方法常用的有沉淀法、膜技术、吸附法、离子交换法、螯合树脂法和高分子捕集剂法等,这几种方法各自均有一定的优、缺点。传统的物理化学法对于高浓度重金属污染而言,主要是降低大部分重金属含量,但并不能使其水体水质达标,如对于排放限值很低的汞(排放限值为0.001mg/L)。因此,在水体重金属污染治理中,传统的物理化学方法常仅作为一种预处理方法。随着材料技术的发展,各种高分子化合物新材料的诞生,为水体中重金属污染治理带来了新的应用前景。应用新的高分子化合物材料,开发出更为高效的物理化学方法,例如重金属捕捉剂或螯合剂法、膜分离技术等,其中,在电镀废水处理应用比较广泛的重金属捕捉剂,通过高分子与重金属离子鳌合反应形成大分子化合物沉淀,从而去除水体中的重金属。
3重金属污染工业企业的监督与管控
3.1从重金属污染源头进行监督治理
要想确保整个重金属污染得到良好治理,那么就要在重金属污染的源头处出发,对于重金属污染严重、工艺十分落后的企业开始着重排查,对于重金属污染的企业做出相关处罚。首先,要将城市中的重金属企业进行搬离,将其转移到人烟稀少、人群密度极小的城市郊区处,对于企业工厂进行区域化的统一监管。另外,政府要针对不同类型企业的重金属污染情况,展开企业带头人的思想讲座,进行思想教育,并且要在企业内部制定相关严格的排查与管理工作,让每一名员工的生产工作变得更加规范。定期对工厂企业内的重金属污染排放环节进行排查,促进重金属污染治理工作成效显著发展。
3.2水环境底泥重金属的管控举措
为了管控整个水环境存在的重金属污染,需要严加管控水体底泥位置的环境,主要方式包括三类:第一类,避免外部重金属元素进入底泥中,工业企业需要在进行污水排放时,对工业废水进行充分的净化处理,去除或者降低废水中含有的污染物,在经过检查发现工业废水已经达到排污标准以后,方可将其排放到水环境中,能够有效避免出现二次污染问题。第二类,在管控水体底泥的受污染程度时,工作人员可以通过填充泥沙、定期清理底泥的方式降低污染影响,或是在水环境中使用适量的、具有吸附作用的铺填物、水生植物。第三类,如果工业企业在废水排放中重金属污染问题比较严重,有关部门需要对工业企业生产环境以及周边环境的重金属污染情况进行监测,划分出安全保护距离,对工业企业污水排放情况、污水净化处理设备开展定期抽样排查,保证工业企业排放到自然环境中的污水满足排放指标。
结束语
为保护我国的“绿水青山”,实现与自然和谐发展,相关部门应及时针对存在问题做出相应的处理措施。制定完善的重金属污染管理制度,确保能够完成相关指标,形成相关的重金属污染治理体系。在重金属污染的源头出发,严格整治重金属排放不达标的化工企业。保证重金属污染环境的修复工作,保证被污染的生态环境能够最大程度的被修复,促进生态环境的良好发展。
参考文献
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