鉻污染Z常見的是水體污染,如電鍍鉻廢水、制革、制藥、印染業(yè)等鉻及其化合物的工業(yè)企業(yè)放的廢水,主要以cr(ⅲ)和cr(ⅵ)兩中價態(tài)進(jìn)入環(huán)境。 據(jù)資料,制革工業(yè)通常處理1t原皮,要出含鉻為410mg/l的廢水50-60t。煉油和化工所用的循環(huán)冷卻水中含鉻量也較高。鍍鉻的廢水中含鉻量更高,尤其在換電鍍液時,常放出大量含鉻廢水。鉻對水體的污染不僅在我而且在*各都已相當(dāng)嚴(yán)重了。各普遍把鉻污染列為防治對象水體中鉻的存在形態(tài)
天然水體中鉻的質(zhì)量濃度一般在1-40μg/l之間,主要以cr3+、cro2-、cro42-、cr2o27- 4種離子形態(tài)存在,水體中鉻主要以三價鉻和六價鉻的化合物為主。鉻的存在形態(tài)直接影響其遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律三價鉻大多數(shù)被底泥吸附轉(zhuǎn)入固相,少量溶于水,遷移能力弱。六價鉻在堿性水體中較為穩(wěn)定并以溶解狀態(tài)存在,遷移能力強(qiáng)。因此,水體中若三價鉻占優(yōu)點(diǎn),可在中性或弱堿性水體中水解,生成不溶的氫氧化鉻和水解產(chǎn)物或被懸浮顆粒物強(qiáng)烈吸附后存在于沉積物中,若六價鉻占優(yōu)點(diǎn)則多溶于水中。六價鉻毒性一般為三價鉻毒性的100多倍,但鉻可由六價還原為三價,還原的強(qiáng)弱主要決定于do、bod5、cod的值,do值越小,bod5值和cod值越高,則還原越強(qiáng)。
水體重金屬鉻污染的治理方法
3.1 物理化學(xué)方法
(1)稀釋法和換水法
稀釋法就是把被重金屬污染的水混入未污染的水體中,從而降低減輕重金屬污染的程度。此法適于受重金屬污染程度較輕的水體的治理。這種方法不能減少入環(huán)境中的重金屬污染物的總量,又因?yàn)橹亟饘倮鄯e,所以這種處理方法目前漸漸被否定。換水法是將被重金屬污染的水體移出,換上新鮮水,而減輕水體污染的一種措施,該方法適用于魚塘等水量較小的情況。
(2)混凝沉淀法
許多重金屬在水體溶液中主要以陽離子存在,加入堿性物質(zhì),使水體ph值升高,能使大多數(shù)重金屬生成氫氧化物沉淀。另外,其它眾多的陰離子也可以使相應(yīng)的重金屬離子形成沉淀。所以,向重金屬污染的水體施加石灰、naoh、na2s等物質(zhì),能使很多重金屬形成沉淀去除,降低重金屬對水體的危害程度。這是目前處理重金屬污染普遍采用的方法。
(3)離子還原法和交換法
離子還原法是利用一些容易得到的還原劑將水體中的重金屬還原,形成污染或污染程度較輕的化合物,從而降低重金屬在水體中的遷移性和生物可利用性,以減輕重金屬對水體的污染。電鍍污水中常含六價鉻離子(cr6+),它以鉻酸離子(cr2o72-)的形式存在,在堿性條件下不易沉淀且毒性很高,而三價鉻毒性遠(yuǎn)低于六價鉻,但六價鉻在酸性條件下易被還原為三價鉻。因此,常采用及三氧化硫?qū)⒘鶅r鉻還原為三價鉻,以減輕鉻污染。
離子交換法是利用重金屬離子交換劑與污染水體中的重金屬物質(zhì)發(fā)生交換,從水體中把重金屬交換出來,以達(dá)到治理重金屬污染的。經(jīng)離子交換處理后,廢水中的重金屬離子轉(zhuǎn)移到離子交換樹脂上,經(jīng)再生后又從離子交換樹脂上轉(zhuǎn)移到再生廢液中。
離子還原法和交換法較低,操作人員不直接接觸重金屬污染物,但適用范圍限,并且容易造成二次污染。
(4)電修復(fù)法
電修復(fù)法是20世紀(jì)90年代后期發(fā)展起來的水體重金屬污染修復(fù)技術(shù),其基本原理是給受重金屬污染的水體兩端加上直流電場,利用電場遷移力將重金屬遷移出水體。ridha等[6]提出,在一個碳的氈狀電上,用電沉積法從工業(yè)廢水中除去銅、鉻和鎳的技術(shù)。另外,可以用電浮選法凈化含銅、鎳、鉻和鋅等重金屬的工業(yè)污水。此外,近年來還人把電滲析薄膜分離技術(shù)到污水重金屬處理實(shí)踐當(dāng)中。
3.2 生物修復(fù)法
(1)微生物修復(fù)法
重金屬污染水體的生物修復(fù)機(jī)理主要包括微生物對重金屬的固定和形態(tài)的轉(zhuǎn)化。前者是微生物通過帶電荷的細(xì)胞表面吸附重金屬離子,或通過攝取必要的營養(yǎng)元素主動吸收重金屬離子,將重金屬富集在細(xì)胞表面或內(nèi)部;后者是通過微生物的生命活動改變重金屬的形態(tài)或降低重金屬的生物效性,從而減輕重金屬污染,如cr6+轉(zhuǎn)變成cr3+而毒性降低,as、hg、se等還原成單質(zhì)態(tài)而揮發(fā),微生物分泌物對重金屬產(chǎn)生鈍化等。
(2)動物修復(fù)法
一些優(yōu)選的魚類以及其它水生動物品種在水體中吸收、富集重金屬,然后把它們從水體中驅(qū)出,以達(dá)到水體重金屬污染修復(fù)的。研究發(fā)現(xiàn),一些貝類具富集水體中重金屬元素的能力,如牡蠣就富集重金屬鋅和鎘的能力。據(jù)報(bào)導(dǎo),若以濕量計(jì)算,牡蠣對鎘的富集量可以達(dá)到3-4g/kg[7]。動物修復(fù)法需馴化出定的水生動物,并且處理周期較長、高,再則后續(xù)處理較大,所以在實(shí)際中推廣難度較大。
(3)植物修復(fù)方法
20世紀(jì)80年代前期,chaney提出利用重金屬超富集植物(hyper-accumulator)的提取清除土壤重金屬污染這一思想后。經(jīng)過人們不斷地實(shí)踐、總結(jié)和歸納才形成了植物修復(fù)的概念[8]。植物修復(fù)被定義為利用自然或基因工程植物來轉(zhuǎn)移環(huán)境中的重金屬或使環(huán)境中的重金屬害化,是目前生物修復(fù)技術(shù)中研究Z熱的一類。
對于鉻超富集植物,到目前為止,在美、澳大利亞、新西蘭等已發(fā)現(xiàn)能富集重金屬的超富集植物500多種,其中360多種是富集ni的植物。對于鉻超富集植物,得到學(xué)者們認(rèn)同的dicoma niccolifera wild和sutera fodina wild兩種,鉻Z高含量分別為1500mg/kg、2400mg/kg[10],均高于鉻超富集植物的參考值1000mg/kg。報(bào)道的濕生禾本科植物李氏禾也對鉻具較好的富集能力[11]。 因此,采用一些水生鉻超富集植物用于鉻污染水體修復(fù)是可行的。
結(jié)論
由于水體鉻污染也伴隨著富營養(yǎng)的趨勢,可以通過機(jī)物將六價鉻還原成三價鉻,利用底泥吸附三價鉻,轉(zhuǎn)入固相,降低鉻的遷移,減少污染的擴(kuò)散,然后,利用水生鉻超富集植物從底泥中將鉻提取到植物上部,人工收獲轉(zhuǎn)移,焚燒后用于提取重金屬,循環(huán)利用。因此,利用鉻超富集濕生植物對鉻污染水體進(jìn)行修復(fù),是一種非常潛力的鉻污染水體修復(fù)技術(shù)。