重金属污染水体环境保护论文

2022-04-13

下面是小编精心推荐的《重金属污染水体环境保护论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。摘要:水是我们人类赖以生存的关键,跟我们的生命健康直接挂钩。在工业飞速发展之前的时代,河流中的水一般都是十分清澈的,甚至有些泉水人类可以直接饮用。可因为追求更好地经济生活,我们选择了大力发展第二工业,所以往日清澈的水质已经成为了历史。

重金属污染水体环境保护论文 篇1:

浅析水体重金属污染的危害及生物监测方法

【摘要】分析了水体重金属污染的危害,提出了水体重金属污染的生物监测方法,主要是通过水藻类、浮游动物、微生物等实现监测的目的。

【关键词】水体;重金属污染;危害;生物监测

随着城市化进程的加快和工农业的迅猛发展,重金属排放造成的环境污染问题不断凸显,据统计,自2009年以来,我国已连续发生30多起重特大重金属污染事件。重金属污染已不单是环境保护问题,而愈来愈演变为威胁公共安全的重大事件,亟待解决。2011年2月,国务院通过了《重金属污染综合防治“十二五”规划》,这成为中国第一个“十二五”国家规划,也是首个针对“重金属污染综合防治”的五年规划,由此可见党中央、国务院对解决环境中重金属污染问题的高度重视。近年来,水体的重金属污染日趋加剧已成为不争的事实,水环境重金属污染不但造成了重大经济损失,还对水生生态系统平衡及人类生命健康都带来了极大的破坏。因此,加强对重金属污染的研究和监测显得尤为重要。

1.水体重金属污染的危害分析

重金属指比重大于5g/cm3的金属,约有45种,如铜、铅、锌等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素,但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须,而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒。重金属污染是一个世界性的环境问题,其根源是由于人类活动导致环境中的重金属含量增加,超出正常范围,从而导致环境质量恶化。重金属元素经由各种工业(如采矿、冶炼、电镀等)废水和固体废弃物的渗出液直接排入河流、湖泊或海洋等水体,致使水体含有较高含量的重金属。由于这种受重金属污染的水在颜色、气味等方面与正常水没有太大差别,所以不易引起人们的警觉,容易引起重金属污染事故。

重金属在水体中不能被微生物降解,只能以不同的价态在水、底质和生物之间迁移转化,发生分散和富集作用,当在水体中积累到一定的限度就会对水体——水生植物——水生动物系统产生严重危害。重金属进入水生生态系统后分布于水生生态系统的各个组分中,对生态系统各组分产生影响(即生态效应)。当生物体内重金属积累到一定数量后,就会出现受害症状,生理受阻、发育停滞,甚至死亡,并使整个水生生态系统结构和功能受损、崩溃。鱼类和贝类富集重金属后被人类所食用,或者重金属被稻谷、小麦等农作物所吸收并被人类食用,重金属就会进入人体。重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用,使它们失去活性,也可能在人体的某些器官中累积,使人产生重金属中毒,影响人类健康,轻则发生怪病(水俣病、骨痛病等),重者就会死亡。此外,重金属还具有较高的移动性和较低的中毒浓度,如毒性较强的Hg、Cd产生毒害的浓度仅为0.01~0.001mg/L,使得重金属污染具有一定的隐蔽性和延后性。有些重金属在微生物作用下转化为毒性更强的重金属化合物,如甲基汞进入生态系统后,经食物链的生物放大作用,逐级在较高级的生物体内富集,引起生态系统中各级生物的不良反应,危害包括人体在内的各种生命体的健康与生存。有关学者研究表明:水体中Zn、Cu和Mn能抑制月形藻的生长; Cu、Zn、Mn等金属离子在鱼体内的积累,能影响鱼的性别和生长;水体中重金属离子的含量超过一定浓度会引起文昌鱼中毒,使其身体逐渐弯曲,并最终导致死亡;净水中残留的过量Pb对人体健康会产生危害,主要是抑制胚胎神经的正常发育、导致痴呆、骨萎缩等。

目前我国绝大多数城市都不同程度地存在着突出的水质问题,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。从我国七大水系的调研结果可以看出,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26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。

2.水体重金属污染的生物监测方法

水体重金属污染的生物监测指利用水生生物在一定的水环境条件下,受水体重金属污染物影响会产生各种生物反应来测试水体的污染状况。利用生物对环境污染进行监测,可从不同层次上分析污染危害程度,为环境评价、污染预报和污染物危险性提供依据。

2.1水藻类

水藻类是水体的初级生产者,在水生生态系统的食物链中起着十分重要的作用。重金属通过各种途径进人水体后,一旦被藻类吸收,将引起藻类生长代谢与生理功能紊乱,抑制光合作用,减少细胞色素,导致细胞畸变、组织坏死,甚至使藻类中毒死亡,改变天然环境中藻类的种类组成。通过分析水生藻类的种类和数量组成,研究其生理、生化反应及积累毒物的特点,可以准确地判断水体的污染性质和污染程度。例如,海带就常常用作监测重金属污染的指示植物。海带在水域长期与重金属接触,体内会富集较多的重金属,对其进行抽样测定,不但可以指示该水域重金属的污染程度,而且可以推演其富集的潜在影响。海带生长时间的长短与水域重金属污染情况成正相关。

2.2浮游动物

浮游动物包括原生动物、轮虫、枝角类和桡足类等动物,是水生生态系统的主要组成部分。很多浮游动物对环境变化敏感,同时有积累和代谢一定量污染物的作用。通过研究一定生态系统中浮游动物的种类、组成、数量的变动以及生物量的分布,采用生物污染指数和生物多样性指数,可以评价水体的污染程度。例如,黄玉瑶、任淑智等以河蚬作为指示动物对蓟运河的Hg污染进行了监测,结果表明,河蚬体内的Hg含量与污染源距离明显相关,根据河蚬体内的Hg含量可以反映蓟运河的Hg污染程度与变化。英国、美国、法国等国家利用贻贝和牡蛎作为指示生物监测海洋重金属污染;香港用釉蚝、翡翠贻贝、蚌等双壳类软体动物进行重金属生物监测。

2.3微生物

生物种群数量的变化是重金属污染的重要表征,微生物群落是用于湖泊、水库、池塘和河流水质监测的国家标准方法之一。通过测定微生物群落的结构和功能的各种参数可预测出水体的质量变化。同时,微生物群落也被应用于室内毒性试验,可预防废水和化学物质包括重金属对水体微生物的毒性,为制定相应的安全浓度和最高允许浓度提出群落水平的基准。例如,可以利用发光细菌监测水体的重金属污染,其正常的新陈代谢过程中会发出400nm的蓝绿色可见光,一旦受到重金属污染的干扰,就会破坏其发光,因此,可以根据其发光的变化来测定水体重金属污染程度。■

【参考文献】

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[9]何孟常.水体沉积物重金属生物有效性及评价方法[J].环境科学进展,1998,6(5):9-19.

作者:史志进

重金属污染水体环境保护论文 篇2:

水环境重金属污染现状及检测技术进展

摘要:水是我们人类赖以生存的关键,跟我们的生命健康直接挂钩。在工业飞速发展之前的时代,河流中的水一般都是十分清澈的,甚至有些泉水人类可以直接饮用。可因为追求更好地经济生活,我们选择了大力发展第二工业,所以往日清澈的水质已经成为了历史。值得指出的是,经过重金属污染过后的水体一般是不能够再次降解掉的,基本上就已经被污染的很严重了。如果人们长时间喝这种经过重污染后的水源,会严重的影响人们的身体健康,会沾染多种疾病,难以痊愈。所以我们要重视对于水体的保护问题,及时的采取正确的手段来预防和处理,为我们的美好家园保护好每一条河流。

关键词:水体污染;重金属污染;水体治理

引言

自然界中的水处于完整的循环系统中,被污染的水经常成为人类常用的饮用水或灌溉各种作物的水,最终进入最上层的食物链,使人类成为最终的受害者。因此,现有重金属污染问题逐渐成为一个污染源,对人类造成严重影响,需要分析相应的污染问题和检测方法。近几年来,河流中的水质不断变差,水中的污染越来越严重,而且还存有重金属超标等污染问题,眼下的水体污染情况是十分需要我们去解决的。因为水污染对于我们的第一产业农业有很严重的影响,如果我们平时给农作物灌溉的时候用的是被污染过的水,那么土壤里很可能就会被重金属所渗透,从而导致农作物会枯萎、死亡等问题出现。我们要加强注意观察的地方就是,要赶快保护好水体,不要被重金属给污染掉河流。我写下这篇论文主要是为了分析我国水体污染的情况,以及给予我个人的相关对策。

1 水体污染的现状

我们人类科技的飞快发展,那些清澈的湖水、河流似乎离我们远去了。取而代之的是满是脏黄的污水,即使处在阳光之下,也难以闻到往日湖水的芳香,现在只能闻到一股股恶臭。那么我们会有一个问题,这些深受重金属污染的水体究竟出自哪里?事实证明重污染污水大部分来自于工业活动和不合理的土地管理问题。还有化学物品或石油等也是容易导致水体被重金属污染的因素之一。当这些物质进入水体后,会破坏先前的水体系统,进而会影响到水的清澈,还有的就是一些资源开采也会对水体造成严重的污染伤害。其中最为严重的就是在工业施工的时候,不合理地胡乱排放热水还会造成水体的污染。往往工业的热水中就带有很多的重金属元素,这些元素都聚集在工业废水之中,一定要对这项流程安排好合理地管控,如果企业缺少环境保护意识的话,选择直接倾倒到河流之中,会大大地影响我们的生活环境质量,从而对水体产生了重金属污染的影响。还有一种就是农业的不合理实践,有的时候在降雨或者是给农作物灌溉的时候,农作物本身就可能携带有一些农药和化学成分的肥料,这些物质是对于水体具有严重的污染的成分存在的。

所以如果不严加管控农业的灌溉问题,也是会对水体污染情况产生一定的影响,从而造成水体重金属污染的问题。以上是我介绍的水污染现状,接下来将讲述其具体的治理方法。

2 水体重金属的治理方法

首先,最根本的是改革生产工艺,不用或少用毒性大的重金属,还有离子反应除水法,比如说一份水里面它含有铅,铅是一个重金属,这时候我们加一些可以让铅和那个离子形成沉淀的物质。比如说硫酸铅就是一个沉淀,那我们可以向这个溶液里面加入硫酸,这样铅离子和硫酸根离子就会形成沉淀。这样原本水中的铅就被沉淀出来,这就叫用离子反应除掉水中的微量重金属。目前来讲,我们已经知道了对于处理重金属污染水体的情况的重要程度,接下来我们要讲一下具体的应对策略,一般需要从控制管理污染源头和治理方法两方面入手,在预防污染的同时提高治理效果,能够达到一举两得的效果。具体的治理策略是这样的:一我们要做好对于工业废水污染源头的控制和监管,通过加强排污质量把控,改进好我们原来的工业水的生产工艺,一定要减少其中重金属的使用量,同时也要及时更换传统的工业设备,使用性能较高的设备。同时,也要加强对于污水的排放监控才行。第二步是要选用合理的治理方法来进行污水的修复治理。目前,重金属污染水体的治理方法较多,比如传统的处结合运用各类处理方法和生物法等。然而,具体问题当然要具体分析,在实际的应用当中我们要根据污染情况而定,确保污染水体的治理修复效果,及时的改造好污水的处理情况。我们还有其他的方法,例如吸附法。简单地来说,吸附法是针对重金属污染物进行吸附的方法,它所要利用到的就是一些多孔吸附材料。我们日常使用到的吸附材料主要就是活性炭和人工的吸附剂(由矿物制成)。用这些吸附材料对被污染过的水体中的重金属离子吸附,即可成功处理。因为现在科技发展的速度飞快,科学家为了提高吸附材料的高效性,特地寻找适合吸附的矿物。因此发现了生物炭,生物炭对于吸附重金属离子来说,十分有效。它具有材料简易获取,操作方便快捷等特点,对于进一步防止污染有着重大意义。

(1)AFS检测方法

因水环境中重金属检测工作较特殊,还需依据检测工作要求,合理选择检测方法,其中就包括AFS检测方法。从此检测方法工作原理角度探究,主要是借助蒸汽中特定原子,對特定波长光辐射吸收后激发,可在激发过程中发射出相应的波长光辐射。需要注意的是,此检测方法需要在特殊环境下开展,通过控制辐射强度,能确保同原子含量,并与其呈比例关系。

(2)酶抑制检测方法

应用酶抑制检测方法探究水源体中重金属Hg浓度,工作原理是把重金属中的离子结构改变,与酶活性中的巯基结合,展现酶活性中的巯基特征,并在重金属离子结构改变过程中,使重金属中的酸碱度、电导率、吸光性等降低,依据检测过程中所出现的相关信息数据,成为检测工作中重要依据,准确掌握水源体中重金属Hg浓度。

酶抑制检测方法最突出特点就是高效、便捷,与其他检测方法相比较,应用成本较低,适用范围较广,能在现场就开展相应的检测工作。此外,还可依据检测到的信息数据,掌握水源体中重金属所包括的污染物、对水资源污染程度等。应用酶抑制检测方法,针对水源体中重金属Hg浓度检测,并与化学发光技术综合应用,针对酶抑制实现开展定量研究,依然是以长江流域水资源为试验样品,应用酶抑制检测方法,得出检测结果为:水源体中重金属Hg浓度超过6pg/ml,依据检测结果制定相应治理方法。

(3)溶出伏安检测方法

在水源体中重金属检测环节中,应用溶出伏安检测方法,工作原理是设置电解,选择对象是被检测物质,把已经选择的检测样品搅拌,一方面,是把检测样品中的痕量物质还原;另一方面,完成还原工作后再沉淀,最终沉淀在阴极上。此时,操作人员只需对电极提供反向电压,就可把沉积在引进的金属离子氧化溶解,并形成“峰电流”,检测人员需对“峰电流”实际情况与所产生的信息数据做好记录工作,为后续分析工作做好准备工作。同时,此阶段需要注意的是,因为电流大小不同,与被检测物浓度关系有一定影响,还需呈正比例关系,确保检测结果科学性。

(4)AAS检测方法

AAS检测方法,又被称为“原子吸收光谱法”,以检测对象蒸汽元素基态原子、自身原子共振辐射吸收程度为工作原理,在检测判中所出现的信息数据探究依据,最终掌握检测对象中重金属元素浓度。此外,在试验操作过程中,还需注重各项影响因素,主要包括检测样品形态、检测样品元素、检测样品类别差异性等,还能对AAS检测方法进行细化,如:FAAS检测方法、GFAAS检测方法、CVAAS检测方法等。需要注意的是,在AAS检测方法应用环节中,还需详细掌握检验样品中重金属元素浓度是否存在超痕量状态,可借助分析作业法,提前对试验样品重金属元素集中处理,再利用AAS检测方法开展水源体重金属检测工作。

4 提高水环境中重金属污染检测质量的方式

关于水环境中重金属的检测,尽管有多种检测方法,但仍需更加重视现场水环境中的采样,并进行调整和优化,才能如实反映水环境重污染物水平,例如,采样器材的合理选择,只有确保采集器材的合理选择才能避免对水质检测结果产生影响;完善采样操作流程,需要相关操作人员严格按照相关标准要求规范性操作明确各项操作流程;样品运输交接问题,加大对样品运输管理力度,避免样品在运输过程中的损坏失效,做好样品交接工作;样品合理保存(储存容器、储存条件、正确使用样品保存剂)。

水环境重金属监测过程质量控制措施;(1)加强水质监测实施力度提升人员综合能力;(2)完善水质监测体系确保监测结果准确性;(3)加大人员培训力度,提升人员专业能力。

5 总结语

重视水体污染的现状,及时的处理好污染问题,修复治理水体意义重大,我们对于污染问题也越来越重视,对于水体的保护意识也越来越强。本文主要介绍了水体重金属污染的产生、危害以及目前治理水体重金属污染的主要方法,希望对大家有所帮助。

参考文献

[1]王成,李顺湘,邓祥义.银山矿区水环境中重金属污染以及健康风险评价[J].工业安全与环保,2020,46(10):67-72.

[2]戎益枫,徐建权.河道水环境治理工程的多方位生态修复技術研究[J].环境与发展,2020,32(05):188+190.

作者:闫加英

重金属污染水体环境保护论文 篇3:

浅析水体重金属污染的危害及对策

【摘 要】水是人类赖以生存的基本物质,如何有效的对水体中过量的重金属的进行科学的治理,成为了当今环境保护工作者研究的热点问题和十分紧迫需要解决的任务。分析了水体重金属污染的危害,提出了水体重金属污染的治理对策,以期寻求更加安全和经济的方法来处理重金属水体,以减少或消除重金属在环境中的积累,具有重大的社会、经济和环境意义。

【关键词】水体;重金属;污染;危害;对策

水是人类赖以生存的基本物质,是人类社会可持续发展的制约因素。随着我国经济的迅速发展,对水资源的需求量也越来越大,但同时水资源的污染问题也日益严重,重金属污染已成为一种常见的水污染。水体重金属污染来源广泛,主要来自电镀业、机械加工业、矿山开采业、钢铁业、造纸业、有色金属冶炼业等工业活动以及农业生产、生活垃圾等排放的水体。所谓重金属污染,一般是指比重大于4或5的金属,如汞(Hg)、铅(Ph)、铁(Fe)、铬(Cr)、镉(Cd)、砷(As)、铜(Cu)、钴(Co)、镍(Ni)等金属通过各种途径进入到环境中,对环境造成危害[1]。随着人们对环境、健康的日益重视,面对日益短缺的水资源,保护水环境、防止水污染、治理水污染已经成为全人类达成的共识。因此,如何对水体中过量的重金属进行科学、有效的治理,成为了当今环境保护工作者研究的热点问题和十分紧迫需要解决的任务。笔者现结合多年的工作实践,将水体重金属污染的危害及对策分析介绍如下,以期寻求更加安全和经济的方法来处理水体重金属污染问题,以减少或消除重金属在环境中的积累,具有重大的社会、经济和环境意义。

1.水体重金属污染的危害

重金属是典型的无机有毒物质,在水体中不能被微生物降解,只能以不同的价态在水、底质和生物之间迁移转化(某些重金属在微生物的作用下可转化为金属有机化合物,产生更大的毒性),发生分散和富集作用,当它们在水体中积累到一定的限度时,就会对水体一水生植物一水生动物系统产生严重危害,并可能通过食物链影响到人类的自身健康[2]。重金属污染具有高毒性、持久性、难降解性等特点,即使浓度很小,也可能造成危害,当生物体内重金属积累到一定程度后就会出现受害症状,导致生理受阻、发育停滞,甚至死亡。重金属对人体健康的危害是多方面、多层次的,其毒理作用主要表现在影响胎儿正常发育、造成生殖障碍、降低人体素质等。秦俊法[3]等研究表明,水体铬污染不仅可引起水生生态变化,严重的水污染使水生生物死亡,轻度的水污染也影响生物的生长,而且可引起人体肾、肺、肝、骨和生殖效应以及癌症。

2.水体重金属污染的治理对策

传统的重金属水体处理技术包括化学沉淀法、絮凝沉淀法、氧化还原法、碳吸收法、离子交换法、蒸发法、膜处理法等,然而这些传统技术都存在一定程度的局限性,普遍存在着处理效率低、运行条件严、处理费用高以及会产生二次污泥污染等问题,因此开发和研究水体重金属污染高效、实用的处理方法是当前治理水体重金属污染的关键所在。笔者现将3种新型处理技术介绍如下:

2.1藻类生物吸附法

藻类的细胞壁由多糖、蛋白质和脂类组成,具有较大的表面积和粘性,带一定的负电荷,可提供氨基、酰氨基、羰基、醛基、羟基、硫醇、硫醚、咪唑、磷酸根和硫酸根等官能团与金属离子结合,对许多金属具有较强的富集能力。利用藻类吸附回收重金属离子的技术是目前国内外研究较多的一种处理水体重金属元素污染的新方法,具有较好的经济价值和社会效益。应用藻类生物吸附法处理重金属水体具有应用范围广泛、高效实用、经济简便、高选择性、吸附剂易、成本低、二次污染少等优点。并且即使在低浓度下重金属可以被选择性的去除,可对特定金属进行选择性去除。藻类吸附机理主要包括离子交换、表面络合反应和特殊基团的静电吸附等。

陈志勇[4]等用多细胞藻海带处理含Cu2+、Ni2+水体,结果表明在适宜的条件下,海带对Cu2+、Ni2+的去除率分别为95.17%、97.23%。Mohamed[5]等研究发现,死亡蓝藻比活体对Cd2+和Mn2+的吸附量更高。王宪[6]等研究发现,褐藻Au2+、Ag+、Cu2+、Ni2+的吸附能力强。

2.2电化学法

电化学法是近年发展起来的颇具竞争力的重金属水体处理方法,被称为清洁处理法,备受国内外关注。所谓电化学法是是指应用电解的基本原理,使水体中重金属离子在阳极和阴极上分别发生氧化还原反应,使重金属富集,从而去除水体中重金属,并且可以回收利用,具有处理效果好、运行成本低、产生污泥量少、自动化程度高、易于操作管理和能同时去除多种污染物等优点。电化学法是集氧化还原、分解和沉淀为一体的处理方法,包括电凝聚、电气浮、电解氧化和还原等多种净化过程。用的电化学处理工艺有电凝聚法、磁电解法、电渗析法、电还原法、内电解法、络合一超滤一电解集成技术等[7]。

2.3农业废弃物吸附法

采用农业废弃物吸附去除水体中重金属离子,既有原料价廉易得、工业操作简单等优点,而且可解决废水废渣的环境污染以及回收再利用的问题,达到以废治废的目的,具有明显的经济效益和社会意义,近年来,各种农业废弃物对水体中重金属离子的去除效果得到了广泛的研究。目前,国内外研究使用的农业废弃物主要有稻壳、麦麸、甘蔗渣、锯屑、坚果壳、棉籽壳、废茶叶、玉米芯、甘蔗渣干等,这些物质具有巯基、氨基、酰胺基、邻醌和羟基等各种官能团,这些官能团对重金属离子都具有很强的亲和力。如Faraizadeh[8]等利用麦麸和黑米壳等谷物类农业废弃物进行了研究,发现它们在水体对Pb存在很强的吸附性。

【参考文献】

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[6]王憲,何园,郑盛华.褐藻对电镀水体中Au2+、Ag+、Cu2+、Ni2+生物吸附-解吸作用[J].华侨大学学报(自然科学版),2008,29(1):22-25.

[7]胡志军,李友明.环境友好的电化学水处理技术[J].西南造纸,2006,35(3):13-15.

[8]Farajzadeh,M.A.,Monji,A.B.Adsorption characteristics of wheat bran towards heavy metal cations[J].Sep.Purif.Techno1.,2004,38:197-207.

作者:仇艺

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