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简述重金属污染的特点范文1
关键词：重金属废水;水处理;膜技术
Abstract: This paper briefly introduces the harm of heavy metal pollution on the human body, research status of heavy metal wastewater treatment techniques were summarized, and expounds the advantages and disadvantages of various methods, using membrane separation technology as the representative of the new process is put forward, and the development of heavy metal wastewater treatment technologies are prospected.
Key words: heavy metal wastewater; water treatment; membrane technology
中图分类号：TU2文献标识码A 文章编号：
前言：
重金属是指相对密度大于5的金属，包括铜、铅、锌、锡、镍、钴、锑、汞、镉和铋10种金属。由于重金属不能被生物所降解，在水体中大部分通过物理化学反应沉积在水底，随着环境的不断变化，沉积物会向水体缓慢释放溶解态重金属，因此重金属污染水体存在持久的危害性。随着污染物的迁移转化，还能够在食物链中进行生物累积，进而对食物链顶端的人类产生极大的危害｡日本的“水俣病”和“痛痛病”都是由重金属污染导致的人体健康受损的典型案例。含重金属离子的工业废水主要来源于机械加工、钢铁及有色金属的冶炼、矿山开采和部分化工企业。此外，一些轻工业和化学工业排出的废水也含有汞、镉、砷等重金属[1]。国内仅电镀行业每年产生的重金属废水就超过40亿m3。重金属废水处理已经成为资源与环境领域中一个严峻且迫切的重要课题。本文简述了国内外含重金属废水的处理现状及研究趋势。
目前，含重金属废水的的处理方法主要分为两大类：传统法和新型处理方法，传统法包括化学沉淀、吸附、离子交换、生物处理法等，电化学法和膜分离技术则是近年来发展起来的新型处理技术。
1传统方法
1.1化学沉淀法
化学沉淀法是指向废水中添加化学药剂与重金属发生化学反应，从而使重金属离子变成不溶性沉淀物质分离出来。该方法技术成熟、投入少、自动化程度高。最常用的就是氢氧化物沉淀法和硫化物沉淀法。例如向含镉废水中投加氢氧化钠，会形成氢氧化镉沉淀。化学沉淀法也存在一些不足：产生重金属污泥、沉淀剂的加入容易造成二次污染以及处理效果受水质条件影响等，限制了其在工程上的应用。
在化学沉淀法中，铁氧体法是较为新型的处理工艺。它是指向废水中投加铁盐，通过对工艺条件的控制，使重金属离子在铁氧体的包裹和夹带作用下进入铁氧体的晶格中，进而形成复合铁氧体，最后再用固液分离的手段，一次脱除多种重金属离子的方法。该方法克服了传统化学沉淀法易形成二次污染的弊端，但是反应过程需要加热，能耗高。
1.2吸附法
吸附法主要是利用高比表面积或具有多孔结构的物质作为吸附材料去除重金属离子。该法的核心是吸附剂的选择，常用的吸附剂有活性炭、矿物质、分子筛等。活性炭有较强的吸附能力，可以同时吸附多种重金属离子，去除率高，但再生效率低，处理水质达不到GB标准，价格高，应用被限制[2]。近年来逐步研究出多种新的吸附材料，如凸凹棒、浮石、硅藻土、蛇文石、大洋多结核矿等。大洋多结核矿吸附能力强，它是多孔结构，表面积大，矿物大部分以晶型存在，因此吸附重金属废水效果好。
另一类是利用微生物作为吸附材料，主要有菌体、藻类和细胞提取物等，这些生物吸附剂对不同的重金属离子表现出不同的吸附能力，造成吸附能力大小的主要原因在于微生物细胞表面的结构，并且受外界环境因素和水体pH值的影响。
1.3 离子交换法
离子交换法的实质是离子交换剂上的可交换离子与废水中的重金属离子之间的交换反应，在此过程中，废水中的重金属离子被去除。当离子交换剂上的重金属离子达到饱和时，使用再生液反复冲洗离子交换剂，使之得到再生。重金属废水处理中常用的离子交换剂主要是离子交换树脂，如阴离子交换树脂、阳离子交换树脂以及螯合树脂等。
离子交换技术在处理重金属废水的同时，可实现重金属的资源化，具有较高的经济价值，对改善环境质量和增加可利用资源也具有极其重要的意义。但是该方法不足之处在于：树脂进行再生时需消耗大量的酸碱，且易造成二次污染。
1.4 生物处理法
生物处理法是指利用微生物或植物的吸收、絮凝、还原等作用去除水中的重金属离子的方法，主要包括生物化学法和生物絮凝法等。
生物化学法是指利用微生物的氧化还原反应能力使重金属离子沉降或降低其毒性。对硫酸盐含量较高的重金属废水的处理是典型的生物还原法，该方法能够把硫酸盐还原成硫化氢，使重金属离子和硫化氢发生反应生成金属硫化物沉淀而除去。研究者[3]用基因工程菌对含汞废水进行了研究,但浓度过高毒性强的重金属离子对菌有一定的影响,使此法有一定局限性。生物絮凝法是指借助生物产生的代谢产物进行絮凝沉淀的一种方法。目前的生物絮凝剂主要有五大类，即半乳甘露聚糖类、淀粉类、微生物多糖类、纤维素衍生物类和复合型生物混凝剂。生物絮凝法以其安全无毒、絮凝剂效果好、絮凝物易于分离等特点，在重金属废水处理领域中有着广泛的应用前景[4]。但该方法也有不利之处，如生产成本高、活体生物絮凝剂保存困难等。
2 新型处理方法
2.1电化学法
电化学法是指利用电化学原理处理重金属废水，兼具絮凝、气浮、杀菌等多种功能，是近年发展起来的颇具竞争力的重金属废水处理方法。该方法因装置紧凑、工艺成熟、无二次污染，便于控制管理等特点，在国内外得到广泛应用[5]。Amin N K[6]等的研究表明对一些金属离子的去除效果可达到0.1mg·L-1以下，适合重金属浓度高的废水，但此方法耗能大，析氧和析氢等副反应多，不适合处理低浓度废水。
2.2 膜分离技术
膜分离技术是一项新兴的分离技术，自60年代，作为一项高新技术从实验室中走向社会开始进行大规模工业化应用以来，已逐渐并迅速发展成为了在各个工业系统中获得大规模应用的高效节能的分离过程。近年来，将液体分离膜技术用于重金属废水处理的报道日渐增多并渐成主流。将膜分离技术应用于重金属废水处理具有以下优点：（1）过程无相变，可以常温操作，能耗低，污染小；（2）膜过程可通过模拟装置实现，而且可以连续操作；但是，膜分离过程也有其弊端：（1）在某些情况下，膜容易结垢，降低膜分离过程效率，甚至降低膜的使用寿命；（2）与化学法相比，膜分离工艺初期投资较高[7]。
电渗析（ED）是指以直流电场产生的电压为推动力，溶液中的带电离子进行定向迁移，选择性的透过离子交换膜的过程。含Cu2+、Zn2+、Cr2+和Ni2+等重金属离子的废水都可采用电渗析处理，其中含镍废水处理技术最为成熟，已有成套工业化装置。但是电渗析法处理废水要求具有足够的电导以提高渗透效率，因此不适宜处理低浓度的重金属废水。例如，电渗析用于处理镀镍清洗水时，要求清洗水中镍盐的浓度不低于1.5mg·L-1。
电去离子技术（EDI），又称填充床电渗析技术，是将树脂填充在电渗析器的淡水室中，在直流电场作用下，膜堆内部自发水解离产生H+和OH-再生离子交换树脂，同时实现离子的深度脱除和浓缩的新型复合分离过程。相对传统的电渗析过程而言，电去离子技术的分离效率得到显著提高。因此EDI技术具有巨大的技术和经济优越性，EDI技术在用于处理低浓度重金属废水领域所展现出的良好潜力正日益引起人们的重视。
由于重金属废水中成分复杂，仅采用一种膜分离技术很难满足处理要求，而采用集成膜过程，可发挥每种膜的最大优势，提高了处理效率和装置运行的稳定性。国家海洋局杭州水处理中心[8]采用了一套处理能力为1200m3/d-1的三级膜分离装置处理电镀镍漂洗废水，总浓缩倍数为100倍，一级膜分离系统对镍离子的截留率为98%，二、三级膜分离系统对镍离子的截留效率均在99%以上。但随着膜使用时间的增长，膜通量会逐渐下降，膜系统也需要定期进行清洗。也有研究者[9]将双极膜技术与电去离子技术结合用于重金属废水处理，为膜分离技术在该领域的应用提供了新的思路。
3展望
为了满足日益严格的环保要求，研究新型、高效的重金属废水处理技术迫在眉睫。传统
的处理技术均存在不同程度的二次污染、效率偏低、工艺复杂、高能耗、高成本等缺陷。而膜分离技术在实现高效分离过程、废水零排放与资源化方面优势突出，已经并将继续成为该领域的重要发展方向。今后需要在膜材料及膜制备工艺方面进行重点研究，降低膜技术的应用成本。此外，将现有工艺进行组合，实现优势互补，也是达到水污染处理和废水资源化双重目标的可行方法。
参考文献
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简述重金属污染的特点范文2
关键词：微甘菊；危害；防治；资源利用
薇甘菊（学名：Mikania micrantha Kunth），也称小花蔓泽兰或小花假泽兰，是菊科多年生草本植物或灌木状攀缘藤本，原产于南美洲和中美洲，现已广泛传播到亚洲热带地区，成为当今世界热带、亚热带地区危害最严重的杂草之一。在20世纪80年代年末传入我国广东沿海地区，目前主要分布于我国的广东、云南、海南、广西、香港、台湾及澳门，主要侵蚀农林业用地、水利设施以及废弃闲置地等；另外，微甘菊严重影响城市公园绿化、道路绿化、住居绿化等园林景观的植物多样性，给我国园林绿化建设施工工作带来一定的挑战。
1 薇甘菊生长及分布简述
薇甘菊具有极强的繁殖能力，在不同环境和条件下可产生种子进行有性繁殖或以营养体进行无性克隆，喜生长于光照和水分条件较好的地区，年均温度在21℃以上，其以土壤生态环境的要求很低。薇甘菊在我国有着广泛的适生区域，长江以南大部分地区都具有适宜其生长定殖的条件。
据调查结果显示，广东省2个副省级市、19个地级市都有薇甘菊分布，主要集中在广州、深圳、东莞、惠州、中山、珠海等珠三角一带，并有向东西两翼快速扩散蔓延趋势。薇甘菊主要的入侵地段为人为干扰明显的路边或荒地；疏于管理的未成林地、幼林地或林相较差的疏林地；低海拔山谷的次生群落、旷野、人工林和天然次生林；荒芜的田园、农田、果园、次生林及新植林地；水库、沟渠或河道两侧及湿地边城镇垃圾堆放地、园林绿地。在入侵地，薇甘菊成片成团或成簇发生，攀援或覆盖其他植物，使其他植物无法进行正常的光合作用而停止生长与繁殖，甚至枯死，形成单一的薇甘菊群落，从而改变原有群落或生态系统的结构、植物的分布格局及植物群落的景观，导致原有群落或生态系统的退化，使入侵地区原有群落或生态系统的生物多样性受到影响，降低了原有的经济、社会和生态效益。
2 薇甘菊主要防治措施
2.1 人力铲除
人力铲除是最原始的方法，且只能治标而不能治本（图1）。据相关研究，夏秋2季人工切除薇甘菊的藤茎比冬春2季效果较好，在夏秋2季每月1次连续3次可清除90%以上的藤茎；但若在首次切茎后，不连续进行第2次切除新生藤茎，则除茎效果将前功尽弃。而且大面积的人工铲除，由于外在条件的局限性及受人为因素的影响，不可能将薇甘菊的根茎挖除干净，残留的薇甘菊根、茎迅速再生，被折断后未能清理干净的根、茎遇土遇水可以重新复生为新个体，而的土壤更有利于周边薇甘菊种子的入侵，从而再次造成大面积危害。因此，人工清除的方法主要有2种：①适用于薇甘菊单株相对独立生长的散生型发生地，主要是指新入侵发生地和已经实施除治的再发生地，在薇甘菊藤蔓生长量较少时将其连根拔除。②适用于不宜采用化学除草剂除治的发生地，如公园绿地或住居园林等。在薇甘菊营养生长期先清除地上部分的藤蔓，或使用刀剪等将缠绕攀援上树的藤蔓在离地面0.5m处割断，树上部分任其干枯，再挖出根部，集中晒干后安全烧毁或就地深埋并用薄膜覆盖，以防其复发、传播。
2.2 化学防治
目前，我国大面积都是使用化学防治，而且取得了相当好的防治效果，但缺点是污染环境，还会影响其它植物（图2），在园林施工时比较适用于道路绿地。化学防治即通过喷施除草剂控制薇甘菊，该方法主要用于应急除治，优点是使用便捷、见效快，是目前大面积防治薇甘菊的主要措施。防治时机的选择也很关键，如在花期前喷施除草剂可有效阻止施药区域薇甘菊开花结种，最大程度降低防治区域内下1年的幼苗量；也可在薇甘菊生长旺期使用（5月～10月），因为常用的除草剂森草净和草甘膦属内吸性药剂，在生长旺期喷施，被根、茎、叶大量吸收后迅速在薇甘菊体内传输，使植株死亡。而冬季薇甘菊生长缓慢， 吸收药剂量少，传到作用较差。如在新造林内施用，可防止薇甘菊攀援，为幼苗生长争取时间；对于已被薇甘菊覆盖超过50%的林地，化学防治效果要优于物理除治。
2.3 菟丝子寄生控制
经研究发现，在我国华南地区侵染薇甘菊的菟丝子有3种，即田野菟丝子、中国菟丝和南方菟丝子，其中以田野菟丝子的寄生能力最强。田野菟丝子虽能抑制薇甘菊的生长，但未能大面积杀灭薇甘菊，这与田野菟丝子的生长特性有关。田野菟丝子是寄生植物，其生存与发展完全依赖其寄主植物的生长，随着被寄生的薇甘菊生长状况恶化，田野菟丝子大量开花结种，随后死亡。因此当尚未死亡的薇甘菊萌出新枝时，田野菟丝子的营养体已几乎不存在， 要待田野菟丝子种子萌发后才开始新的寄生。这一特点也导致寄生滞后于薇甘菊的扩散， 且菟丝子受季节性、光照、湿度的影响较大，如住家的绿篱、路肩的护坡、到海边的灌木丛，都是菟丝子理想的寄生环境，因此使田野菟丝子营养体能及时生长扩散是取得好效果的前提条件，目前主要是通过人工传播的辅助手段来达到。田野菟丝子控制薇甘菊适用于大面积危害区域，尤其是不宜使用化学除草剂的水源区和难以频繁开展物理清理的区域；当只以控制而不以根除自然群落的薇甘菊为目标时，效果很显著。
2.4 群落改造
群落改造是通过改变林相以及群落结构，营造不利于薇甘菊生长的群落环境以达到控制薇甘菊的目的。有研究显示凤凰木、空心莲子草、异型莎草、水蓼、三叶鬼针草、芒萁、幌 伞枫、少花龙葵、血桐、五爪金龙等对薇甘菊都有较强的化感作用，可通过释放化感物质对薇甘菊呼吸、光合作用等产生影响，从而影响薇甘菊的生长。群落改造仅适用于宜林地，优点是改造成功后可彻底解决薇甘菊的危害；缺点是改造初期需进行精细的抚育管理，投入较大。
3 资源化利用研究趋势
薇甘菊作为外来入侵物种有着广阔的开发利用前景。薇甘菊在改善土壤及生态环境上的应用，其可通过改变土壤养分结构，恢复立地条件进行入侵，同时还可吸附重金属，解决土壤的重金属污染，成为净化环境的重要植物；植物染料已成为重要的染料来源，由于薇甘菊富含的染料制造化学成分，未来将被利用于生产植物染料；同时其所含的丰富的化感、抑菌物质等亦可被利用于生产抑菌剂、杀虫剂、除草剂和控制其他有害生物的生物农药；单萜类及倍半萜类物质为薇甘菊精油的主要物质，其中倍半萜烯类化合物鸡屎藤内酯可有效提高老鼠的抗癌能力，可作为未来抗癌药物开发的主要原料；薇甘菊作为食用菌生产中作为培养基的主要添加成分进行食用菌人工栽培已经取得成功，通过对其作为主要添加成分所栽培的食用菌进行食品安全检测，确定所栽培食用菌对人体无害后进行推广，其作为食用菌培养基主要添加成分进行食用菌栽培可成为薇甘菊资源化利用的另一条途径。所以，在防治薇甘菊的同时，开展资源化利用将其变废为宝也是防控的一条重要途径。
简述重金属污染的特点范文3
[关键词]公路工程 绿化施工 存在问题 养护管理
中图分类号：TU973.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0188-01
引言：据交通部统计数据显示，截止2015年，全国公路总里程457.7万公里，公里密度达到47.7公里/平方公里。通过实施公路工程绿化工程，不仅能够吸收大量的汽车尾气，改善公路沿线的环境，而且可以诱导司乘人员视线，减轻眼睛疲劳，提高行车安全。目前，公路绿化工作已被纳入我国国土绿化的整体规划中，确保公路工程绿化施工质量，及时开展后期的公路养护和管理工作，对于提高行车安全、降低公路事故有积极作用。
一、公路工程开展绿化施工的重要意义
1、改善沿线环境，缓解污染状况
公路污染主要包括两方面：一是汽车在行驶途中，会产生大量的尾气，其中包含大量的二氧化碳、硫化物以及氮氧化物等。汽车尾气不仅会造成严重的空气污染，还会给司乘人员的身体健康构成威胁；二是粉尘污染，尤其是在路面受损严重的公路，每当汽车高速驶过，总会卷起漫天的沙土和粉尘，也会给公路沿线的环境造成负面影响。通过实施公路绿化工程，能够有效缓解公路沿线的污染状况。例如，在市区道路两侧栽种法桐，不仅能够有效吸收汽车尾气，而且能够发挥较强的“滞尘”效果，在世界范围内有着广泛的种植和应用。
2、缓解视觉疲劳，提高行车安全
科学研究发现，不同的颜色对于人的心理状况会产生一定影响，例如红色给人以温暖的感觉，蓝色给人以平静的感觉。绿色光线能够使人舒缓紧张的心情，对于缓解眼睛疲劳也有一定帮助。尤其是在高速公路上，许多驾乘人员在经过长时间的驾驶后，会出现烦躁、注意力不集中等现象。此时如果能够眺望一下道路两旁的树木花草，不仅能够缓解眼部疲劳，而且能够愉悦心情，有利于保证驾驶安全。
3、防止会车炫目，减轻事故伤害
部分司机没有养成良好的驾驶习惯，在夜间会车时，没有及时将远光灯调成近光灯，对方司机容易因灯光照射造成炫目，导致看不清路况而引发车祸。如果在公路中央增设隔离带，并在隔离带内种植一些灌木，则能够发挥灯光隔离作用，避免会车过程中出现炫目问题。除此之外，即便是因炫目、酒驾等原因发生了行车事故，道路隔离带中的灌木丛、道路两旁的高大乔木也可以起到缓解冲击的效果，大大降低行车事故所造成的危害。
二、现阶段公路绿化中存在的问题
公路绿化施工虽然具有诸多方面的优势，但是在开展施工之前，必须要结合公路自身的特点，制定切实可行的施工规划。在实际的施工中，部分施工单位为了实现利润最大化，盲目缩短施工工期，没有提前做好调查与规划工作，从而引发了诸多问题。
1、片面追求绿化面积，忽视公路交通功能
在人行道上栽种灌木，不仅能够保证道路环境的整洁和美观，而且能够起到良好的隔音效果，减少主干道上车辆噪音的影响。但是人行道本身就比较狭窄，如果在栽种灌木时，选择一些树形不紧凑的灌木（如冬青、金叶莸等），就会占用较大的人行道面积，影响正常的通行。除此之外，在公路中间的隔离带上栽种一些高大的乔灌木，还会阻挡行人视线。尤其是在公路转弯处或是环形路口，很容易因视线不好而发生交通事故，因此，片面追求绿化施工而忽视了道路的原本功能，这种本末倒置的做法是当前绿化施工中需要重点注意的问题。
2、没有协调好绿化与地下管网、架空线路的关系
市区公路实施绿化施工时，不可避免的会与地下管网、架空线路产生干扰和影响。例如在栽植高大乔木时，需要开挖较深的树坑，以保证树木根系完全舒展。但是市区地下密布管网，如果在开挖过程中破坏了煤气管道或是电缆，就会给施工人员造成严重的健康威胁。而如果树木的栽植深度不足，又会因根系不能完全伸展而影响正常的生长，不仅不能发挥应有的绿化作用，反而造成了严重的资源浪费。除此之外，像杨树、柳树等大型乔木，树冠较为稠密，在夏季雷雨天气或是大风天气，很容易因树枝折断而压垮线路，造成严重的经济损失。
3、盲目引进外来树种，引发生态环保问题
部分城建单位在开展公路绿化施工时，片面追求注重绿化效果，盲目引进其他地区的一些树种，虽然在短期内发挥了一定的绿化效果，但是给当地的生态环境造成了严重破坏。例如，北京市顺义区为了绿化荒山，引进火炬树。虽然前期确实起到了一定绿化作用，但是火炬树具有极强的侵占力，在短短2年内就将山上其他树种“消灭”掉。
三、公路工程绿化施工要点分析
1、科学选择植物
科学选择绿化植物，是保证公路绿化施工质量的关键。在选择时，应当充分考虑以下几方面的因素：首先，所选植物要能够适应当地的地质环境、气候条件，因此最好以本地植物为主。如果考虑到美观以及其他方面的因素必须要选择外来植物，则应当先进行栽植实验，一方面观察其能否正常生长，另一方面也可以研究其生物特性，避免引进入侵植物；其次，要发挥应有的绿化功能。不同的公路环境下，对植物绿化功能的定义也有所差别，例如乡村公路的绿化带主要发挥防尘、固沙作用，城市公路的绿化带需要发挥美观、隔音等功能。最后，要尽可能选择多个植物品种，提高生态系统的稳定性，避免出现病虫害传播，造成经济损失。
2、采用先进、有效的栽植技术
包括清理现场，修整坡面，充分回填和整地，创造良好的作业面。在路基、路面的施工过程中，立交区和服务区基本上作为稳定土拌和场和水泥拌和站等工地使用，在移交绿化施工时，场地内遗留了许多砂石料等废弃物，导致部分地段土质坚实，PH值升高，使乔、灌木树种难以正常生长。因此，平整场地和改良土壤是进行绿化前必不可少的基础工作。
四、公路工程绿化工程的养护管理
1、切实加强对养护质量的管理
在养护施工管理过程中，必须始终确保三检制度得到有效的实施，并在此基础上确保质量保障机制得到有效的完善，施工人员的职责得到有效的落实，并对质量目标进行细化，并在每一养护环节中切实加强对养护效果的测试，最大化的确保养护质量得到有效的提升。与此同时，作为养护施工企业，还应采取针对性的技术措施或新型材料应用于养护施工之中，才能更好的确保养护质量。
2、进行预防性公路养护施工管理
当公路养护人员发现公路病害或者不良情况时，要及时采取有效的解决措施对其进行得当的处理，对公路养护工程施工进行预防性管理，这样才能有效延长公路的使用寿命，提高公路使用的安全性。此外，还要根据各地的地理环境和气候条件，根据公路所处地的实际情况，对公路日常养护进行分类，不断提高公路养护工程现场施工管理水平和管理质量，有效降低公路养护工程施工成本。
参考文献：
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