李子鋒

（澳門科技大學環(huán)境研究院，廣東 佛山 528200）

在人類正式進入工業(yè)時代之后，社會經濟的發(fā)展速度越來越快，但是伴隨而來的環(huán)境污染問題也成為對人類生命健康威脅最大的存在。在我國的環(huán)境污染問題當中，工業(yè)重金屬污染儼然已經成為最為嚴重的問題。只有對工業(yè)重金屬污染問題進行科學合理的處理，才能夠為我國社會經濟文化的建設與發(fā)展打好基礎。之所以工業(yè)重金屬污染會對生態(tài)環(huán)境造成破壞，主要與工業(yè)重金屬污染的隨意排放有關。對重金屬污染水體進行分析，發(fā)現(xiàn)部分重金屬具有較強的毒性，且有著較強的致癌性。只有對重金屬污染水利進行有效的治理，加大環(huán)境保護處理力度，才能夠降低重金屬污染對人們身體健康的影響，為人們創(chuàng)造一個健康、舒適的生存環(huán)境。

1 重金屬污染水體的現(xiàn)狀

表1為我國水體中的重金屬標準。表2是我國部分水體的實際調查結果。結合表1和表2，可知我國當前的水體污染問題十分嚴重，已經超過80%的江河湖庫遭到重金屬的污染，其中尤以鉛污染、銅離子污染、砷污染以及鉻污染最為嚴重。與其他毒性物質相比，重金屬的隱蔽性更強、對于水體的污染時間更長，且具有不可逆轉性，容易被生物富集，然后順著生物鏈擴大污染范圍。例如，太湖底泥中存在TCu、TPb、TCd等物質，且達到輕度污染水平。黃浦江干流表層沉積物中，存在著大量的Cd、Pb以及Hg等物質。這些重金屬污染物質，主要來源于以下幾種渠道[1]。

圖1 我國水體中的重金屬標準

圖2 我國部分水體重金屬污染調查情況

1.1 工業(yè)污染源的不合理排放

科學人員在化石燃料中，檢測出很多種類的微量金屬，例如Ce、Hg、Pb、Cr等。所以化石燃料的燃燒，不僅會產生大量的熱量，還會產生各種各樣的重金屬污染物。這些重金屬污染物，一部分會隨著煙塵進入大氣、并在后期通過降雨流入土壤當行；一部分會以殘渣的形式存在，并對生態(tài)環(huán)境產生進一步完善。

1.2 廢舊電池回收機制的不完善

近幾年來，在人們家用電器使用頻率逐漸提高的同時，產生的廢舊電池也越來越多。我國既是電池生產大國，也是電池消耗大國。但是，針對電池的回收機制卻始終沒有完善起來。廢舊電池中含有非常多的重金屬有毒物質，例如Mn、Ni、Pb、Cr、Cd、Hg等。如果不對其進行妥善的回收，使其隨意的泄露到環(huán)境當中，將會對生態(tài)環(huán)境造成嚴重的污染。

1.3 城市化進程的推進

在我國城市化進程的不斷推進當中，高樓大廈的建設數量越來越多，由此而產生的建筑垃圾和生活垃圾越來越多。例如廢舊的日光燈管和高壓汞燈當中，都含有大量的重金屬污染，棄之不用的不銹鋼器具也會產生一定的重金屬污染。如果通過垃圾分類處理的方式，對其進行妥善的回收，那么這些污染其實是可以避免的。

1.4 污染物質之間的遷移

土壤、大氣以及水體之間的重金屬污染是可以相互遷移和轉化的，進而使得重金屬污染問題更加嚴重、更加復雜。首先，土壤重金屬污染，會使得水體重金屬污染問題更為嚴重。工業(yè)生產當中產生的廢渣，如果不經過處理就隨意的堆放到場地中，一旦遇到降雨天氣，其中的重金屬污染物就會滲入土壤當中，進而對地下水造成污染。其次，大氣沉降也會使水體重金屬污染更為嚴重。例如，含鉻廢氣進入大氣當中，就會形成氣凝膠。在大氣沉降的作用下，氣凝膠就會進入水體，使水體遭到重金屬污染[2]。

2 重金屬污染水體的危害

目前，我國的重金屬污染水體問題已經十分嚴重。根據重金屬污水低排放渠道，可以將我國重金屬污染水體劃分為以下幾大類：第一礦產資源開采重金屬污染、第二工業(yè)生產重金屬污染、第三民用生活重金屬污水、第四農藥重金屬污水等。另外，在自然條件下，地質風化作用的存在，也會導致重金屬污染問題的出現(xiàn)。如果不對這些渠道的重金屬污染水體進行及時的治理，那么將會對水生植物、水生動物以及人體健康產生極大地危害。

2.1 重金屬污染水體對水生植物的危害

運用自由基傷害理論分析，可以明確重金屬污染物對于水生植物的健康生長有著很大的危害。一般情況下，很多酶促反應和低分子華和我都會自動發(fā)生氧化反應，并生成大量的活性氧。水生植物的進化，還會形成酶系統(tǒng)，由SOD、CAT、POD酶組成，可以對活性氧進行有效的清除。酶系統(tǒng)可以對水生植物體內過多的活性氧進行及時、有效的清除，并將自由基代謝維持在一個動態(tài)平衡狀態(tài)，進而對水生植物細胞進行保護，使其不受或者少受活性氧的傷害。另外，水生植物內的重金屬，還可以大幅度提升活性氧的產生速率和膜脂過氧化產物的含量，進而增強活性氧自由基的產生速度，超出水生植物清除活性氧的能力范圍，讓水生植物出現(xiàn)嚴重的細胞損傷。所以，重金屬對水生植物的危害，主要表現(xiàn)在以下幾方面：第一對水生植物的健康生長產生抑制、第二對水生植物的呼吸作用和光合作用產生干擾、第三對植物吸收營養(yǎng)物質的能力進行抑制、第四對蛋白質和酶的活性進行改變、第五對細胞的膜透性產生改變[3]。

2.2 重金屬污染水體對水生動物的危害

一般情況下，水生動物的食物來源是水藻和浮游生物，而重金屬對水生動物的危害，主要是對水生動物的食物鏈產生影響，使重金屬在水生動物體內富集。例如，王召根對Cu2+和Cd2+對泥蚶的毒害作用產生了影響，結果發(fā)現(xiàn)Cu2+和Cd2+的離子濃度越高，泥蚶受到的毒害作用就越大，其生存率就月底。且Cu2+的毒害作用比Cd2+大。另外，李華還對重金屬對淡水魚的毒害情況進行了研究，對重金屬在淡水魚體內的富集情況進行了研究。結果發(fā)現(xiàn)，Cd在淡水魚肌肉內的富集最最多，其次是淡水魚的腮絲、腎臟、肝臟，最后是淡水魚的血液。水生動物在呼吸過程中，也會通過腮，增加體內重金屬的富集量。淡水魚的身體表面與水體接觸，也會在滲透交換作用下增加體內的富集量[4]。

2.3 重金屬污染水體

重金屬富集在人體內的渠道主要有三種：第一呼吸系統(tǒng)、第二消化系統(tǒng)、第三與皮膚接觸。一般情況下，Zn2+、Cu2+都是人體當中最重要的微量元素之一。其雖然在人體內的含量非常少，但是卻對人體健康有著積極的影響。如果其含量過多，那么久胡對人體健康產生反作用。例如，20世紀50年代，日本發(fā)生了“水誤病”。究其原因，就是重金屬汞對當地的水體造成了嚴重的污染。人體通過食物鏈，在體內富集了大量的汞，并使得神經中樞系統(tǒng)遭受到了嚴重的傷害。另外，在同一時間，日本人長期引用含鎘的水或者食用含鎘的大米，也出現(xiàn)了嚴重的“骨痛病”。三價鉻是人體當中必不可少的微量元素，但是六價鉻就是一種含有劇毒的物質，通過以上三種渠道富集在人體內，就會對人體的身體健康產生影響[5]。

3 重金屬污染水體的環(huán)境保護處理措施

3.1 物理吸附法

這是一種最常見的重金屬污染水體的處理方法，主要是以多孔性物質為吸附劑，將其置于被重金屬污染的水體當中，對重金屬進行吸附?；钚蕴康谋砻娣e非常大，所以吸附能力也較強，已經成為近幾年來最主要的吸附劑。但是，活性炭的應用缺點為不具有較好的再生能力，處理效果也不好。對此，科研人員也研發(fā)出來很多種類的吸附劑，例如樹脂基吸附劑、煤灰吸附劑等。這些吸附劑的吸附效率相對較高，應用前景也十分廣闊[6]。

3.2 離子交換法

這也是一種非常不錯的重金屬污染出來方法，可以保證處理后的水質質量，并且處理效率較高、金屬資源可回收。其主要原理是通過離子交換樹脂將污水中的重金屬離子交換處理，進而降低或者清除水體重點重金屬離子。目前，最常見的離子交換劑主要有三種：第一陽離子交換樹脂、第二陰離子交換樹脂、第三整合樹脂等。需要注意的是，這種方法的應用成本較高，且稍有不慎，離子交換樹脂就會失效[7]。

3.3 生物絮凝法

這是一種借助微生物新陳代謝產生絮凝沉淀，最后達到重金屬去除效果的方法。常用的微生物主要由三種：第一霉菌、第二細菌、第三放線菌。這種方法在處理Cu、Ni、Zn等重金屬污染物方面，可以獲得相對理想的效果，所以在工而已重金屬污染水體的治理中有著廣泛的應用。表1為生物絮凝法對Cu、Ni、Zn的處理效果對比。

表1 微生物絮凝法處理效果

3.4 生物膜修復法

這是一種起源于美國20世紀60年代的廢水處理技術，將生物處理技術與膜技術進行了充分的結合。這種技術可以在較小的空間內，利用微生物降解污染物、利用超濾膜對污染物進行分離，所以針對重金屬污染水體的治理效果比較理想。2006年，日本又發(fā)明了一種新型移動床生物膜反應器，可以在不需要回洗反應器的情況下，對低濃度廢水進行快速清理。目前，這項技術已經在中水回用、糞便廢水處理、工業(yè)廢水處理等領域得到廣泛的應用。

4 結語

綜上所述，由于工業(yè)污染源的不合理排放、廢舊電池回收機制的不完善、城市化進程的快速推進以及污染物質之間的遷移作用，使得我國現(xiàn)階段的水體遭到重金屬物質的嚴重污染。重金屬污水的存在又對水生植物、水生動物以及人體健康產生了嚴重的影響。對此，我們不僅要借助物理吸附法、離子交換法、生物絮凝法等方法進行污水中重金屬物質的去除，還要不斷的創(chuàng)新污水中重金屬的去除方法，提升我國環(huán)境保護力度。