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重金屬污染的特點和危害范文1
[關鍵詞]歷史遺留 鉛鋅廢渣 重金屬污染 對策
[中圖分類號] P618.42 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-3-220-1
0前言
威寧縣的鉛鋅冶煉業歷史悠久,據《大方府志》記載:在唐朝五代就有鉛鋅冶煉業,在近現代,清末民國時期和1958年的時期都有鉛鋅冶煉業。威寧縣鉛鋅冶煉業發展較快、規模較大,污染最為嚴重的是上世紀末20年。威寧鉛鋅冶煉業以土法煉鋅為主,主要采用土制馬弗爐、馬槽爐、橫罐、小豎罐、六角爐等簡易土高爐進行焙燒、簡易冷凝設施進行收塵等落后方式煉鋅或氧化鋅制品。生產工藝主要是用煤與鋅礦按比例裝罐后經燃煤加熱,在煤還原作用下產出粗鋅,資源、能源消耗消耗量大,鋅的回收率低,浪費現象嚴重,產生的燃燒煙氣和還原煙氣直接排入大氣,廢渣隨意傾倒,對生態和環境造成了嚴重的破壞和影響。因此,為改善生態環境質量,減輕廢渣對環境的影響,為人民群眾創造一個良好的生產、生活環境,對該區域冶煉廢渣及時進行污染治理迫在眉睫。
1鉛鋅廢渣重金屬的污染現狀及危害分析
1.1廢渣分布狀況
經過對全縣煉鋅區廢渣堆放場點的初步了解,在近幾十年的土法煉鋅生產過程中未同步采取相應的環保措施,廢渣亂堆亂放隨意傾倒。據原畢節地區環境監測中心站調查,威寧縣煉鋅廢渣總量為432萬噸,主要分布在爐山鎮、東風鎮、草海鎮、二塘鎮、鹽倉鎮、金鐘鎮等15個鄉鎮,廢渣總占地面積約4500畝,占地性質為耕地26.0%,荒坡、溝谷、洼地50.2%,河道23.8%。其具體分布情況如下:
(1)沿公路兩側分布
煉鋅業大多沿交通發達的鄉鎮分布,主要有威赫線的鹽倉鎮鹽倉村,威水線金鐘段草海鎮白馬村、鴨子塘村、金鐘鎮冒水井村,水煤線猴場鎮穿洞村、倮未村、發糾村等。
(2)沿荒坡、溝谷、洼地分布
二塘鎮的果花村(大紅山)、鐵營村(湖南坡)、中山村、金鐘鎮的格兜井,東風鎮紅花嶺村、格書村。
(3)沿河道分布
主要是沿烏江水系三岔河上游支流大河分布。在爐山鎮的16個煉鋅村幾乎在爐山河兩側的溝谷,東風鎮的拱橋村、黃泥村、竹林村、文明村在二塘河的支流拱橋小河上的支流拖倮河上。另外,羊街河兩岸也有鉛鋅廢渣的分布點。
1.2廢渣重金屬污染的危害
1.2.1對地表水、地下水水質的影響
煉鋅廢渣堆受地表徑流及雨水的沖刷等作用,使煉鋅廢渣或其中的重金屬、懸浮物等進入地表水,也有相當數量的廢渣是直接倒入溝谷、河床污染地表水。大量的煉鋅廢渣堆積在河道,淤積、堵塞河道或造成河道改道,抬升了河床。這些廢渣及其中的重金屬、懸浮物等污染物進入地表水后,造成的污染相當嚴重,凡是在煉鋅集中區的地表水,其水質基本都劣于《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)Ⅴ類,污染主要是以鉛、鋅、鎘為特征污染物,鉛的污染尤為突出。煉鋅廢渣堆受地表徑流及雨水的沖刷,從地表、溶洞滲透,將渣中的有毒有害物質轉移到地下水中,從地下水的水質監測狀況來看,基本都劣于《地下水環境質量標準》(GB/T14848-93)Ⅲ類,特征污染物仍然是重金屬鉛、鎘、鋅。
1.2.2對土壤的影響
鉛鋅廢渣堆放區土壤污染是由煉鋅廢渣經雨水和地表徑流的沖刷、淋溶,廢渣中的污染物滲入土壤,造成的土壤污染。土壤重金屬污染可影響農作物產量和質量的下降,并可通過食物鏈危害人類的健康,也可以導致大氣和水環境質量的進一步惡化。
從以上幾方面的環境影響分析可以看出,鉛鋅廢渣對環境的污染是嚴重的,受污染的空氣、水和土壤直接危害到生活在渣場周圍農民的身體健康和植物的生長。
2鉛鋅廢渣重金屬污染的防治對策
鉛鋅廢渣重金屬污染較難治理,這與它的特性是分不開的,同時也是它越來越受關注的原因,因此在治理重金屬污染時必須充分考慮到它的特性。鉛鋅渣中的重金屬(以鉛、鋅為主)通過雨水淋溶、空氣氧化以及微生物作用后進入環境,對周圍土壤、水體和生態環境構成威脅。由于重金屬污染物屬于持久性污染物,具有長期性、隱匿性、不可逆性以及不能完全被分解或消逝的特點,無法從環境中徹底清除,只能改變其存在的位置或存在的形態。
針對威寧縣鉛鋅廢渣的堆存特點和廢渣重金屬污染的特征,我們主要是考慮對廢渣中的重金屬污染物采取穩定固化的措施,實現鉛鋅渣的物理穩定、化學穩定和生態安全。鉛鋅渣(或鉛鋅尾礦)的堆積性質與沙礫十分相似,具有比較好的滲水性能。鉛鋅廢渣中的重金屬主要包括鉛、鋅,此外還含有少量的汞和砷等。目前,國內外常用的重金屬穩定化藥劑主要包括無機藥劑和有機藥劑。無機藥劑類型主要包括硫化物、磷酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽等等與重金屬反應生成沉淀物質的化學物質,這些物質單獨使用均會出現各種問題,如硫化物的毒性和臭味、硫酸鹽沉淀的可溶性、碳酸鹽對pH值的要求以及磷酸鹽對汞穩定化的無效等等。有機藥劑主要包括長鏈烷基胺和長鏈烷基硫,不溶于水,無法實現藥劑與鉛鋅渣的充分混合,而且價格昂貴,是無機藥劑價格的10倍以上。所以,我們主要將多種可溶性無機藥劑按照優化比例組合而成,從而解決了各種藥劑單獨使用時可能產生的問題。
3結束語
威寧縣歷史煉鋅區的土地污染嚴重,生態環境遭到嚴重的破壞,所以,清除當地的土地重金屬污染也是一項十分迫切而重要的任務。威寧縣煉鋅廢渣歷史遺留重金屬污染防治工程已列為貴州省煉鋅區生態恢復及環境治理的示范項目,是貴州省“十二五”環境規劃中污染治理的重點。項目是對煉鋅廢棄地的重金屬污染物進行控制和植被恢復,是對被破壞的生態系統的恢復與重建,可以彌補、充實和豐富當地原有的自然界,從而可以促進當地社會、經濟和環境的協調發展。但由于威寧縣目前經濟總量偏小,財政收入有限,建設資金籌措已成為制約該項目建設的一個主要因素。目前,威寧縣人民政府正在積極向國家和省市在該項目建設資金上爭取更大的支持。
參考文獻
重金屬污染的特點和危害范文2
關鍵詞:重金屬廢水;處理;工藝
中圖分類號: TU992.3 文獻標識碼:A
重金屬廢水是指礦冶、機械制造、化工、電子、儀表等工業生產過程中排出的含重金屬的廢水。實際所需處理的廢水中含有的重金屬并不是單一種類, 往往多種重金屬并存,廢水的分類通常以其中含量最高的重金屬為依據,其中含銅廢水、含鉻廢水、含鎳廢水和含鉛廢水等較為多見。廢水中所含重金屬能對環境及人體產生長遠的不良影響,是對環境污染最嚴重和對人類危害最大的工業廢水之一,未經處理直接排放,一方面將對環境造成污染,另一方面也浪費了大量的水資源和貴重金屬資源, 其水質水量與生產工藝有關,因此對廢水處理工藝的研究具有十分重要的意義。
1 廢水處理操作方法
廢水中的重金屬一般不能分解破壞,只能轉移其存在位置和轉變其物化形態。處理方法是首先改革生產工藝,不用或少用毒性大的重金屬。對已經形成的重金屬廢水處理方法很多,一般分為物理法、化學法和生物法, 每種處理方法都有各自的特點和適用條件, 根據不同的原水水質和處理后的水質要求, 可單獨應用,亦可幾種方法組合應用。重金屬廢水處理的主要原理是利用金屬離子在堿性條件下的沉淀,經分離達到凈化廢水,回收重金屬,進而回用廢水,最終實現降低金屬排放總量,節約水資源回收貴重金屬的目的。對含有機物、絡離子及螯合物量大的廢水, 要先將妨礙處理重金屬的有機物質用氧化、吸附等適當的處理方法除去。然后再把它作無機類廢水處理。重金屬廢水經處理后形成兩種產物,一是基本上脫除了重金屬的處理水,一是重金屬的濃縮產物。含重金屬廢水最常采用的是化學沉淀法, 把重金屬離子轉變成難溶于水的氫氧化物或硫化物等的鹽類, 然后進行共沉淀而除去, 處理后的水中重金屬低于排放標準可以排放或回用。加強混凝方法對重金屬的處理也很有效,形成新的重金屬濃縮產物應盡量回收利用或加以無害化處理。
2 重金屬廢水處理工藝
2.1 硫酸鹽生物還原法處理含鋅廢水
硫酸鹽生物還原法處理含鋅廢水其原理是利用硫酸鹽還原菌SRB在厭氧條件下產生硫化氫,硫化氫和廢水中的重金屬反應,生成金屬硫化物沉淀以去除重金屬離子。生物反應器是一個厭氧反應系統,微生物在厭氧條件下分解有機物,還原硫酸鹽生成硫化氫,硫化氫與廢水中的鋅離子反應生成不溶性的硫化鋅。生物反應器的類型可以是上流式厭氧污泥床、厭氧接觸反應器等。
反應生成的硫化鋅沉淀同厭氧污泥混在一起,當其濃度達到一定程度以后,為了保證生物反應器的正常運行,就必然排放一部分污泥。由于污泥中鋅含量較高,可以回收。從沉淀池中的出水,雖然鋅離子的去除率很高,但是出水中還含有比較高的COD和硫化氫,因此必須要進行好氧處理去除COD和硫化氫,使最終出水的指標都達到國家排放標準。
2.2 含銅重金屬廢水處理工藝
焦磷酸銅廢水中銅主要以絡合物形式存在,因此該類廢水在強堿條件下投加酸進行破絡反應,再與其他重金屬廢水混合處理。含銅廢水主要來源于電鍍、化學鍍工序。一般有電鍍銅工序產生電鍍廢水, 工件電鍍銅后清洗工序產生清洗水, 化學鍍銅工序產生化學鍍廢水, 工件化學鍍銅后清洗工序產生清洗水, 線路板鍍銅后蝕刻工序產生蝕刻廢水, 線路板鍍銅后微蝕工序產生微蝕水, 線路板鍍銅后棕化工序產生棕化廢水, 線路板鍍銅后采用表面活性劑清洗產生清洗水等。
2.2.1 工作原理
2.2.2 工藝流程
3 電池廠重金屬廢水的污水處理系統
某電池生產廢水排放量650/d。在生產過程中使用含汞鋅、錳和淀粉等原料。在電液配制、糊化、洗碳棒頭等生產過程中排出的廢水重金屬污染物濃度平均為:汞008mg/L、鋅315m1/L。錳73mg/L,如果直接排放會對環境造成較嚴重的污染。由于廢水中含有幾種重金屬污染物,處理難度高,該廠針對水質制定出一套高效經濟的廢水治理方案。
3.1 工藝流程
很多廢水(如電池的含鋅廢水)經絮凝反應后能分離出大量的污泥,這些絮狀污泥有一定的吸附能力。針對重金屬離子容易被吸附的特性,EWP高效污水凈化器利用Zn在pH=8-9時能生成的Zn(0H)2絮凝沉淀物,在凈化器內形成吸附過濾流化床,并添加重金屬離子吸附劑GPC,對汞和其它重金屬污染物進行吸附過濾,達到同時治理幾種重金屬污染物的效果。廢水從調節池自流至反應池,在反應池的入口與出口處分別加入三組藥劑,再由進流泵將經過混凝反應的廢水泵入凈化器內處理,處理后的清水從頂部流出,污泥從底部排入污泥濃縮罐,經污泥濃縮罐及污泥貯罐濃縮后脫水運走。
3.2 工藝設備及主要構筑物設計參數
(1)調節池 調節池有效容積為200m3。加設一個反應池。
(2)加藥系統 Na2S:用量5×10-5用玻璃鋼作溶藥攪拌器配制成質量分數為5%的溶液;石灰:由固體加藥機投加,用量由pH自動控制器控制;重金屬離子吸附劑GPC:用量3×10,由固體加藥機投加。
(3)主要設備 EWP高效污水凈化器共兩套:EwP-10、EWP-20處理量分別為200m/d和500m/d,污泥脫水機選用10m的板框壓濾機,污泥經脫水后外運至固廢中心。
結語
含重金屬廢水的處理要講求實效,可概括為兩個方面:
( 1) 控制污染源, 盡量改革工藝, 實現少排放。
( 2) 使用重金屬的生產過程中采用合理的工藝流程和完善的生產設備,實行科學的生產管理和運行操作,減少重金屬的耗用量和隨廢水的流失量;在此基礎上對數量少、濃度低的廢水進行有效的處理。處理以化學沉淀法為主, 適當輔以其他處理方法。污水處理系統工程投入正常運行后,使得附近大量的陸源污水得到處理,消減了大量的排海污染物,使得整個海域海洋生態環境得到改善。對整個近岸海域的海域生態環境的改善將起到積極的作用,同時對周邊的環境和港區的開發建設也起到積極的促進作用,是正效益工程。
參考文獻
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重金屬污染的特點和危害范文3
關鍵詞廢舊電池;回收利用;環境保護
中圖分類號X773.05文獻標識碼A 文章編號1673-9671-(2010)032-0208-01
1電池的種類及廢舊電池的危害
1.1電池的種類
化學電池種類繁多,按其使用性質的不同,可分為原電池和蓄電池兩種。其中原電池有普通鋅錳電池、堿性鋅錳電池、鋅銀電池、鋅-空氣電池、鋰電池、汞電池等;蓄電池有鎘鎳電池,氫鎳電池、鋰離子電池、鉛酸蓄電池(工業電池)等。
1.2廢舊電池的危害
廢舊電池對環境的污染主要是酸、堿等電解質溶液和鎘、汞、鉛、銅、錳、鎳、鋅、鉻等重金屬污染,對人體健康和生態環境危害較大。
2先進的廢舊電池處理工藝及國內外處理現狀
2.1先進的廢舊電池處理工藝
目前,國外發達國家主要采用濕法冶金和活法冶金兩種方法回收廢舊電池中的重金屬。
2.1.1濕法冶金處理
濕法冶金處理主要是利用廢舊電池中的重金屬鹽易與酸發生反應的特點生成各種可溶性鹽進入溶液后,再利用電解法進行分離提純,提取電池中的鋅、二氧化錳及其他重金屬。
濕法冶金又可分為焙燒浸出法和直接浸出法。焙燒浸出法是先將電池焙燒,使低沸點的金屬汞、鎘蒸發出來,然后破碎篩分出金屬物質,再用酸直接將金屬和其氧化物浸出,用電解法從浸出液中回收金屬;直接浸出法是將費電池破碎篩分洗滌后,直接用酸浸出并電解提取金屬成分。
2.1.2火法冶金處理
火法冶金處理廢電池是在高溫下使電池中金屬及其化合物還原分解和揮發及冷凝的過程,火法冶金處理又分為常壓冶金法和真空冶金法。
常壓冶金處理方法有兩種:一是在較低的溫度下加熱廢電池,先使汞揮發,然后再較高的溫度下回收鋅和其他重金屬;二是將廢電池在高溫下焙燒,是其中易揮發的金屬及氧化物揮發,殘留物另行處理。常壓法所有作業均在大氣中進行,空氣參與作業,因此同樣有流程長、污染重、能耗高的缺點。
2.2國內外廢舊電池處理現狀
目前,許多發達國家已經建立了完整的廢舊電池處理體系,德國已做到廢舊電池全部收集,并采用先進的電子磁鐵分類法和X射線分類法,火法和濕法技術已在實際中實行。
目前我國還沒有建立一套完整的廢電池回收體系,在處理技術方面,一些高校和有關單位已經開展了一些研究工作,也取得了一定成果,但大部分尚都停留在實驗室階段。
3廢舊電池處理的新技術與新工藝
3.1廢舊鉛蓄電池的處理新工藝
廢鉛蓄電池可以使用破碎―水力分選技術,首先將其按定速送到皮帶輸送機進入電瓶純潔切割分選,首先通過放酸機將廢鉛蓄電池中的電解液倒至下設的儲酸槽中,收集的酸液可用于精煉工程中形成的堿渣進行中和浸出處理,然后用水沖洗,廢鉛蓄電池被拆解成碎片,碎片經過篩分,篩上物主要是廢塑料、板柵和連接頭,篩下物主要是鉛泥,鉛泥的主要成分是PbSO4、PbO、PbO2。鉛泥由水沖洗到沉淀池,并沉淀在沉淀池底部,然后用刮板機撈出,由螺旋運輸機送至鉛泥脫泥系統。沉淀池的上清夜經耐酸泵打入廢水處理系統,經加Ca(OH)2和絮凝劑,中和、絮凝、沉淀后,清水循環使用。篩上物重選,分離出板柵、連接頭、廢塑料、硬橡膠等。
3.2廢舊鎳鎘電池的綜合處理技術
主要有火法處理技術和濕法、火法相結合的混合處理技術2種?;鸱ㄌ幚碇饕面k及其氧化物蒸氣壓較高的特點和鎳分離;火法和濕法相結合的方法工序繁復,工藝流程長,但對于環境的污染問題可以根本解決。濕法部分處理方法較多,整個工藝方法也不盡相同?;旌咸幚矸椒ǖ墓に嚵鞒桃妶D1。
圖1廢舊鎳鎘電池的混合處理工藝流程
3.3廢舊鋅錳電池的綜合處理技術
廢舊鋅錳電池中含有較高純度的Fe、MnO2、Zn(ZnCl2)等,而Fe、Mn、Zn都是錳鋅軟磁鐵氧體的原料,經濟效益相當可觀。中南大學冶金學院在錳鋅軟磁鐵氧體材料制備領域的大量研究基礎上,提出了由廢舊鋅錳電池制備高磁導率錳鋅軟磁鐵氧體材料的新工藝,如圖2:
圖2廢舊鋅錳電池的綜合處理技術流程圖
4結語
隨著世界各國對廢舊電池回收處理問題的日益重視,廢舊電池處理技術將會不斷發展更新。通過對廢舊電池處理工藝的介紹以及與國外發達國家的對比可以看出,要解決廢舊電池的污染問題,不僅要從源頭抓起,而且要積極開發高能量、無污染的綠色電池,實現經濟與環境保護的可持續發展。
參考文獻
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重金屬污染的特點和危害范文4
關鍵詞:電鍍水;處理技術;化學沉淀;物理法
中圖分類號:V444.3+7 文獻標識碼:A
人類的生存離不開水資源的供應,同時,水也是使社會發展受到嚴重限制的一種因素。近年來隨著我國社會工業和城市建設的發展,城市的用水量也在不斷地攀升,不達標的污水和廢水的大量排放給水源和環境帶來很大的壓力,也造成了水質的嚴重惡化和水資源的短缺,生態環境的惡性循環也因此而導致[1]。所以,污水處理技術的高效與經濟就會顯得日益重要,這對于水環境的恢復和污染的回用發展有著重要的意義。
1電鍍廢水的來源
電鍍廢水的產生主要是由于在電鍍生產的過程中用清水沖洗鍍件的廢水、鍍件酸洗廢水、鍍液過濾水、刷洗極板以及地坪所產生的廢水、鈍化廢水、由于管理或者操作不當生產的廢水,此外,在廢水處理過程中化驗室所排放的水或者自用水的排放。電鍍液的性質以及化學清洗液的性質直接決定了電鍍水的性質,通常按其性質可以分為六類:含鉻廢水;含鎳廢水;含氰廢水;混排廢水;前處理廢水及綜合廢水。各種金屬離子是廢水中最主要的污染物質,其次是有機物、氨氮和總磷[2]。
2電鍍廢水常規處理技術
2.1化學沉淀法
第一,氫氧化物沉降法。當堿加入含重金屬廢水中時,其中的金屬陽離子以氫氧化物或鹽的形態沉淀析出,進而可以分離出來。該種方法常用的沉淀劑有:苛性鈉、石灰以及碳酸鈉等,其操作簡單、價格低廉而且來源廣。第二,硫化物沉淀法。硫化物沉淀劑能夠使電鍍廢水中存在的重金屬離子和沉淀劑發生反應形成硫化物沉淀,達到分離的目的。
2.2氧化還原法
通過化學氧化法進行電鍍廢水的處理,其主要的目的是處理電鍍廢水中的氰,通過把氫根離子氧化成氫氧根離子而去除。通常情況下所使用的氧化劑有:過氧化氫、氯系列氧化劑、臭氧以及氧氣等[3]。其中,應用十分廣泛的是堿性氯化法除氰,該種方法是在堿性的條件下,利用氯氧化劑把廢水中的氫根離子氧化成最終產物為氮氣和二氧化碳,該種方法能夠徹底解決電鍍廢水中存在的氰化物的污染問題。而還原法可以將六價的鉻還原成三價的鉻。因為六價鉻的毒性高出三價鉻的毒性大約100倍,通常的做法是先借助還原劑把電鍍水中六價的鉻還原成三價鉻,然后再通過沉降法把三價鉻給去除掉。一般的還原劑有:亞硫酸鹽、鐵屑、硫酸亞鐵等。
2.3 Fenton氧化法
由于電鍍過程中使用了大量的化學物質,其中有部分化學物質會與廢水中的重金屬形成絡合物,用普通的化學沉淀工藝達不到處理效果。必須先氧化破絡,后再進行沉淀分離。目前常用的工藝是Fenton氧化法。Fenton氧化法是利用催化劑或光電化學作用,通過雙氧水產生具有強氧化性的羥基自由基(?OH)處理絡合物的技術。而Fe-Fenton氧化法是使H2O2在Fe2+的催化作用下分解產生?OH,其氧化電位達到2.8V,它通過電子轉移等途徑將有機物氧化分解成小分子。同時,Fe2+被氧化成Fe3+產生混凝沉淀,去除大量金屬絡合物和有機物。
2.4離子交換法
該種方法是通過交換劑自己所帶的能夠進行自由移動的離子可以與廢水中需要處理的離子進行交換,因此現實廢水凈化的目的。離子交換劑具有交換和吸附兩種作用,通過對待交換離子的吸附而進行交換。該種方法還可以對電鍍廢水中的銅、鉻、鎳等離子進行交換去除。
3電鍍廢水處理新技術
3.1高效生物法
生物法進行電鍍廢水處理是借助人工養殖的復合功能菌來實現的。該種菌的作用有:絡合作用、酶的催化轉化作用、靜電吸附作用、共沉淀作用、凝絮作用以及PH值的緩沖作用等?;驹硎牵汗δ芫紫劝央婂儚U水中的六價鉻還原成三價鉻,然后菌體把銅、鉛、鎳、鋅、鉻吸附在一起進行絡合成團,使重金屬離子經過沉淀后形成污泥,通過固液分離的方法進行去除。改種方法的適用性十分的強,而且設備簡單,費用低,也不產生二次污染,其應用前景很廣泛,該種方法存在的不足就是功能菌的繁殖速度太慢,而且效率不高。不過生物技術是一種徹底的、十分環保的廢水凈化技術,通過不斷的研究,終將發揮更大的作用[4]。
3.2膜分離技術
膜分離技術工作原理是:借助膜的選擇透過,來對廢水中存在的部分成分進行分離。該種技術不僅沒有二次污染、分離效率高,而且可以對重金屬進行回收。因此該技術很有發展前途。電鍍廢水中應用到的膜技術有:超濾、電滲析、納濾等。通過這三種方法進行除鎳處理,截留率能夠達到99%以上,經過處理后的重金屬膜濃液可以達到回收利用的標準。同時該種方法對鉻和銅的處理效果也十分有效。
3.3溶液萃取法
溶液萃取法的基本原理是:把不溶于水,但是可以溶解水中某種特定物質的溶劑加入到廢水中,經過一段時間,使溶質能夠在溶劑內充分的溶解,這樣就可以將該種有毒物質從廢水中分離出去,同時也可以對金屬進行回收。該種方法主要包括三種工序:混合、分離、回收[5]。該種方法是液-液接觸,在保障分離效果的同時,又能連續性操作。溶液萃取法處理廢水的重點和難點就是溶液萃取劑的選擇,由于溶劑的再生產過程中需要消耗大量的能源,并且在萃取過程中還會產生大量的流失,這些缺點限制了該種方法的使用范圍。
4電鍍廢水處理技術的發展與展望
隨著環保要求不斷提高和電鍍工業發展迅速,我國電鍍廢水處理技術由閉路循環、工藝改革以及回收利用向綜合防治的方向逐漸發展,我國目前已經進入到了總量控制和回收利用的階段。自動控制與多元化組合方式相結合現實資源回用的廢水處理技術將成為凈化電鍍廢水發展的主流[6]。研發出具有節能、高效、環保、節能的處理技術,將是電鍍廢水處理技術未來的發展方向和研究的主要內容。在對電鍍廢水進行處理的同時,也應該從源頭上對其進行控制。從行業發展的整體效益和發展趨勢來看,該行業可以從以下幾個方面來控污染的源頭。第一,推廣循環經濟,進行清潔生產。通過對提高電鍍資源、電鍍物質的循環利用率和轉化率,可以大幅度的減少重金屬污染物的產生,在電鍍行業生產的過程中實行全過程的分布智能控制、與此同時,結合綜合治理廢水,從而實現電鍍廢水的零排放。第二,實行綜合一體化技術,由于重金屬會因為不同的工藝和行業有所差別,通過發展綜合的多處理技術,使其在實踐中應用,可以提高處理效果。
結束語
通過對過去常用和目前新興的電鍍廢水處理工藝的介紹,指明了未來電鍍廢水處理技術的研發方向和前景,雖然每種方法都有其優勢,在實踐中應該重點研究有效的組合工藝,以提高處理效果。通過不斷的深化新技術,提高水質凈化的目的。
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重金屬污染的特點和危害范文5
據統計,歐盟27國2010年產生了大約9450萬噸危險廢物。而美國雖然一直致力于危險廢物的處理,但其2011年回收處理(金屬,溶劑或其他恢復)的150萬噸的危險廢物也僅占危險廢物總量的3.8%。就全球范圍而言,危險廢物處理面臨的挑戰相當嚴峻。回收再利用當然是最好的途徑,但如果實在無法實現,安全焚化或者進行垃圾填埋應該是最后的選擇,因為這些方法需要密切監測,并且可能導致嚴重的環境破壞。比如根據歐盟填埋指令,英國在致力于降低送往垃圾填埋場的生物降解市政廢物,目標是相對于1995而言,到2013減少50%,到2020年減少65%。
有效政策和方法
有效處理有毒廢物需要在政策上給予支持。例如,在政策制定上需要明確優先級,即明確廢物處理、能源和氣候變化政策的優先級,并尋求最佳平衡;需要建立資源管理辦公室,用以提高政府處理廢物的有效性,并協調各方資源;政府要通過相關機制提高數據的質量以協助決策,包括廢物的組成和數量,現有的和計劃的廢物管理基礎設施的地點和能力等。政府需要致力于持續不斷地提高回收和恢復材料的質量和數量。同時,為適應不斷變化的需求,政府應當確保有恰當的廢物和資源管理基礎設施。另外,光靠政府無法完成廢物處理,因此政府必須為向廢物和資源管理基礎設施的私人投資提供便利。
歐盟的廢物管理辦法基于三個原則,即廢物預防、回收和再利用,并改善最終處置和監測,這很值得借鑒。通過清潔技術,生態設計,或者生態效率更高的生產和消費模式,可以達到預防廢物產生的目的;通過限制生產過程中原料的提取和轉換,專注于材料技術的廢物預防和回收還可以減少使用資源對環境所造成的影響。日本的日產公司是這方面的先進典型。
日產認為被重復使用的電池可以將可再生能源――如太陽能和風能――產生的多余電力儲存起來,然后在用電高峰期時釋放使用,從而減少常規電站保持待命的需要。據估計,完全充電的日產LEAF電池電源足以為一套三居室的家庭提供3天左右(8kW/day)的能量。為有效完成有毒廢物的處理,日產在LEAF電動車剛剛推出時就已經開始考慮如何處置生命結束的汽車。雖然LEAF電動車的設計使用壽命與任何的傳統汽車相同,但一些因事故而破損的汽車中的電池將可能很快就出現,因此公司認為現在就必須考慮如何管理和使用這些零部件。目前日產全球總部已建成第一個大規模演示系統,展示LEAF電池對可再生能源發電的存儲和使用。新存儲系統的電力供應是由安裝在日產辦公室的太陽能電池產生的,其后電被存儲在鋰離子電池里,電能可被用于電動車輛充電。通過7個與日產總部的太陽能電網相連的充電站,產生和存儲的總電量相當于每年為1800輛日產LEAF電動車完全充電。這相當于每年減少15.4噸的二氧化碳排放,將使電動車完全通過可再生能源充電,從而真正達到零排放。這一方面從源頭就減少了有毒廢物的過早產生,另一方面,對其利用進一步減少了資源的使用,從而降低了對環境的傷害。
最新技術
為了更有效地處理有毒廢物,研究人員一直在努力尋求新方法。
2012年11月,英國研究人員著手開發的新方法不僅能去除受污染的土壤和水中的有毒物質,例如鉑和砷,而且,經過恰當的生物精煉工藝,這些轉換出的金屬納米粒子可以根據需要被制成不同的形狀和大小,用于催化式排氣凈化器、癌癥治療和其他應用。
在電子產品生產設施附近的河岸,鉑族金屬污染是個日益嚴重的問題。另外,砷也是工業生產過程中自然產生的副產品。催化式排氣凈化器產生的粉塵堆積也會對環境造成重金屬污染。鉑族金屬和砷都是非常有價值的商品,前者可作為工業催化劑,而鉑和砷納米粒子可用于治療癌癥,這些都是高價位的產品。英國研究人員在致力于研究如何用植物來處理鉑族金屬和砷污染物。他們關注的重點是那些可以將鉑族金屬和砷融入到其組織中去的植物。植物可以吸收金屬是早就被人們所知的,但利用這一特性來處理有毒污染物卻是先前沒有人嘗試的。這種技術的優點是它不需要用能源密集型,價格昂貴的程序清理土壤,被利用的完全是自然的過程。使用這項新技術,不僅可以廉價節能地修復受污染的土壤,同時還能生產有價值的商品。技術產出的恰當形狀大小和功能的納米粒子無需后續細化,就可以供催化式排氣凈化器的生產商、治療癌癥的開發商及其他一些適用的技術開發使用。技術也可以用來回收垃圾填埋場或礦渣堆中的金屬,甚至可以從露天礦獲取微量的金屬。
重金屬污染的特點和危害范文6
關鍵詞:實驗室;廢棄物;環境污染;治理
隨著我國科學技術的發展,對各類實驗室的需求越來越多,各學科的重點實驗室、各學校、各系統內的重點實驗室層出不窮。從實驗室的分布來看,主要集中在學校(包括各高等院校和中學學校)、科研機構、檢測機構和企業中的檢驗研究部門。企業實驗室的污染問題可歸納為企業的環保問題,易于被各級部門重視,企業在處理自身的環保問題時,污染問題也得到相應的處理。而各類實驗室多為相對獨立的行政單位,區域分散,單個污染少,易于被忽視。
我國目前擁有各類高等院校1100所(1999年統計數字),普通高中1.5萬所,初中6.3所??蒲性核?、質檢、衛生防疫、環境監測、農林等各級檢驗機構近20000余個,已成為一個龐大的系統。實驗室實際上是一類典型的小型污染源,建設的越多,污染的越大。這些實驗室,尤其是在城區和居民區的實驗室對環境的危害特別大,因為很多實驗室的下水道與居民的下水道相通,污染物通過下水道形成交叉污染,最后流入河中或者滲入地下,其危害不可估量??茖W工作者或者未來的科學工作者成了環境的污染者,令人十分遺憾。環境保護是事關可持續發展經濟的大戰略。在環保面前人人平等,必須本著“誰污染環境,誰負責處理”的原則貫徹執行。實驗室的成本核算和對外收費都應包括實驗室的環保費用在內。
實驗室的污染源種類復雜,品種多,毒害大,應根據具體情況,分別制訂處理方案。
1 實驗室環境污染種類及危害[1]
1.1 按污染性質分
1.1.1化學污染
化學污染包括有機物污染和無機物污染。有機物污染主要是有機試劑污染和有機樣品污染。在大多數情況下,實驗室中的有機試劑并不直接參與發生反應,僅僅起溶劑作用,因此消耗的有機試劑以各種形式排放到周邊的環境中,排放總量大致就相當于試劑的消耗量。日復一日,年復一年,排放量十分可觀。有機樣品污染包括一些劇毒的有機樣品,如農藥、苯并(α)芘、黃曲霉毒素、亞硝胺等。無機物污染有強酸、強堿的污染,重金屬污染,氰化物污染等。其中汞、砷、鉛、鎘、鉻等重金屬的毒性不僅強,且有在人體中有蓄積性。
1.1.2生物性污染
生物污染包括生物廢棄物污染和生物細菌毒素污染。生物廢棄物有檢驗實驗室的標本,如血液、尿、糞便、痰液和嘔吐物等;檢驗用品,如實驗器材、細菌培養基和細菌陽性標本等。開展生物性實驗的實驗室會產生大量高濃度含有害微生物的培養液、培養基,如未經適當的滅菌處理而直接外排,會造成嚴重后果。生物實驗室的通風設備設計不完善或實驗過程個人安全保護漏洞,會使生物細菌毒素擴散傳播,帶來污染,甚至帶來嚴重不良后果。2003年非典流行肆虐后,許多生物實驗室加強對sas病毒的研究,之后報道的非典感染者,多是科研工作者在實驗室研究時被感染的。
1.1.3 放射性污染物
放射性物質廢棄物有放射性標記物、放射性標準溶液等。
1.3 按污染物形態分
1.3.1 廢水
實驗室產生的廢水包括多余的樣品、標準曲線及樣品分析殘液、失效的貯藏液和洗液、大量洗滌水等。幾乎所有的常規分析項目都不同程度存在著廢水污染問題。這些廢水中成分包羅萬象,包括最常見的有機物、重金屬離子和有害微生物等及相對少見的氰化物、細菌毒素、各種農藥殘留、藥物殘留等。
1.3.2 廢氣
實驗室產生的廢氣包括試劑和樣品的揮發物、分析過程中間產物、泄漏和排空的標準氣和載氣等。通常實驗室中直接產生有毒、有害氣體的實驗都要求在通風櫥內進行,這固然是保證室內空氣質量、保護分析人員健康安全的有效辦法,但也直接污染了環境空氣。實驗室廢氣包括酸霧、甲醛、苯系物、各種有機溶劑等常見污染物和汞蒸汽、光氣等較少遇到的污染物。
1.3.3 固體廢物
實驗室產生的固體廢物包括多余樣品、分析產物、消耗或破損的實驗用品(如玻璃器皿、紗布)、殘留或失效的化學試劑等。這些固體廢物成分復雜,涵蓋各類化學、生物污染物,尤其是不少過期失效的化學試劑,處理稍有不慎,很容易導致嚴重的污染事故。
2 對實驗室污染物的處理辦法
為防止實驗室的污染擴散,污染物的一般處理原則為:分類收集、存放,分別集中處理。盡可能采用廢物回收以及固化、焚燒處理,在實際工作中選擇合適的方法進行檢測,盡可能減少廢物量、減少污染。廢棄物排放應符合國家有關環境排放標準。
2.1 化學類廢物
一般的有毒氣體可通過通風櫥或通風管道,經空氣稀釋排出。大量的有毒氣體必須通過與氧充分燃燒或吸收處理后才能排放。
廢液應根據其化學特性選擇合適的容器和存放地點,通過密閉容器存放,不可混合貯存,容器標簽必須標明廢物種類、貯存時間,定期處理。一般廢液可通過酸堿中和、混凝沉淀、次氯酸鈉氧化處理后排放,有機溶劑廢液應根據性質進行回收。
2.1.1 含汞廢液的處理
排放標準3:廢液中汞的最高容許排放濃度為0.05mg/l(以hg計)。
處理方法:①硫化物共沉淀法:先將含汞鹽的廢液的ph值調至8-10,然后加入過量的na2s,使其生成hgs沉淀。再加入fes04(共沉淀劑),與過量的s2-生成fes沉淀,將懸浮在水中難以沉淀的hgs微粒吸附共沉淀.然后靜置、分離,再經離心、過濾,濾液的含汞量可降至0.05mg/l以下。[2]
②還原法:用銅屑、鐵屑、鋅粒、硼氫化鈉等作還原劑,可以直接回收金屬汞。
2.1.2 含鎘廢液的處理
①氫氧化物沉淀法:在含鎘的廢液中投加石灰,調節ph值至10.5以上,充分攪拌后放置,使鎘離子變為難溶的cd(oh)2沉淀.分離沉淀,用雙硫腙分光光度法檢測濾液中的cd離子后(降至0.1mg/l以下),將濾液中和至ph值約為7,然后排放。
②離子交換法:利用cd2+離子比水中其它離子與陽離子交換樹脂有更強的結合力,優先交換.
2.1.3 含鉛廢液的處理
在廢液中加入消石灰,調節至ph值大于11,使廢液中的鉛生成pb(oh)2沉淀.然后加入al2(s04)3(凝聚劑),將ph值降至7-8,則pb(oh)2與al(oh)3共沉淀,分離沉淀,達標后,排放廢液。
2.1.4 含砷廢液的處理
在含砷廢液中加入fecl3,使fe/as達到50,然后用消石灰將廢液的ph值控制在8-10。利用新生氫氧化物和砷的化合物共沉淀的吸附作用,除去廢液中的砷。放置一夜,分離沉淀,達標后,排放廢液。
2.1.5 含酚廢液的處理
酚屬劇毒類細胞原漿毒物,處理方法:低濃度的含酚廢液可加入次氯酸鈉或漂白粉煮一下,使酚分解為二氧化碳和水。如果是高濃度的含酚廢液,可通過醋酸丁酯萃取,再加少量的氫氧化鈉溶液反萃取,經調節ph值后進行蒸餾回收.處理后的廢液排放。
2.1.6 綜合廢液處理
用酸、堿調節廢液ph為3-4、加入鐵粉,攪拌30min,然后用堿調節p h為9左右,繼續攪拌10min,加入硫酸鋁或堿式氯化鋁混凝劑、進行混凝沉淀,上清液可直接排放,沉淀于廢渣方式處理。
2.2 生物類廢物
生物類廢物應根據其病源特性、物理特性選擇合適的容器和地點,專人分類收集進行消毒、燒毀處理,日產日清。
液體廢物一般可加漂白粉進行氯化消毒處理。固體可燃性廢物分類收集、處理、一律及時焚燒。固體非可燃性廢物分類收集,可加漂白粉進行氯化消毒處理。滿足消毒條件后作最終處置。
2.2.1 一次性使用的制品如手套、帽子、工作物、口罩等使用后放入污物袋內集中燒毀。
2.2.2 可重復利用的玻璃器材如玻片、吸管、玻瓶等可以用1000-3000mg/l有效氯溶液浸泡2-6h.然后清洗重新使用,或者廢棄。
2.2.3 盛標本的玻璃、塑料、搪瓷容器可煮沸15min.或者用1000mg/l有效氯漂白粉澄清液浸泡2-6h,消毒后用洗滌劑及流水刷洗、瀝干;用于微生物培養的,用壓力蒸汽滅菌后使用。
2.2.4 微生物檢驗接種培養過的瓊脂平板應壓力滅菌30min,趁熱將瓊脂倒棄處理。
2.2.5 尿、唾液、血液等生物樣品,加漂白粉攪拌后作用2-4h,倒入化糞池或廁所?;蛘哌M行焚燒處理。
2.3 放射性廢棄物
一般實驗室的放射性廢棄物為中低水平放射性廢棄物,將實驗過程中產生的放射性廢物收集在專門的污物桶內,桶的外部標明醒目的標志,根據放射性同位素的半衰期長短,分別采用貯存一定時間使其衰變和化學沉淀濃縮或焚燒后掩埋處理。
2.3.1 放射性同位素的半衰期短(如:碘131、磷32等)的廢棄物,用專門的容器密閉后,放置于專門的貯存室,放置十個半衰期后排放或者焚燒處理。
2.3.2 放射性同位素的半衰期較長(如:鐵59、鉆60等)的廢棄物,液體可用蒸發、離子交換、混凝劑共沉淀等方法濃縮,裝入容器集中埋于放射性廢物坑內。
3 解決實驗室污染的措施
3.1 提高認識,制定技術規范
各級實驗室都需要進一步提高對實驗室環境污染問題的認識,不能回避,聽之任之,而是應該根據本實驗室工作的特點、重點,積極探索,想方設法減少實驗室污染。國家有關部門也應認真研究實驗室的污染特點和防治途徑,提出操作性強、簡便實用的技術規范,并出臺相應的考核要求及辦法。最好是融入實驗室的建設和驗收中去,使之成為能力建設的一部分,從而有利于貫徹落實各項實驗室環境污染的防治措施。
3.2 建立實驗室環境管理體系[3]
實驗室在能力建設、質量管理的同時,還要建立完備的實驗室環境管理體系。按照iso14001環境管理體系的理念和要求,全面考察實驗分析的各個方面,制定相應的程序文件,規范實驗室環境行為,充分貫徹iso14001一貫強調的污染預防和持續改進的基本要求,力爭減小每一個過程的環境影響,從而不斷提升實驗室管理水平。
3.3 全面推行綠色化學、清潔實驗
3.3.1 選擇污染少的分析方法
在保證實驗效果的前提下,用無毒害、無污染或低毒害、低污染的試劑替代毒性較強的試劑,盡量用無毒、低毒試劑替代高毒試劑。在一些特定實驗要用到高毒性藥品時,一定要用封閉的收集桶收集廢液。
學校在進行教育實驗中,還要特別注意發揮教學多媒體的作用。教學多媒體是知識經濟的產物,它是信息社會的標志之一,在實驗教學中,計算機輔助教學模擬化學實驗(仿真實驗)是一種化學試劑和儀器裝置“零投入”和“廢棄物零排放”的特殊實驗方式,它非常適合于演示實驗。因為演示實驗主要是用于培養學生的觀察能力和用于模仿而不是訓練動手操作能力的。某些毒害較大的化學實驗也可以采用這種方式,從而可防止為了學習一點兒知識而付出高昂的環境代價的作法。[4]
3.3.2 改進實驗條件,開展推廣微型實驗[5]
在實驗中改善實驗裝置,是有效防止有毒氣體逸散、有毒液體外溢的重要舉措。一些商品化實驗裝置的產生可以大大減少實驗中化學試劑的用量。
微型實驗是指在微型化的儀器裝置中進行的實驗,其試劑用量是常規實驗的數十分之一至千分之一。因此,開設微型實驗,是節約藥品,減少開支,降低實驗污染的簡便方法。
改進實驗方法,可以減少試劑使用量。在農殘檢測中利用固相萃取取代傳統的液液萃取,可以大大減少乙腈等有毒試劑的使用,減少污染。
3.3.3 成立試劑調度網絡
過期、失效的化學試劑的處理是世界性的難題。各實驗室可以合作成立區域性的試劑調度網,選擇一部分危害大,用量少,易失效的試劑進入網絡,實行實驗室間資源共享,盡量避免大批化學試劑失效,也可節約實驗成本。
3.3.4 加強地區中心實驗室的功能
現行的管理體制使各級行政部門都擁有各自小而全的實驗室,既浪費了大量資源,又不利于環境保護。應發揮地區中心實驗室的作用,集中部分項目,對社會開發。從而達到資源共享,相對降低實驗室污染物的排放,對污染相對大的實驗室有利于集中治理。
3.3.5 一些行之有效的清潔實驗行為的實例
•在滿足實驗要求的情況下,適當降低采樣量;
•不要購買暫時用不上的試劑;
•盡量利用可回收的試劑;
•應使用可降解的無磷洗滌劑;
•使用酒精溫度計從而避免水銀溫度計可能帶來的汞污染。
4 國內外實驗室污染治理的現狀
在國外,有專門的實驗室廢棄物處理站來集中收集處理。實驗室廢棄物集中處理站的管理規范、嚴格,安全環境保護意識極強。專門地點集中、專門房間、專門容器存放,專門人員管理,嚴格分區、分類,集中送特殊廢品處理場處理。各種廢棄物由各實驗室分類上交后,處理站要對交來廢棄物稱重后將信息存進計算機,再分類放到規定地方集中。例如,報廢放射源、廢機油、報廢化學試劑、化學合成“三廢物”、化學品廢棄容器等都分類存放。[6]
廢棄物集中處理站設計內容周密,設施完備先進,安全可靠。為防止集中后的地下滲漏二次污染,設計時將處理站地下全部用水泥整體澆注。危險化學品、放射源存放在專門房間,還有安全監控、排風系統。
廢棄物集中處理站的費用由政府每年的經費預算中列支。另一方面,可回收廢品被收購后所得資金則用于廢棄物集中處理站的進一步發展。
目前我國對實驗室的污染排放并沒有專門的規定,一般參照企業的污染排放標準。實驗室在建設或認可驗收時會對實驗室的廢棄物排放提出要求。如氣體實驗在通風處做,廢棄物由專門的環保公司回收等。由于實驗室污染種類齊全,情況復雜,多數項目產生的污染量較小,缺乏相應資金,操作起來存在著相當難度,給污染治理帶來一定困難。目前除少數一些環保意識強的實驗室,沒有直接排放廢棄物外,多數實驗室僅僅把環保放在口頭上,廢棄物回收協議簽在紙上,大量的廢棄物仍然直接排放。
由于實驗室大多數項目只是零星開展,各項目之間的工作頻次不均勻,廢棄物排放物規律,污染分散,這些也給環保部門監控帶來困難。一些環保措施的后處理沒有完善,如殘液缸滿后如何處理,都是一個棘手的問題。