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废水中镉的处理方法十篇

发布时间:2024-04-25 22:36:01

废水中镉的处理方法篇1

铅冶炼企业80%以上为传统的火法冶炼工艺,原料铅精矿中的镉经过火法熔炼后,小部分以硫酸镉的形式进入到净化烟气的废水中,绝大部分被氧化为氧化镉,与氧化锌一起挥发,在烟道和烟气收尘设备中得到含镉的氧化锌烟尘。收尘得到的氧化锌烟尘一般含镉0.1%~1%,可采用湿法冶炼进行综合回收,含镉废水主要在炼锌系统的碱洗废水和生产泄漏废水中产生;净化烟气的废水一般含镉几十毫克/升,排入污水处理系统综合处理。锌冶炼企业80%以上为传统的湿法冶炼工艺,原料锌精矿和氧化锌烟尘中的镉经过硫酸浸出后,进入到硫酸锌溶液中,然后在溶液的一段净化时加锌粉还原,99%以上的镉被置换到铜镉渣中。镉主要在铜镉渣中以副产品的形式回收,首先采用酸浸铜镉渣,得到含镉10~60g/L的溶液,然后在溶液中加锌粉或锌板置换,得到海绵镉,压团后产出60%~75%的海绵镉饼。在整个工艺流程中,由于生产中存在泄漏现象,因此在铜镉渣处理段最容易产生含镉高的废水,可高达几g/L,浸出段也会产生含镉几百mg/L的废水。此外,在焙烧锌精矿和烟化法处理浸出渣时会有少量镉进入净化烟气的废水中,此废水排入污水处理系统综合处理。铅冶炼企业产出的含镉废水较少,含量低,在污水系统进行处理。锌冶炼企业产出的含镉废水较多,且含量高,必须从源头上加强管控,产出的高镉废水及时返回生产流程,二次综合回收镉,大幅度降低污水处理成本,金属镉也得到有效回收;产出的低镉废水不宜返回生产流程,需排放到污水系统处理。

2含镉废水处理技术

含镉废水的处理方法较多,但目前还没有比较完善的处理方法,大多数处于研究探索阶段。主要处理技术有:中和沉淀法、膜分离法、铁氧体法、吸附法、电解法、生物处理法、植物修复法、高分子重金属捕捉剂处理法等。

2.1中和沉淀法

中和沉淀法具有操作简单、经济实用等特点,在含镉废水处理中广泛应用,主要沉淀剂有石灰、氢氧化镁、聚合硫酸铁、硫化物、碳酸盐,向废水中投加沉淀剂后,会生成沉淀物Cd(oH)2、CdS、CdCo3,聚合硫酸铁主要起凝聚共同沉淀的作用。中和沉淀法能将废水中的镉离子脱除至0.2~2mg/L,但难以达到排放标准,因为有些阴离子容易与镉离子络合,使镉离子难沉淀。此外,pH值也影响沉淀效果,当pH=9时,脱除砷效果最好,但镉超标;当pH>10时,镉沉淀比较完全,但砷含量逐渐增大,出现返溶现象。中和沉淀法产出大量的沉淀渣,目前还不能综合回收利用其中的镉,一般将其堆放在危废渣场,长期堆存容易溶出,造成二次污染。

2.2膜分离法

膜分离法是利用一种特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过的方法,根据膜的种类、功能的不同,可分为超滤、渗透、反渗透、电渗析和液膜。许振良等采用3种单皮层聚醚酰亚胺中空纤维超滤膜,对重金属pb2+和Cd2+的脱除进行了胶束强化超滤研究,研究结果表明:镉和铅的截留率达到99.0%以上。王志忠等选用pSa和醋酸纤维素作反渗透膜,来处理硫酸镉溶液,结果镉的分离率可达97.72%~99.67%。mathilde等采取电渗析法处理含镉废水,镉的脱除率达70%。马铭等研究了三正辛胺-二甲苯支撑液膜体系中Cd2+的迁移特点,结果表明:此液膜体系对Cd2+有明显的富集作用。膜分离法处理含镉废水的优点为:分离效果好,耗能较低,一般能达标排放。但设计较难,投资和运行成本高,且产出的浓水含多种有害元素,不能排放,也难以综合回收。

2.3铁氧体法

铁氧体法是近年来根据湿法生产铁氧体的方法发展起来的,工艺条件为:在含镉废水中添加硫酸亚铁,铁添加量为镉量的2倍,调整pH值为8~12,加热至60~70℃,通压缩空气氧化30min,即可得到含镉离子的黑色铁氧体沉淀,处理后镉含量可降低至0.041mg/L,达到排放标准。此方法能一次脱除废水中的多种重金属离子,且生成颗粒大的沉淀,容易过滤,滤渣堆存不易返溶,一般不造成再次污染。但此方法需通蒸汽加热至60~70℃,能耗较大且需通压缩空气氧化,氧化时间长。

2.4吸附法

吸附法是利用多孔的固体吸附剂,使污水中的一种或多种污染物吸附在固体表面而被脱除的方法。目前可用的吸附剂有:活性炭、高炉矿渣、磺化煤、壳聚糖、沸石、海泡石、活性氧化铝、改性纤维、蛋壳、硅藻土、膨润土、硅基磷块盐、离子交换树脂等。这些吸附剂中,有物理吸附、化学吸附、交换吸附、混合吸附等,对镉的去除都有一定的效果,需配合深度净化系统处理后达标排放。但一般处理废水成本较高,应该从经济上考虑,探索研究廉价高效的吸附剂,如高炉矿渣、金属冶炼水淬渣、沸石、蛋壳等,提高实用价值。

2.5电解法

电解法是利用直流电进行氧化-还原反应,使得污染物在阳极被氧化,在阴极被还原成金属单质的方法。陈志荣介绍了新型的流化床电极技术,利用此方法除镉率可达98.0%,效果较理想。此外,采用高压脉冲电凝法电解电镀废水中的Cd2+,脱除率可达96%~99%。当处理高镉废水时不能达标排放,但可回收金属镉;当处理低镉废水时,可实现达标排放。电解法装置紧凑,占地面积小,投资省,易形成自动化,但电耗和可溶性阳极材料消耗大,副反应较多,电极易钝化。

2.6生物处理法

生物法处理重金属污水的研究始于20世纪80年代,目前国内外开始研究用淡水藻、海藻、真菌、细菌等生物来吸附处理含镉废水,在实验室取得较好效果,应用在工业上还需继续研究。生物处理法的优点:可以选择性脱除低浓度重金属离子,pH和温度条件限制小,投资省,运行费用不高,且可以综合回收有价金属。值得关注的是近年来中南大学柴立元等发明了一种生物制剂深度处理重金属废水的方法,该方法通过生物制剂配合-水解-脱钙-固液分离等过程,将废水中的铜、铅、锌、镉、砷、汞等重金属脱除,出水达到工业排放标准。该技术工艺流程短,能耗低,投资少,占地面积小,使废水回用率由50%左右提高到90%以上,在30多家大型重金属生产企业推广应用,年回用废水4000多万m3。

2.7植物修复法

植物修复法,是利用植物吸收废水中的镉离子,降低镉对环境的污染,是一种处理环境污染的新技术,具有成本低的优点。有研究表明,柳树吸收镉的能力非常强,利用此特点,可栽培柳树来修复镉污染的土壤。李华等的研究表明,剑兰是一种很有潜力的可用于Cd污染水体修复的耐性植物。申华等[23]研究了斯必兰、羽毛草和水芹3种水草对镉污染水体的修复能力,结果表明:这3种水草均能不同程度地去除废水中的镉,对镉的富集能力为:斯必兰>水芹>羽毛草。

2.8高分子重金属捕集剂处理法

近年来国际上已重点对高分子重金属捕集剂处理法进行研究和应用。高分子重金属捕集剂处理法利用捕集剂能与重金属离子反应生成不带电荷的稳定结构螯合物,生成沉淀时能将重金属离子高效脱除,适用于深度处理废水中的重金属离子。该方法的特点:产品耗量小、反应速度快、脱出效率高、离子选择性强等。但该方法研究应用时间短,市场上销售的产品种类繁多,捕集剂处理能力、应用范围也不同,没有统一的规范,影响了此产品在各行业废水处理中的推广应用。高分子重金属捕集剂的合成方法有:

1)含有螯合基的单体通过缩聚、加聚、逐步聚合、开环聚合等方法合成;

2)以天然的或合成的高分子为基体,通过化学改性方法在基体上接入具有金属螯合功能的官能团来合成。合成高分子重金属捕集剂主要为二硫代氨基甲酸及其盐类。季靓等研究了DtCs在不同环境条件的水体中对Cd2+的捕集性能:在镉浓度为lm-mol/L的溶液中,DtCS对镉的最大去除率能达到99.9%以上。改性天然高分子物质主要有淀粉、纤维素、甲壳素、壳聚糖、蛋白质、多肽类和木质素等,特点为:价格廉价,易生物降解,没有二次污染。天然高分子通常含有大量活性基团如羟基、羧基等,通过改性后的高分子捕集剂的性能明显优于合成的高分子捕集剂,目前为国内外科研人员的研究热点。黄建宏等研究了在一定pH和适当反应时间的条件下,壳聚糖能高效吸附Cu2+、Cd2+、pb2+、Zn2+等4种重金属离子,对于含镉0.005mol/L的溶液,镉脱出率可接近100%。

3结语

在当今环保要求日趋严格的情况下,我们结合企业的实际生产状况,以及现有的各种含镉废水处理方法,对铅锌冶炼企业的含镉废水提出了以下处理方案:

1)从源头上开始治理,将含镉量高的废水返回系统利用,达到事半功倍的效果。可节约大量废水处理成本,且将废水中的有价金属进行了综合回收。

2)传统方法处理的废水难以达标排放,因此需采取特殊手段处理,如将高分子重金属捕集剂处理法或生物制剂法引用到冶炼行业,此方法比较适合复杂废水的深度处理。此外,植物修复法、金属冶炼水淬渣吸附法具有成本低、效果好等特点,值得继续深入研究。

废水中镉的处理方法篇2

[关键词]镉污染;镉污染来源及危害;事故应急处理方法

中图分类号:Q958.116文献标识码:a文章编号:1009-914X(2015)12-0028-02

2004年6月初,楚雄市龙川江发生严重镉污染事件,楚雄水文站、智民桥、黑井等断面的总镉超标36.4倍;2005年12月15日北江韶关段出现严重镉监测浓度超标,高桥断面检测到镉浓度超标12倍多……到近期的广西龙江河镉污染,龙江河宜州拉浪码头前200米水质重金属超标80倍。现在大家都已经闻“镉”色变,这么频繁的镉污染事件给我们敲响警钟,在面对镉污染事件的时候,我们不能坐以待毙,要懂得怎么应对,怎么处理,怎么消除污染。针对重金属镉的污染治理上,我国研究人员与国际上许多研究人员都在进行相关的研究。本文就是在前人对含镉废水的各种处理方法研究的基础上,寻找出快速有效地应对镉污染事故的方法,做出的总结性概述。

1污染来源

镉是炼锌业的副产品,镉作为原料或催化剂用于生产电池、塑料、颜料和试剂、塑胶稳定剂;由于镉的抗腐蚀性及耐摩擦性,也是生产不锈钢、电镀以及制作雷达、电视机荧光屏等原料;还是制造原子核反应堆用控制棒的材料之一。随着电池工业的发展,镍镉电池以其优良的性能得到了广泛的应用,镍镉电池的生产在20世纪80年代中后期快速增长,在镉年产量不断增长的。同时,1981年镍镉电池用镉占镉消费量的23%。因此水体中镉的污染源主要来自铅锌矿、有色金属冶炼、电镀、玻璃、油漆颜料、纺织印染、照相、陶瓷和用镉作原料的化工厂等的排水。镉的废旧产品也会造成环境污染,如废镍镉电池。镉在水体方面的污染也较为严重。据有关资料表明,硫铁矿石制取硫酸和磷矿石制取磷肥时排出的废水中含镉较高,每升废水中镉的含量可达数十至数百微克。此外,大气中的铅锌矿以及其它有色金属的冶炼、燃烧、塑料制品的焚烧所形成的镉颗粒也可能进入水中污染水源,研究发现,若水源中镉的含量达到0.57-3.88mg/L时,下游水体中的鱼类就会受到严重污染,如水中氯化镉的含量为0.001mg/L时,就可使鲤鱼在8-18小时内死亡。另外,用镉作原料的触媒、颜料、塑料稳定剂、合成橡胶硫化剂、杀菌剂等排放的镉也可能对水体造成污染,导致饮用水中镉含量显著增加。

2镉对人体的危害

2.1对肾脏的影响吸收的镉主要通过肾脏经尿排出,当环境的镉长期暴露时,机体内最先出现的是尿镉的增加,研究资料显示,当尿中镉含量>2.5-5ug/g时,肾小管和肾功能的损伤都会有所变化。随着尿中镉含量的增多,肾皮质中尿蛋白和UnaG的不断升高,导致肾胞浆中总钙和非蛋白结合钙明显升高,说明镉对肾损伤时,细胞钙稳态受到了破坏,使肾功能发生异常,进而影响尿锌和镁排泄的增加。镉对肾脏的损害不仅表现在尿蛋白和UnaG的升高,而且还与mt的结合有关,有人认为当镉与mt结合后对肾脏功能产生的影响会比不与结合时损害大,而刘杰[3]等在用删除了mt的转基因动物慢性感染镉时发现,镉在不与mt结合时就能直接对肾脏造成损伤,而且比起结合时更严重。

2.2对骨骼的影响镉对组织的毒害作用是通过镉和钙竞争与钙调素(Cam)结合,干扰钙与Cam结合时所调控的生理生化体系,使Ca2+-atp酶和磷酸二酯酶活性受到抑制,影响细胞骨架,刺激动脉血管平滑肌细胞致使血压升高。十大公害病之一的“疼痛病”就是镉通过上述机制导致的,当以居住在镉污染20年以上的居民为调查对象时发现,该人群的前臂骨密度(BmD)随着尿镉(UCD)含量的增加而下降,而且镉污染区居民在脱离镉污染环境20年后,体内镉含量仍然处于较高水平,这样,下来的镉就加速了骨脱钙,致使骨密度下降,引发骨质疏松。

3污染事故应急处理方法

氢氧化镉是为高度稳定、难溶的物质。因此饮用水中的镉可以通过沉淀混凝过滤去除。强化混凝工艺通过采取一定措施,可以发挥混凝的最佳效果,而且这些药剂就在常规生产中使用,选择强化混凝作为应急处理技术,易于实现“平战结合”,具有简单易行、实用性强等特点。因此:

3.1对于微污染的水源水,投加碱调节pH值的方法处理

把pH值调到8.5~9.5之间时,能达到除镉和混凝沉淀的最佳效果。但若pH值大于9.5时,聚合氯化铝的混凝效果不好,出现反池的现象。采用投加生石灰,把pH值调到9.0左右进行中试。某水厂进行中试验中发现投加生石灰20mg/L,镉的去除率达75%。若上游的含镉源水到达,亦能保证出厂水水质符合国家标准。

该方法简单可行,除镉效果理想,而且对正常生产影响不大。并对两种加氯消毒方式进行比较试验后,发现二次加氯(反应前加氯,滤后加氯氨消毒)的消毒方式更简单。

3.2对于遭受大的突发性镉污染的水体,在水厂常规工艺的基础上,考察了化学沉淀技术对镉污染原水的应急处理效果

突发性污染时,镉主要以溶解态形式存在,所占比例在60%以上。通过氢氧化物沉淀法,具有除镉范围广、药剂来源广泛、不产生二次污染等优点,此类方法已经在广州北江镉污染事件中得以成功运用。当分别采用三氯化铁和聚合氯化铝为混凝剂时,分别将滤后水pH值控制在8.69和8.58以上,可有效去除超标50倍的镉污染物,且对镉的去除率随着pH值的提高而增大;在最大应急能力方面,将滤后水pH值分别控制在9.17和8.73以上,可分别有效去除超标500和80倍的镉污染物,使镉浓度降至国标限值以下。在混凝前pH值变化不大的情况下,投加聚合氯化铝的滤后水pH值的降低幅度要大于投加三氯化铁的。

3.3突发性重金属污染的应急处理方法

目前,针对突发性重金属污染事故的应急处理方法主要有化学沉淀及吸附法。

化学混凝沉淀技术是通过调整水厂混凝处理的pH值,使重金属污染物生成金属氢氧化物或碳酸盐等沉淀形式,再通过铝盐、铁盐等絮凝及沉淀去除。

2005年广东北江突发性镉污染事故应急处理中,科研人员通过首先把原水pH值调至9左右,使镉形成沉淀物,然后在弱碱性条件下进行混凝、沉淀、过滤处理,以矾花絮体吸附去除水中的镉;最后在滤池出水处加酸,把pH值调回至7.5~7.8,以满足生活饮用水的pH值要求。罗旺兴等的研究表明,高锰酸盐聚铝投加量为20mg/L,复合药剂(ppC)投加量为4mg/L,pH值为8,ppC在混凝前1min投加,此时锌的去除率在90%以上。谭丽红等的研究表明,当水体pH值为10.0,FeCl3投加量为25mg/L可使原水镍的质量浓度由0.226mg/L降为0.0187mg/L,达到《城市供水水质标准》(CJ/t20―2005)中对镍含量的要求。化学混凝沉淀法适合于水处理厂水中重金属的应急去除,但针对自然水体调节pH不太实际,向水体中添加酸碱会造成水体二次污染,加剧水污染的严重程度。混凝沉淀必须把污染水域隔离开来,混凝沉淀物的回收及混凝沉淀后水体的后续处理等都十分繁琐,对于流动水体,该方法的适用更加局限。

吸附法工艺简单、效果稳定,尤其适用于大流量低污染物含量的去除,成为应对重金属突发水污染事故首选的应急处理技术。王新刚等的研究表明,投加40mg/L的paC可使黄浦江超标5倍的镉降低为超标2倍以内,镉分别超标10,50和100倍时,投加50mg/L的paC,去除率分别为58%,38%和41%。吸附法成功处理了国内多起突发性重金属污染事故,但在自然水体中,吸附法除存在固定后去污效能降低、回收困难等问题外,吸附材料与重金属形成的絮凝物会沉在水底并随推移质和悬移质一起继续迁移,通过水中食物链成为二次污染源。

3.4后续长期生态恢复建设

突发性水污染事故发生后其对生态环境的影响是深远的,事故排放的污染物特别是有毒有机污染物、重金属等会残留在湖泊、河床上,对水体生态系统造成严重危害。因此,在污染事故得到控制后,还需要对遭受破坏的生态系统进行长期的恢复建设。

对于后期生态恢复,首先可采用工程措施如底泥疏浚、换水等将有污染物残留的水体及沉积物等介质清除干净以免残余的污染物继续对水生态系统造成危害,为生态恢复创造条件。同时,通过生物措施(植物、微生物及动物修复技术)来修复受污染物的水体及沉积物,逐步恢复破坏水生态系统的结构及功能,维持生态平衡。恢复的同时加强修复生物的监测及管理,避免难降解污染物通过食物链积累及放大。另外还应修编相关法律法规,便于理赔及杜绝事故再次发生,同时还应提高民众安全意识。

4结论

水是生命之源、生产之要、生态之基,自古以来,人类就是在水的滋养下生存和繁衍的,今后也将同样依赖于水资源而继续存在和发展。无论社会如何进步,时代如何发展,我们都不可以水环境的恶化为代价换取一时的经济发展,那将会造成人类无法承受的后果,也必将导致人类文明的毁灭。

参考文献

[1]杨智宽,韦进宝,编.污染控制化学.武汉大学出版社,2002,1∶388-401.

[2]崔福义,等.城市给水厂应对突发性水源水质污染技术措施的思考[J].给水排水,2006,32(7):7-9.

[3]蔡展航,等.镉污染源水处理的中试研究[J].水处理技术,2007,33(5):61-62.

[4]高中芳,等.镉污染源水的应急处理技术研究[J].给水排水,2009,25(11):86-88.

废水中镉的处理方法篇3

【关键词】工业废水,金属离子,测定

【中图分类号】X703【文献标识码】a【文章编号】1672-5158(2013)04-0212-01

随着城市和工业的不断发展,大量的城市生活污水和工业废水排放水体,造成了大自然的水污染;水污染物可分为无机污染物和有机污染物两大类。无机污染物主要指Hg、Cr、cu、zn、cd、ph、ni等金属的离子和F-、no-2等阴离子,一般它们具有毒性、不能被生物降解、能在生物体内积累,对生物产生很大的危害。然而,造成水体污染的原因很多,主要有;各种城市生活污水,工业生产排放的废水,农业灌溉排水,工业生产排放的烟尘被雨水淋洗或直接沉降而流入水体,雨水将地表上的废物冲刷、或使固体废物中有害物质溶解而流入水体等现象都对水体造成污染。其中,工业废水对水体环境的影响较大,化工、洗煤、制药、造纸、冶金、选矿等工业的排水会造成水体变色、变浊,使水体中悬浮物、重金属、氰、油、酚等污染因子超标。本文主要对工业废水中的金属离子测定进行了介绍。

水体中的金属元素有些是人体健康必须的常量元素和微量元素,有些是有害于人体健康的,如汞、铅、镉、铜、铬、锌、砷、钒、镍、钡等。受“三废”污染的地面水和工业污水中有害金属化合物的含量往往明显增加。有害物质侵入人体的肌体后,将会使某些酶失去活性而使人体出现不同程度的中毒症状。测定水体中金属元素广泛采用的方法有原子吸收分光光度法、分光光度法、容量法。主要离子的测定主要有以下几种。

1、汞的测定:汞及其化合物属于剧毒物质,无机盐中以氯化汞毒性最大,有机汞以甲基汞、乙基汞毒性最大。汞是唯一一个常温下呈液态的金属,易挥发进入人体呼吸道,亦可为皮肤吸收,造成汞中毒。水体中的微量汞可经食物链成百万倍的富集,引发“水俣病”。天然水中含汞极少,一般不超过0.1μg/L。我国饮用水标准限值为0.001mg/L。汞的最低检出浓度为2μg/L,测定上限40μg/L。方法适用于工业污水和受汞污染的地面水的监测。

测定方法:冷原子吸收法、双硫腙分光光度法

2、铅的测定

铅是可在人体和动植物组织中蓄积的有毒金属,其主要毒性效应是导致贫血、神经机能失调和肾损伤等。铅对水生生物的安全浓度为0.16mg/L。铅的主要污染源是蓄电池、冶炼、五金、机械、涂料和电镀工业等部门的排放污水。

测定方法:测定水体中铅的方法与测定镉的方法相同。广泛采用原子吸收分光光度法和双硫腙分光光度法,也可以用阳极溶出伏安法和示波极谱法。双硫腙分光光度法基于在pH8.5-9.5的氨性柠檬酸盐一氰化物的还原介质中,铅与双硫腙反应生成红色螯合物,用三氯甲烷(或四氯化碳)萃取后于510nm波长处比色测定。测定时,要特别注意器皿、试剂及去离子水是否含痕量铅,这是能否获得准确结果的关键。Bi3+、Sn2+等干扰测定,可预先在pH2--3时用双硫腙三氯甲烷溶萃取分离。为防止双硫腙被一些氧化物质如Fe3+等氧化,在氨性介质中加入了盐酸羟胺。

3、镉的测定:镉在浓度很低的情况下都具有很强的毒性,可在人体的肝、肾等组织中蓄积,造成各脏器组织的损坏,尤以对肾脏损害最为明显。还可以导致骨质疏松和软化。镉在土壤和岩石中的自然存在,通常情况下与锌及其化合物共存。绝大多数淡水的含镉量低于1μg/L,海水中镉的平均浓度为0.15μg/L_。镉的主要污染源是电镀、采矿、冶炼、染料、电池和化学工业等排放的污水。

测定方法:(测定镉、铜、铅、锌等元素时)直接火焰原子吸收分光光度法(适用于污水和受污染的水)萃取或离子交换法富集FaaS(适用于清洁水)石墨aaS储用于清洁水,其测定灵敏度高于前两种方法,但基体干扰较火焰原子化法严重)

a、直接吸入FaaS测定镉(铜、铅、锌)清洁水样可不经预处理直接测定;污染的地面水和污水需用硝酸或硝酸一高氯酸消解,并进行过滤、定容。定量分析方法:标准曲线法、标准加入法

B、双硫腙分光光度法

原理:方法基于在强碱性介质中,镉离子与双硫腙生成红色螯合物,用三氯甲烷萃取分离后,于518nm处测其吸光度,与标准溶液比较定量。干扰情况:水样中含铅20mg/L、锌30mg/L、铜40mg/L、锰和铁4mg/L,不干扰测定,镁离子浓度达20mg/L时,需多加酒石酸钾钠掩蔽。本方法适用于受镉污染的天然水和污水中镉的测定,测定前应对水样进行消解处理。

4、铬的测定

铬化合物的常见价态有Cr(Ⅲ)和Cr(w1),受水温、pH值、氧化还原物质、有机物等因素的影响,二者之间可以互相转化。铬的毒性与其存在价态有关。铬的工业污染源主要来自铬矿石加工、金属表面处理、皮革鞣制、印染。照相材料等行业的污水。铬是水质污染控制的一项重要指标。

(1)六价铬的测定在酸l生介质中,六价铬与二苯碳酰二肼(DpC)反应,生成紫红色络合物,于540nm波长处进行比色测定。本方法最低检出浓度0.004mg/L,使用10mm比色皿,测定上限为lmg/L。其测定要点如下:

对于清洁水样可直接测定对于色度不大的水样,可用以丙酮代替显色剂的空白水样作参比测定;对于浑浊、色度较深的水样,以氢氧化锌做共沉淀剂,调节溶液pH至8-9,此时Cr3+、Fe3+、Cu2+均形成沉淀被过滤除去;存在亚硫酸盐、二价铁等还原性物质和次氯酸盐等氧化性物质时,也应采取相应消除干扰措施。

(2)总铬的测定在酸性溶液中,首先,将水样中的三价铬用高锰酸钾氧化成六价铬,过量的高锰酸钾用亚硝酸钠分解,过量的亚硝酸钠用尿素分解;然后,加入二苯碳酰肼显色,于540nm处进行分光光度测定。其最低检出浓度同六价铬。清洁地面水可直接用高锰酸钾氧化后测定;水样中含大量有机物时,用硝酸一硫酸消解。硫酸亚铁铵滴定法:本法适用于总铬浓度大于img/L的污水。其原理为在酸性介质中,以银盐作催化剂,用过硫酸铵将三价铬氧化成六价铬。加少量氯化钠并煮沸,除去过量的过硫酸铵和反应中产生的氯气。以苯基代邻氨基苯甲酸作指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,至溶液呈亮绿色。

5、铜的测定

废水中镉的处理方法篇4

关键词:手机废旧电池;生态环境;回收利用

随着人们生活水平越来越好,生活质量越来高,各种电子产品进入到我们的生活中,手机已经成为人们必需的生活用品。科学技术的迅猛发展,用户群体的不断壮大,致使手机产品的更新换代随之加快,手机的款式、功能日新月异,这也意味着废旧手机电池正以成倍于手机的速度淘汰进入环境,而这些废弃物如果与生活垃圾一同处理,势必会给生态环境造成重大的潜在危害。

1废旧手机电池分类

最早的时候,手机电池是镍氢、镍镉蓄电池。近些年来,锂离子蓄电池的产量大幅提高,已成为目前手机电池的首选。

1.1镍镉电池镍镉电池

在手机发展初期,特别是20世纪90年代前期,占有较大比例。众所周知,镉有非常大的毒性,一旦摄入就会使人产生肺气肿、贫血和骨质改变。所以在20世纪末后镍镉电池逐步被淘汰。

1.2镍氢电池

相比于镍镉电池,镍氢电池的镉成份含量非常少,对环境造成的污染要略轻,但是镍中毒同样会引起呼吸系统的重大损害,严重者会出现神志模糊甚或昏迷状况,同时并发心肌梗塞,因此也被淘汰。

1.3锂离子电池

锂离子电池能量高,工作寿命长,储能密度最高,质量轻,并且不容易产生记忆效应,可以即充即用,方便快捷,充放电次数多达1000次以上。和镍镉,镍氢电池相比,它的污染是很小的。但随着锂离子电池的使用越来越广泛,大量废弃的锂离子电池带来的恶略的环境污染以及资源浪费的问题也愈来愈突出。

2废旧手机电池对生态环境的影响

2.1废旧手机电池对水和土壤的影响

由于锂离子电池中不含有汞、镉、铅等有毒的重金属,对环境的危害较小,因此,被人们认为是环保电池。但是,废旧锂离子电池的电解质及其转化产物,溶剂及其分解和水解产物,也都是有毒有害物质。电池的正极材料一旦进入环境,就会与环境中的其它物质产生水解、氧化、分解等方面的化学反应,以致于造成重金属污染、粉尘污染和碱污染。电池的电解质一旦进入生态环境,就会发生燃烧、分解、水解等化学反应,造成砷污染和氟污染。电池溶剂经过燃烧分解、水解等化学反应,接着产生乙醇、甲醛、乙醛、甲醇、甲酸等方面的小分子有机物,这些物质容易溶于水,很容易造成水源污染。而电池中的其它一些物质进入环境中会造成氟污染和有机物污染。因此,如果我们随手把废弃的手机电池一扔,必将会产生大量的电子垃圾,超过一定的范围就会严重污染水源和土地。

2.2废旧手机电池对植物的影响

废旧手机电池中的重金属进入土壤,土壤中过量的重金属元素就会对植物造成伤害,轻者影响植物生长,重则甚至会导致植物的死亡。重金属可以抑制植物种子萌发,土壤中重金属积累量越大,积累时间越长,对植物的抑制作用也会越大,主要表现为植株矮小,生长缓慢。

2.3废旧手机电池对人类自身的影响

对人类自身而言,如将废旧手机电池扔到生活垃圾中,随着生活垃圾一起“填埋”或者“焚烧”,渗出的重金属会通过地下水和土壤进入鱼、农作物,或者通过植物被牲畜食用,进而被人体吸收,长期饮用食用重金属污染过的水和食物,易使人类尤其是儿童患癌症和神经系统紊乱,还会引起骨质软化、骨骼变形,严重时造成自然骨折,以致死亡。

3废旧手机电池的回收和利用措施

3.1回收利用价值分析

就目前而言,废旧手机暂时还没有列入国家电子产品管理名录名册,而生产者的责任制度尚没有建立,因此,废旧手机电池生产企业、运营商都没有积极性,也没有责任做回收处理。没有资质的非法处理企业,往往会采用破坏性的处理方式来提取电池中的重金属,这样的话,必将对生态环境造成严重污染。所以,结合手机电池潜在的自身价值和电池对环境和人体自身的影响,一旦回收再利用废旧手机电池,将会有经济、社会和环境等三重价值。(1)经济效益分析其实,随着技术的日新月异,手机中可以被回收再利用的资源尤其是金属成分有很多,尤其是金属钴。钴是一种资源非常稀少的金属,并且价格非常昂贵。世界各国都非常重视钴的回收。如果科学合理地将其回收处理,使其资源得以再生利用,则有可能为国家和企业带来显著的经济效益。(2)环境效益分析从环境效益的角度来说,一是只要采用回收锂离子电池,再加以资源化利用和进行无害化处理,废旧手机的电池对环境的污染,其实完全可以得到有效控制,能够做到既可以节省能源,还能有效地改善生态环境。(3)社会效益分析废旧手机合理回收,减少废旧手机电池对环境的污染,提高人们的生活环境质量水平,采取措施满足社会大众对良好环境的迫切需求,真正做到提高人民的生活水平和质量。

3.2废旧手机电池回收再利用对策

在国外,有些国家建立了电子垃圾方面的处理厂,一般,这些处理工厂使用类似矿石冶炼的工艺,把废旧手机及其电池等电子垃圾加以粉碎、再分类后然后实现重新利用。而在我国,专业回收市场还不是很健全,并且缺乏一些真正有技术和相当规模的厂商。尤其是回收的废旧手机及其电池处理的非常不科学,甚至有的销售点,虽然设立了一些废旧电池回收箱或其他形式的回收点,但并没有得到真正的重视,很少有人往里面投放手机废旧电池或其他配件。根据调查,之所以出现类似于这种的局面或状况,主要还是大众对手机废旧电池的污染严重程度和再利用价值的宣传力度相当不够,没有使人们意识到问题的严重性。另外,回收装置的缺乏也必然给人们的投放造成诸多不便。有部分销售商通过其销售网点或售后维修网点,利用向消费者提供购买折扣和优惠券,或采取以旧换新、有偿回收的方式开展废旧手机的回收。但由于补偿力度不够,或回收点不是很多,以致回收效果不明显。因此,需要进一步建立高效回收机制。建议在每个社区设置手机废旧电池回收点,采用礼品换购或货币交易的形式,定期去往相关社区收集废旧手机及电池和相关配件,同时做到将回收的废旧手机电池和配件运往政府指定的电子垃圾加工再循环厂家进行资源循环再利用。政府部门推行建立相关的政策制度,加大宣传废旧手机电池的危害,提高人民的环保意识。

作者:刘林灏单位:河北辛集中学

参考文献:

[1]常静.废旧手机的回收利用及资源化管理对策[J].再生资源研究,2006(01):27.

[2]栗明宏,薛红雍,凯丽.废旧手机电池的回收再利用[J].中小企业管理与科技,2013(08):320.

废水中镉的处理方法篇5

世界地球日

富山县位于日本中部地区,在富饶的富山平原上,流淌着一条名叫“神通川”的河流。这条河贯穿富山平原,注入富山湾,不仅是居住在河流两岸人们世世代代的饮用水源,也灌溉着两岸肥沃的土地,使之成为日本主要粮食基地的命脉水源。

然而,谁也没有想到多年后,这条命脉水源竟成了“夺命”水源。

20世纪初期开始,人们发现该地区的水稻普遍生长不良。1931年又出现了一种怪病,患者大多是妇女,病症表现为腰、手、脚等关节疼痛。病症持续几年后,患者全身各部位会发生神经痛、骨痛现象,行动困难,甚至呼吸都会带来难以忍受的痛苦。到了患病后期,患者骨骼软化、萎缩,四肢弯曲,脊柱变形,骨质松脆,就连咳嗽都能引起骨折。患者不能进食,疼痛无比,常常大叫“痛死了!”“痛死了!”有的人因无法忍受痛苦而自杀。这种病由此得名为“骨癌病”或“痛痛病”(itai-itaiDisease)。

1946-1960年,日本医学界从事综合临床、病理、流行病学、动物实验和分析化学的人员经过长期研究后发现,“骨痛病”是由于神通川上游的神冈矿山废水引起的镉(Cd)中毒。

据记载,由于工业的发展,富山县神通川上游的神冈矿山从19世纪80年代成为日本铝矿、锌矿的生产基地。神通川流域从1913年开始炼锌,“骨痛病”正是由于炼锌厂排放的含镉废水污染了周围的耕地和水源而引起的。

废水中镉的处理方法篇6

环境问题的产生主要是由于人类对自然环境和生态环境的不合理利用和破坏,这种损坏环境的行为又是同人类对环境缺乏正确认识联系在一起的。随着科学技术的飞速发展和人民生活水平的不断提高,电池的应用范围也越来越广泛,用量也猛增不停,但随之而来的问题是大量废旧电池被随意丢弃,造成环境的严重污染,成为巨大的隐形公害。所以废旧电池的回收处理已成为当今环境问题的燃眉之急。因此,在化学教学中,结合相关教学内容对学生进行环境教育,提高学生环境保护意识,使他们正确认识环境和环境问题,培养学生改造和优化环境的能力具有重要的现实意义。

二、研究性学习的实施方法和途径

1、准备阶段

①组织研究小组。从高二级6个班中各抽选6人,分成6组,各组推选一人为组长,负责执笔书写小结及报告。

②确定研究的内容及目的:a、调查常用电池的种类,使用范围,性能,以及电池中氧化剂和还原剂。b、调查废旧电池是如何处理的。c、认识回收废旧电池的意义和价值。

2、实施阶段

①在教师的指导下,确定调查的途径和方法。a、查阅书报、杂志、资料、文献、上网等,获取相关知识。b、访问家庭、工厂、机关、学校、电池销售商、垃圾回收站等。c、设计调查表,应包含目的时间、地点、调查对象、调查人、建议等。d、完成调查记录,应包括常用电池的种类,使用范围,其中的氧化剂和还原剂、危害,对本地生态的影响,回收价值及回收情况等调查项目。

3、完成调查报告:活动结束,共收集到调查表12份,在教师指导下,各组对调查表的资料数据进行汇总,分类,完成调查报告6份。

4、交流与评价

评价是研究性学习活动中的重要环节,学生通过亲身实践,亲身体验了科学研究的全过程,教师应对学生在整个活动中的表现进行评价,评价可以从以下几方面实施。

①各组研究性学习活动过程中的积极性和主动性。②各组获取相关知识的途径和方法。③访问调查对象是否具有普遍性和代表性。④调查数据是否真实等。

三、结论及建议

(一)电池的种类。常用电池可分为干电池,蓄电池,锂电池以及燃料电池等。

(二)实用电池的特点:1、能产生稳定而具有较高电压的电流;2、完全,耐用且便于携带;3、能实用于特殊用途;4、使于回收处理,不污染环境或对环境产生的影响较小。

(三)废电池的危害

目前,无论是在马路上还是在居民生活区内,几乎经常可以看到被人们随手丢弃的废旧电池。今后,随着各种用电池做能源的电器设备的增加,这种现象恐怕会更多。废旧电池是一种很厉害的污染物,是破坏生态环境的杀手。由于使用分散,回收难以管理,废弃电池再生成本较大,加上目前还缺少科学、经济的处理方法和相应的法律保障强制废旧电池的回收,废弃电池一般均作为生活垃圾处理。据了解,一粒钮扣电池所含的汞能污染60万升水,相当于一个人一生的用水量;一节1号电池腐烂后渗出的汞会污染一立方米土壤,并使其永远不能生长植物。废电池的危害是持久的,无论是在大气中,还是深埋在地下,危害主要集中在其中含有的汞、镉、镍、铅等重金属上,造成对地下水、土壤的再污染;这些重金属通过各种途径进入体内很难排除。随着生物积累浓度越来越高,于是造成对肾脏、肝脏、神经系统、造血机制的损害,严重时会使人罹患"骨痛病"、精神失常甚至癌症,这就是所谓的重金属公害病。具体情况如下:

铅能使人体神经系统和消化系统出现不正常运作。如神经衰弱、手足麻木、消化不良、腹部绞痛、肾炎等以及能引起血液中毒和其它病变。

汞及其化合物毒性都很大,特别是汞的有机化合物毒性更大。人若食用0.1克汞就会中毒致死。当汞进入人体后,即集聚于肝、肾、大脑、心脏儿先天性汞中毒,或畸形,或痴呆。汞的毒性是积累性的,往往要几年或十几年才能反应出来。和骨髓等部位,造成神经性中毒和深部组织病变,有机汞还能进入胎盘,使胎

镉:镉是一种毒性很大的重金属,其化合物也大都属毒性物质。震惊世界的日本"痛痛痛"就是因镉污染而致。镉对人体组织和器官的毒害是多方面的,且治疗极为困难。因此,由于镉化合物具有程度不同的毒性,用任何方法从废水中除镉,只能改变其存在方式和转移其存在的位置,并不能消除其毒性。因此,镉废水的处理应尽量与回收利用结合。

铬酸、重铬酸及其盐类对人的粘模及皮肤有刺激和灼烧作用、并导致伤、接触性皮炎。这些化合物以蒸气或粉尘方式进入人体内,分布于肝、肾中,出现肝炎和肾炎病理。还会引中鼻中隔穿孔、肠胃疾患、白血球下降、类似哮喘的肺部病变。

(四)废电池的处理

目前世界上生活垃圾处理主要是卫生填埋、堆肥和焚烧三种方式,混入生活垃圾的废旧电池的危害作用还表现在以下四个过程中:

1.填埋。在填埋过程中,废旧电池内的重金属会通过渗滤作用逐渐扩散开去,将周围的水体和土壤污染。如果人类饮用了被污染的水或吃了出产于这些被污染的土壤的蔬果,那么重金属就会慢慢渗入到人的身体,严重的会诱发起多种病变,危害极大。

2.焚烧。废旧电池在高温下会腐蚀设备,其中某些重金属在燃烧炉中挥发到飞灰中,造成大气污染。焚烧炉底重金属的堆积,也会给产生的灰渣造成污染。

3.堆肥:废旧电池的重金属含量较高,会造成堆肥的质量下降。

4.再利用:将废旧电池回收再利用,一般采用反射炉火冶金法,工艺虽然容易掌握,但是回收率只有80%,其余的铅以气体和粉尘的形态出现,造成二次污染,直接危害操作人员的健康。

废水中镉的处理方法篇7

镉米之忧

镉是一种银白色有光泽的重金属,主要与锌石广、铅锌矿、铜铅锌矿等共生。在焙烧上述矿石及湿法取矿时,镉就被释放到废水废渣中。如果开矿过程及尾矿管理不当,这种重金属就会通过水源侵入土壤和农田,比核辐射进入土壤还难以消散,最后人们只能弃耕。

临床研究表明,镉一旦进入人体后不会自然消失,经过数年甚至数十年在肝肾部累积后,人体就会出现显著的镉中毒症状,表现为肾功能损坏,骨骼生长代谢受阻,从而引发骨骼病变。

目前,南京农大的一个科研团队在全国多个市场随机采购稻米,结果发现有10%的稻米镉含量超标。我国年产稻米近2亿吨,10%约为2000万吨,如此庞大的数字足以说明问题的严重性。

无独有偶,中国科学院地理科学与资源研究所环境修复研究中心的专家们多年致力于土壤污染与修复研究。他们基本认同南京农大科研组的数据,并认为我国南方是重金属污染的重灾区,而水稻又是最强的吸收镉的大宗谷类作物,故而导致了南方诸省大米的镉污染问题异常严峻。

他们根据多年大面积的调查估算,我国约有10%的耕地受到重金属污染,其中镉污染和砷污染的比例最大。以我国18亿亩耕地推算,被镉、砷等污染的土地近1.8亿亩,仅镉污染的土地也许就达到8000万亩左右。

令科学家们更为担忧的是,国家对受重金属污染的农田尚未有明确的种植规定,这些污染区多数仍在种植水稻。不仅如此,受污染的稻米还流向了市场。

无所不在的重金属魔影

除了镉以外,大米还存在其他重金属超标的问题。中国科学院地球化学所的科学家称,中国内陆居民摄入甲基汞的主要渠道是稻米,而非鱼类。众所周知,甲基汞是水俣病的致病元凶。

早在9年前,农业部稻米及制品质量监督检验测试中心曾对全国的稻米进行安全性抽检。结果显示,稻米中超标最严重的重金属是铅,超标率为28.4%;其次是镉,超标率为10.3%,这与南京农大的调查数据基本吻合。

浙江大学的一位专家在自己2009年的博士论文中分析:在浙江台州9个有电子废物拆解历史的自然村中,稻田土壤受镉、铜、锌复合污染的占了7个村。中国科学院地理科学与资源研究所的科研团队2008年的研究表明,湖南湘西铅锌矿区稻米铅、砷污染严重。

我国在1956年的时候开始倡导污水灌溉,1957年将其列入国家科研计划,1959年确立“变有害为无害、充分利用”的原则。之后,全国陆续形成五大污灌区:天津污灌区、北京污灌区、辽宁沈抚污灌区、山西污灌区、新疆石河子污灌区。天津是北京排污的必经之地,所以天津农田的重金属污染问题一直比较严重。

上世纪90年代中后期,天津市农业环境保护管理监测站的研究人员从三个重金属污染相对严重的污灌片区采集大白菜、韭菜、芹菜、黄瓜等样品进行检测,结果发现在大白菜中,有43%汞超标,有23%镉超标,这说明污灌区蔬菜中重金属已经威胁到人们的健康。而土壤调查结果表明,施用城市垃圾肥的土壤,有5种重金属含量超标,其中汞达到背景值的30多倍;而污灌区土壤的情况更糟,8种重金属含量全部超标,其中镉超出10倍,汞超出更多。

1997年,农业部环境保护所对24个省市的320个污染区的农产品进行调查,发现小麦、玉米的重金属超标率分别为15.5%和14%,污灌区更突出,有的地区小麦重金属超标率为27%。这也使得农产品出口因重金属超标而被退货的事屡屡发生,造成的损失高达数十亿美元。

污水灌溉是以色列人发明的,它本身没有错,直至今日以色列及欧美发达国家仍然这么做,但他们这么做的前提是先将污水进行处理,使重金属等有害物质的含量都能达标。而我们是否也做到了呢?

一次污染,毒存千年

重金属随污水进入土壤后,不易转移也不易被微生物分解。目前的处理办法有:利用超富集植物吸收并将重金属转移出土壤,或利用土壤修复剂稳定重金属,或利用表面活性剂清洗土壤。不过,这些仍处于试验阶段,加上治理费用昂贵等因素,真正用于大面积土壤改造的成熟方法几乎没有。

据农科院的专家介绍,重金属一旦进入农作物,就会深深嵌入细胞之内,无论是浸泡、冲洗、蒸煮、煎炒,都无法将其减少或剔除。而它们通过食物潜入人体后,就会嵌入人的组织细胞,一样不易排出或者分解。随着毒素的积累,人们就会患上各种难以医治的顽固疾病。

铅,直接伤害脑细胞,特别是胎儿的神经系统,可造成先天智力低下。汞,食入后直接沉入肝脏,对大脑、神经、视力破坏极大;镉进入人体多年后,可引起骨痛等症,严重时会引发可怕的“痛痛病”,患者的骨头如针扎般剧痛。

6年前,江苏省环境监测中心对省内四大湖泊水产养殖区及近海水域水产品质量进行调查,约有四成样品的镉、铅、汞等重金属含量超标,其中27%受到中度乃至重度污染。2009年,辽宁试行“出贝类被国内检测机构检出贝类毒素和重金属超标调查处理工作程序”。

曾有一位广东畜牧师向食品药品管理机构反映,猪饲料中的重金属严重超标,致使猪肉残留重金属问题严重。一些地方甚至将电镀废弃物产生的硫酸铜加入猪饲料中,这种硫酸铜的安全性无人监测,但毫无疑问,里面的很多有害物质最终会随猪肉一起端上我们的餐桌。

我国几乎没有关于重金属污染土地的种植规范,大量被污染土地仍在生产水稻和蔬菜。有一半以上的种植者尚不知重金属为何物。

面对如此严峻的形势,除了提升种植者对重金属污染的认识,有关部门也应制定相应的政策防治污染。

链接

废水中镉的处理方法篇8

我对这件事提出自己的看法:请不要乱扔废旧电池

电池是我们日常生活中用得最广泛的商品之一,我们用的计算器、录音机、随身听、闹钟等商品都要用到电池,可是谁又能想到,废旧电池是会对人类有伤害作用的。

废电池对人类有多大的伤害呢?据有关资料显示:电池中含有大量的重金属,如汞、铅、镉、锌、锰等。据专家测试,一粒纽扣大小的废电池能污染600立方米水。一节一号电池烂在地里,能使一平方米的土地失去利用价值。你们看看,乱扔电池的危害竟有那么大!废旧电池如果与生活垃圾混合处理,电池腐烂后,其中的汞、镉、铅、镍等重金属溶出污染地下水和土壤,再渗透进入鱼类、农作物中,破坏人类的生存环境,威胁人类的健康。人如果汞中毒,会患中枢神经疾病,死亡率高达40%;废旧电池中的镉元素,则被定为致癌物质。

废电池的危害那么大,如果把废电池埋起来或焚烧,会怎么样呢?

如果将废旧电池填埋到土中,电池中的金属进入渗滤液的量很小,很难从具有天然粘土衬层的填埋场中渗入到环境中。如果填埋过程符合安全标准,其中重金属不会对环境造成大的危害。

如果将废电池烧掉,部分重金属在高温时易挥发,焚烧后部分成为底灰、部分则受热气化挥发而被烟气带走,遇冷空气后凝结成为均匀小粒状物汞、镉和铅更易于富集在飞灰中。

废水中镉的处理方法篇9

关键词:硅;烤烟;镉含量

中图分类号:S572文献标识码:aDoi编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2017.06.006

abstract:inordertoimprovethesafetyofflue-curedtobacco,theeffectsofsilicon-basedcompoundfertilizersoncadmiumcontentindifferentpartsofflue-curedtobaccowerestudied.theresultsshowedthatsilicon-basedcompoundfertilizercouldsignificantlyreducethecadmiumcontentinflue-curedtobaccoandtheeffectof1.33mg・kg-1waspreferably.thehighestcadmiumcontentoftobaccoroot,tobaccostemandtobaccoleavesdecreasedby27.66%,31.75%and55.58%respectively.

Keywords:silicon;flue-curedtobacco;cadmiumcontent

镉在自然土壤中含量较低,一般不会对人类产生危害[1],但随着人类社会城市化与工业化的推进,各种生产活动中产生的重金属镉通过污水、废气以及固体废弃物等在土壤中不断累积[2],对土壤生态系统产生了不可逆的影响[3],并通过食物链等方式进入人体,对生命健康造成长期危害[4]。

烟草对镉具有很强的富集性[5],镉在烟草中累积过量时会抑制细胞伸长,破坏光合色素的合成并抑制酶的活性,从而影响烟株的正常生长与干物质的积累[6]。硅肥硅钝化土壤中Cd的主要原理是可溶性硅酸盐水解生成oH―,提高土壤pH值,改变镉的存在形态[7],提高有机质和胶体等大分子化合物对Cd2+的吸附作用,而且水解生成的硅酸还能和al2+生成硅酸铝盐,通过共价键和配位键对Cd2+进行专性吸附[8]。此外,硅还能通过在植株内累积而阻碍镉向上迁移,通过生化作用降低镉的活性等[9-10]。

本试验研究了添加硅基复合肥后烤烟根、茎、叶中的镉含量变化情况,旨在探讨硅基复合肥对烤烟中各部位镉含量的影响及其最适用量,以期为降低烤烟镉含量、提高烤烟原料安全性提供科学依据和实践基础。

1材料和方法

1.1材料

供试硅基复合肥为缓释性肥料,由湖南农业大学耕地重金属钝化螯合实验室提供,主要成分为硅酸盐、碳酸钙和氧化钙等。供试烤烟为K326,种子由中南烟草试验站提供。供试土壤取自湖南农业大学耘园,基本理化性质如表1所示。

1.2试验设计

本试验为盆栽试验,在湖南农业大学耘园内进行。

将供试土壤风干、碾碎、过筛后,将四水硝酸镉(Cdn2o6・4H2o)水溶液均匀喷施,每公斤土壤添加2mg外源镉,老化两周后撒施硅基肥料,搅拌均匀后装盆,每盆10kg。硅基复合肥施用量设4个水平:a0是对照组,为0mg・kg-1,a1为0.66mg・kg-1,a2为1.33mg・kg-1,a3为2.00mg・kg-1。日常管理按“优质烤烟生产技术规范”执行,所用肥料为烟草专用复合肥,n∶p2o5∶K2o为8∶11∶11,按田间每公顷施氮量为90kg计。

1.3样品采集与检测方法

分别于烤烟生长的团棵期、旺长期和成熟期在各盆栽小区选取长势一致且具有代表性的烟株连根带茎整株采集,每个小^每次采集3组样本,烘干粉碎后供检测备用。

烟样采用Hno3-HCl-HF法消解,具体步骤为:称取0.10g烟样于消解管中,分别加入5mLHno3、1mLHCl和1mLHF,放入烘箱加热消解。消解完毕后,待消解管冷却后取出,加热除去HF,将消解液转移至50mL容量瓶中,用超纯水定容然后过滤到10mL离心管中,最后用iCp-mS检测。

2结果与分析

2.1硅基复合肥对烤烟根系镉含量的影响

由图1可知:在团棵期,随着硅基复合肥施用量的增加,烤烟根系镉含量显著降低,各施用量间的差异性均达到显著水平,施用量为a1、a2和a3时,分别比对照降低10.39%,20.77%,32.95%;旺长期时,根系镉含量随着硅基复合肥用量的提高,呈先降低后升高的趋势,各处理的关系为a0>a1>a3>a2,a2处理与对照之间差异性显著,与对照相比,a1降低10.65%,a2降低27.66%,a3降低16.64%;成熟期时,各处理间表现为a0>a1>a2>a3,a0显著高于a2和a3,a1、a2和a3分别比对照降低6.15%,20.77%,22.69%;随着生育期的推进,对照处理根系镉含量在旺长期降幅达61.68%,成熟期则较为平稳,添加硅基复合肥后根系镉含量的总体变化趋势不变,但a1和a2镉含量处理在成熟期略有回升。

2.2硅基复合肥对烤烟茎部镉含量的影响

由图2可知:硅基复合肥能降低烟茎镉含量,且随着施用量的增加,茎部镉含量在团棵期和旺长期呈逐渐降低的趋势,在成熟期呈先降低后升高的趋势;在团棵期时,各处理间差异性均达到显著水平,a1、a2和a3分别比对照降低11.39%,20.94%,29.76%;在旺长期时,a0和a1显著高于a2和a3,a0与a1、a2与a3之间无显著性差异,与对照相比,a1降低8.75%,31.78%,38.34%;在成熟期,a1、a2和a3均显著低于对照,分别比对照降低16.26%,31.75%,25.15%;烟茎镉含量随生育期总体呈推进逐渐降低的趋势,且在旺长期降幅较大,成熟期趋于平稳,其中a3处理的镉含量在成熟期略有回升。

2.3硅基复合肥对烤烟烟叶镉含量的影响

由图3可知:添加硅基复合肥后烟叶镉含量显著降低,在团棵期表现为a0>a1>a3>a2,除a2与a3外各处理间均存在显著性差异,与对照相比,a1降低20.34%,52.81%,46.32%;旺长期时,烟叶镉含量随硅基复合肥施用量增加而显著降低,a1、a2和a3分别比对照降低16.05%,48.11%和57.64%;成熟期时各处理之间的关系与团棵期相同,与对照相比,a1、a2和a3分别降低37.17%,55.58%和48.78%;烟叶镉含量随生育期推进的变化趋势与茎部和根部类似,在成熟期,a0和a3有所回升。

3结论与讨论

通过试验结果可以看出,添加硅基复合肥能有效降低烤烟各部位的镉含量,其中根部镉含量在团棵期降幅最大,茎部镉含量在旺长期总体降幅最大,叶部则是成熟期降幅最大,总体上与烟株各部位快速生长时期契合,其原因是硅素对烟株生长的促进作用导致各部位生物量持续增加,镉含量由于稀释效应不断降低[11]。此外,0.66mg・kg-1的施用量在生育中后期对根部和茎部的降镉效果不再显著,出现后劲不足的表现,而2.00mg・kg-1处理下的烟株,其根部、茎部和叶部镉含量均出现小幅回升的情况,降镉效果不稳定,其原因有待进一步探究。1.33mg・kg-1施用量下烟株各部位镉含量显著降低且效果稳定,适合生产使用。为在实际大田生产中推广使用硅基复合肥,还需进一步研究其对烤烟产质量的影响,并且长期追踪,确保对土壤安全性无长期副作用。

参考文献:

[1]靳克林.河南省濮阳市部分地区土壤中铅、镉污染现状分析[J].医药论坛杂志,2012(10):59-60.

[2]周微,银小兵,王龙.植物对土壤石油污染的修复作用[J].现代农业科技,2016(10):182-182.

[3]薛庆锋.土壤复合污染体系中重金属的行为研究[D].杭州:浙江大学,2008.

[4]芦炳炎.磁性微生物复合材料的制浼捌涠运体中重金属吸附效果[D].湘潭:湘潭大学,2014.

[5]张成尧.主要植烟土壤中烟草镉生物有效性及影响因素研究[D].北京:中国农业科学院,2013.

[6]薛永,王苑螈,姚泉洪,等.植物对土壤重金属镉抗性的研究进展[J].生态环境学报,2014(3):528-534.

[7]张曦.四种土壤调理剂对镉铅形态及生物效应的影响[D].北京:中国农业科学院,2012.

[8]韩新燕.纳米硅酸盐添加剂(CDaa)吸附饲料镉的研究[D].杭州:浙江大学,2004.

[9]刘冬.硅对植烟土壤中镉形态、烤烟镉积累的影响[D].贵阳:贵州大学,2015.

废水中镉的处理方法篇10

关键词:化学实验室;废液;处理与回收

工厂、科研单位和高等院校进行的化学实验越来越普遍,范围也越来越广,化学实验室所产生的废液其特点是:数量少,种类多,组成经常变化,这种未经处理的实验室废水可能经过长期的生物蓄积作用,大多具有“三致”(致癌、致畸、致突变)效应和遗传性,最终导致破坏植物的生长和危及动物和人的生命,形成“蝴蝶效应”。因此,在实验室工作的化学工作者必须以高度的责任心,认真的科学态度,自觉地采取正确的措施对实验室废液进行处理利用,创建绿色实验室。

一、化学实验废液处理的一般原则

化学实验过程中的废液,其中大多含有不同量的有毒有害物质,有些甚至是剧毒物和致癌物。如果不经处理就直接排入下水道,将会污染环境,损害人体健康,造成公害,因此尽管化学实验过程产生的废液具有产量少、成份复杂、间歇性强的特点,必须经过适当的处理后才能达标排放,为此我们确定如下处理废液的原则。

(一)分类收集、贮存、集中处理排放

实验室有机废液与无机废液应统一收集于高密度聚乙烯材质的密闭桶中。废液在桶内应保证不被渗漏,禁止混合贮存,以免发生剧烈化学反应而造成事故,防止挥发性气体逸出而污染环境。存放地点应选择能保证废弃物不受自然力,包括风、雨等破坏的地点。贮存容器必须贴上标签,注明种类,贮存时间,存放时间不宜太长。用于回收的废液应分别用洁净的容器盛装,同类废液浓度高的应集中贮存,以便回收。浓度低的经处理达标即可排放。

(二)废液的处理方法简单易操作

化学实验废液的处理是基础化学实验的组成部分,所以处理方法必须简单易操作,针对实验废液,主要采用直接稀释、化学处理、回收利用等方法来处理废液。

1、直接稀释法。适用于浓度较低的酸碱类废液或浓度略高于《污水综合排放标准》中规定的二级标准的废液,可用此法。

2、化学处理法。含剧毒强腐蚀性物质的废液,污染物浓度远远高于《污水综合排放标准》中规定的二级标准的废液,可采用此法。多适用于无机废酸、废碱的处理。

3、回收利用法。对有机废液的处理多采用蒸馏回收利用的方法。

二、化学实验室废液的处理方法

(一)酸性、碱性废液处理方法

无机酸、碱废液通常含有盐酸、硝酸、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等,不可以排放,否则会使水中pH值小于6.0或大于9.0时,水中的生物生长会受到抑制,致使水体自净能力受到阻碍,生物物种变异及鱼类减少甚至死亡。水质的pH值过低,对管道设施会造成腐蚀。对于这类废液,一般是在清洗玻璃仪器时所产生的,因为大量水清洗,浓度很低,经中和后可以直接排放。浓度高时,平时可以分别贮存,定期混合中和处理,使其pH值在6.0-9.0之间,达到排放标准,直接排放,这样,即处理了废液,又做到以废治废。

(二)含汞废液的处理

汞及其化合物属剧毒金属,通过皮肤接触汞或汞化合物,可引起汞中毒,金属汞在人体中还可以长期积累,给人类健康带来危害。

处理含汞废液可先调pH值至8~10,加入过量na2S,使其生成HgS沉淀,再加入硫酸亚铁沉淀过量的na2S,生成的硫化铁吸附悬浮在水中难以沉降的硫化汞微粒而沉淀,静置后,分离或离心过滤,清液可排放,残渣可以用焙烧法来回收汞或制成汞盐。注意加入硫化钠的量,否则生成[HgS2]2-络合离子而易溶。

(三)含铅、镉废液的处理

铅、镉废液由呼吸道或消化道进入人体,容易造成积累性中毒,对人体危害很大。废液中铅最高允许排放浓度1.0mg/L,废液中镉最高允许排放浓度0.1mg/L。

镉在pH值高的溶液中能沉淀下来,对含铅废液的处理通常也采用混凝沉淀法、中和沉淀法。因此可向废液中加碱或石灰乳,将废液的pH值调到8~10,使废液中的pb2+、Cd2+生成氢氧化铅和氢氧化镉沉淀,加入硫酸亚铁作为共沉淀剂,清液可排放,沉淀物与其它无机物混合,进行烧结处理。

(四)含砷废液的处理

在含砷废液中加入氧化钙,调节并控制pH值为8,生成砷酸钙和亚砷酸钙沉淀。有Fe3+存在时可起共沉淀作用。也可将含砷废液pH值调至10以上,加入硫化钠与砷反应生成难溶、低毒的硫化物沉淀。能产生少量含砷气体的实验,应在通风橱中进行,使有毒气体能够及时排出室外,避免污染实验室环境。

(五)含氰废液的处理

氰化物及其衍生物都是剧毒的,氰化物最高允许排放浓度为0.5mg/L,中毒途径有皮肤吸收,伤口侵入或经呼吸系统进入人体,因此,处理时必须十分谨慎,在通风橱内进行。

三、化学实验废液中有用物质的回收与提纯

实验用剩的标准物质、清洗玻璃分析仪器的铬酸洗液和实验用过的有机溶剂,一般毒性大、难处理,从保护环境和节约资源来看,应该采取积极措施回收利用。回收有机溶剂通常先在分液漏斗中洗涤,将洗涤后的有机溶剂进行蒸馏处理加以精制、纯化。所得有机溶剂纯度较高,可供实验重复使用。整个回收过程应在通风橱中进行。为准确掌握蒸馏温度,测量蒸馏温度用的温度计正确安装在蒸馏瓶内,其水银球的上缘应和蒸馏瓶支管口的下缘处于同一水平,蒸馏过程中使水银球完全为蒸汽包围[7]。