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水體中的重金屬離子主要來源于選礦、冶煉、電鍍等領(lǐng)域。重金屬具有很高的毒性、非生物降解性、生物富集性以及不能參與人體代謝等特性，如果長期飲用即使含有極微量重金屬離子的水，也會(huì)導(dǎo)致重金屬在人體中的富集，從而產(chǎn)生一系列的毒理反應(yīng)，如腎衰竭、齟齒、肝功損壞、佝僂、神經(jīng)紊亂、腫瘤等，對(duì)人體造成不可逆轉(zhuǎn)的健康危害。因此，防治水體重金屬污染是保證人體健康的重要要素之一。

水體中重金屬離子的去除方法主要有化學(xué)沉淀法、電化學(xué)法、離子交換法、生物法、吸附法等。相對(duì)于其他方法，吸附法因具有原料來源廣泛、產(chǎn)品易得、設(shè)備操作簡單、效率高、選擇性高、回收利用率高、不易造成二次污染 等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。在吸附法中，吸附劑是去除重金屬離子的決定性因子。在眾多的吸附劑中，高分子材料以其具有的原料豐富、產(chǎn)品類型多變、功能官能團(tuán)含量高、易分離、易保存等特點(diǎn)而被廣泛使用，在水體重金屬離子的去除中占有重要地位。對(duì)此，筆者對(duì)各類高分子材料在水體重金屬離子去除中的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述。

背景技術(shù)

隨著城市化的進(jìn)程加快和工業(yè)的迅猛發(fā)展，重金屬排放導(dǎo)致的水環(huán)境污染日益嚴(yán)重。水 體中的重金屬因其不易分解、易遷移、且能夠經(jīng)食物鏈在生物體內(nèi)富集，從而污染環(huán)境、危 害生態(tài)，進(jìn)而威脅人類健康。近些年來，汞、鉻、鎘等重金屬污染事件引起了人類對(duì)重金屬 環(huán)境污染的高度重視。目前我國各大江河湖庫普遍受到不同程度的重金屬離子污染，化工工 業(yè)(如采礦、冶煉、鉛蓄電池、皮革及其制品、化學(xué)原料及其制品)排放的大量含有重金屬 離子(Cd，Cr，Cu，Ni，As，Pb，Zn，Hg)的污水是其源頭，迫切需要在排放前對(duì)這些重 金屬離子加以處理。

傳統(tǒng)的重金屬離子廢水處理的方法有吸附法、膜分離法、化學(xué)沉淀法、離子交換法和電 化學(xué)法等，這些方法均能在一定程度上凈化重金屬廢水，但是存在去除不徹底、成本高、操 作復(fù)雜，容易造成廢料后處理及二次污染問題等。例如吸附法只是簡單的物理分離重金屬， 而做不到將有毒重金屬離子轉(zhuǎn)換成無毒、低毒的重金屬離子，存在潛在的二次污染;而化學(xué) 法需要消耗大量的還原試劑，運(yùn)行費(fèi)用高，且會(huì)產(chǎn)生大量難以處理的污泥等問題。

光催化/光電催化技術(shù)能夠同時(shí)去除廢水中的金屬離子和有機(jī)污染物，得到無毒或毒性較 小的產(chǎn)物，具有低耗能，無毒化，選擇性好，常溫常壓，快速高效等優(yōu)點(diǎn)，有可能成為優(yōu)異 的重金屬離子處理技術(shù)。目前，利用光催化/光電催化技術(shù)去除廢水中重金屬離子的研究非常 少，而且光陽極主要是以TiO2為主的大量半導(dǎo)體光催化劑。但是，半導(dǎo)體光催化劑存在光譜 響應(yīng)范圍窄，光生電子-空穴利用率低等顯著缺點(diǎn)，使得其去除重金屬離子的效率十分低下。

處理方法

1.1化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是目前應(yīng)用最廣泛的重金屬廢水處理方法，因?yàn)樗僮骱唵巍⑻幚碣M(fèi)用相對(duì)便宜。在化學(xué)沉淀過程中，化學(xué)物質(zhì)與重金屬離子形成不溶性沉淀物。形成沉淀物可以通過沉淀或過濾與水分離，經(jīng)處理的水可達(dá)標(biāo)排放或重復(fù)利用。傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀處理方法主要包括氫氧化物沉淀、硫化物沉淀和鐵氧體沉淀。

1.1.1氫氧化物沉淀法

氫氧化物沉淀法是通過添加堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH值使重金屬離子生成難溶的氫氧化物而沉淀分離，該具有操作簡單、價(jià)格低廉、pH值易于控制等特點(diǎn)，是重金屬廢水處理中最常應(yīng)用的方法。氫氧化物沉淀法雖然得到了廣泛的應(yīng)用，但是在操作時(shí)還需要注意以下幾個(gè)方面：①中和沉淀后，廢水中若pH值高，需要中和處理后才可排放;②廢水中常常有多種重金屬共存，當(dāng)廢水中含有Zn、Pb、Sn、Al等兩性金屬時(shí)，pH值偏高，沉淀可能有再溶解傾向，因此要嚴(yán)格控制pH值，實(shí)行分段沉淀;③有些顆粒小，不易沉淀，則需加入絮凝劑輔助沉淀生成;④廢水中有些陰離子如：鹵素、氰根等有可能與重金屬形成絡(luò)合物，因此要在中和之前需經(jīng)過預(yù)處理。

1.1.2硫化物沉淀法

硫化物沉淀法是用硫化物(硫化鈉、硫化氫等)去除廢水中溶解性重金屬離子的一種有效方法。與氫氧化物沉淀法相比，硫化物沉淀法可以在相對(duì)低的pH值條件下(7~9之間)使金屬高度分離，處理后的廢水一般不用中和，形成的金屬硫化物具有易于脫水和穩(wěn)定等特點(diǎn)[4]。硫化物沉淀法也存在著一些缺點(diǎn)：①硫化物沉淀劑在酸性條件下易生成硫化氫氣體，產(chǎn)生二次污染;②硫化物沉淀物顆粒較小，易形成膠體，會(huì)對(duì)沉淀和過濾造成一定的不利影響。

1.1.3鐵氧體沉淀法

鐵氧體法處理重金屬廢水就是向廢水中投加鐵鹽，通過控制pH值、氧化、加熱等條件，使廢水中的重金屬離子與鐵鹽生成穩(wěn)定的鐵氧體共沉淀物，然后采用固液分離的手段，達(dá)到去除重金屬離子的目的。該法是日本NEC公司首先提出的，用于處理重金屬廢水及實(shí)驗(yàn)室污水的處理，得到較好的效果。鐵氧體共沉淀可一次去除廢水中多種重金屬離子，形成的沉淀顆粒大，容易分離，顆粒不返溶，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，而且形成的是一種優(yōu)良的半導(dǎo)體材料。但是這種方法在操作中需要加熱到70oC左右，并且在空氣中慢慢氧化，操作時(shí)間長，消耗能量多。