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腐殖酸修复重金属土壤污染现状

2017-10-11 02:44:16 100 编辑:admin 来源:本站
  重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属超标制品等人为因素所致。因人类活动导致环境中的重金属含量增加,超出正常范围,直接危害人体健康,并导致环境质量恶化。重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化,使有害性降低或解除。而重金属具有富集性,很难在环境中降解。目前中国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中,造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤引起严重的环境污染。金属有机化合物(如有机汞、有机铅、有机砷、有机锡等)比相应的金属无机化合物毒性要强得多;可溶态的金属又比颗粒态金属的毒性要大;六价铬比三价铬毒性要大等等。重金属不能被生物降解,但具有生物累积性,可以直接威胁高等生物包括人类。重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用,使它们失去活性,也可能在人体的某些器官中富集,如果超过人体所能耐受的限度,会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等,对人体会造成很大的危害。
  目前水中重金属的传统处理方法包括化学沉淀法、离子交换法、活性炭和硅胶吸附法以及膜分离法等,但这些方法操作费用和原料成本相对较高。另外有关专家指出,重金属对土壤的污染具有不可逆转性,已受污染土壤没有治理价值,只能调整种植品种来加以回避。因此,底泥土壤重金属污染问题日益受到人们的重视。
  腐植酸是自然环境中广泛存在的一类高分子物质。腐植酸的组分单元是由芳核连接成的结构单元,具有简单的酚羟基、醌基、羧基等官能团。结构单元之间以配位键结合成小颗粒,在化学结构上,相同的颗粒由弱键交联成同种聚合体。由于腐植酸含有多种功能基团,如羧基、醇羟基、酚羟基、羰基和甲氧基等,因此,具有很高的反应活性,如吸附作用、络合作用、氧化还原作用等,能够与环境中的金属离子、氧化物、矿物质、有机质以及有毒的活性污染物等发生相互作用。在酸性溶液中,腐植酸有与重金属离子形成强螯合物的能力,但当p H值在6以上时,形成腐殖酸盐,有比较强的溶解性,所以很难作为吸附剂使用。但是p H值下降,或形成不溶性腐植酸盐,可溶性腐植酸重新形成沉淀。因此,利用腐植酸除去水体或土壤中的重金属,首要解决的技术问题就是腐植酸溶解性的问题。
  现有技术中获得不溶性腐植酸的方法通常是:将可溶性的腐植酸置于马弗炉中,于330℃下加热1h使其快速脱水、脱羧,然后用2mol/L的CaCl2溶液浸泡2h。用1mol/L的硝酸钠溶液和一次蒸馏水反复洗涤,所得固体于80℃下干燥,获得不溶性腐植酸。这种处理方式,不适用于大规模的处理重金属污染土壤。一方面其以可溶性腐植酸为原料,原料比直接采用低阶煤的成本要高极多;另一方面,处理后的腐植酸中活性基团主要是酸根基团被破坏,但是比表面积会有所增加,主要依靠物理吸附对重金属进行吸附,在水体中,分子运动迁移更容易,物理吸附作用也能很好的完成对重金属的吸附

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