⑴ 地下水中的砷主要是以陽離子形態存在還是陰離子
地下水中的砷主要是以陽離子形態存在還是陰離子
膠體實際可以分為溶膠(氫氧化鐵膠體,硫化砷膠體),大分子溶液(橡膠,蛋白質,澱粉溶於水或其他溶劑),締合膠體(以表面活性劑包覆非水相物質的水溶液)等。他們實際上並不屬於原子,分子,或離子水平的物質,拿氫氧化鐵膠體為例,它屬於溶膠的一種,其寫法
{【Fe(OH)3】m·nFeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl-
*以上結構式除(n-x)外,其餘+,-號均表示電荷量,應擺在右上角
以上稱作膠束;{【Fe(OH)3】m·nFeO+·(n-x)Cl-}x+稱為膠粒;【Fe(OH)3】m稱為膠核
由此可知,膠粒實際上是以離子,分子或極小的其他微粒為中心膠核,結合其他微粒形成的一個大微粒,,即使上文所說大分子溶液也是如此,它不是分子,更不是離子,而是一種復雜得多的物質,是各種粒子之間以靜電力相結合的粒子集團作為分散相的分散體系
⑵ 砷污染的主要原因
1.1 隨著大氣沉降進入土壤的重金屬
1.2 隨污水進入土壤的重金屬
1.3 隨固體廢棄物進入土壤的重金屬
1.4 隨農用物資進入土壤的重金屬
⑶ 砷在環境中存在的主要化學形態有哪些
砷,符號As,
原子序數
33。舊名「砒」。有灰、黃、黑褐三種
同素異形體
,具有
金屬性
。
原子量
74.92,比重5.73(14℃),熔點814℃,615℃時升華。不溶於水,溶於硝酸和
王水
。在潮濕空氣中易被氧化。主要以硫化物礦的形式(如雄黃As2S2,雌黃As2S3等)存在於自然界。
⑷ 污水處理中微生物活性時好時壞,是何原因
影響微生物活性的關鍵因素
1、營養物質的比例B:N:P。另外還需要一些微量元素,如鐵、鋅、錳等。
2、溫度50~70;-5~0;是微生物無法適應,直接死亡的危險溫度。處理污水的各類微生物適宜在20~35。
在適宜的溫度范圍內,溫度越高,微生物的活性越強,處理效果也越好;反之則相反。
3、pH水解酸化微生物可在PH3.5—10范圍內生存,最佳為:5.5--6.5。硝化微生物在PH8—9范圍內最強,小於6.5要加鹼;
反硝化微生物在PH8—9范圍內能進行正常反應,最佳是在6.5—8的范圍內,小於6.5時要加鹼;
除磷微生物在6.5—8內能正常進行,如小於6.5時要加鹼。一般應將PH控制在6.5—8或6.5—9的范圍內。
4、有毒有害物質
毒 物 抑制濃度 毒 物 抑制濃度 鋁 15--26 鉛 0.1 氨 480 錳 10 砷 0.1 鎂
硼(硼酸鹽) 0.05--100 汞 0.1—5 鎘 10--100 鎳 1—2.5 鈣 25 00 銀 5 三價鉻 1--10 硫酸鹽 3000 銅 1 鋅 0.08--10 鐵 1000 酚 200
其他有重金屬毒物質的毒性影響及排放企業
氰化物(CN):氰化物是劇毒物質,急性中毒時抑制細胞呼吸,造成人體組織嚴重缺氧,對人的經口致死量為0.05-0.12g。
排放含氰廢水的工業主要有電鍍、焦爐和高爐的煤氣洗滌,金、銀選礦和某些化工企業等,含氰濃度約為20—79mg/L之間。
氰化物在水中的存在形式有無機氰(如氰氫酸HCN、氰酸鹽CN—)及有機氰化物(稱為腈,如丙烯腈C2H3CN)。我國飲用水標准規定,氰化物含量不得超過0.05mg/L,農業灌溉水質標准規定為不大於0.5mg/L。
砷(As):砷是對人體毒性作用比較嚴重的有毒物質之一。砷化物在污水中存在形式有無機砷化物(如亞砷酸鹽As02,砷酸鹽As03—4)以及有機砷(如三甲基砷)。
三價砷的毒性遠高於五價砷,對人體來說,亞砷酸鹽的毒性作用比砷酸鹽大60倍,因為亞砷酸鹽能夠和蛋白質中的硫反應,而三甲基砷的毒性比亞砷酸鹽更大。
砷也是累積性中毒的毒物,當飲水中砷含量大於0.05mg/L時就會導致累積。近年來發現砷還是致癌元素(主要是皮膚癌)。
工業中排放含砷廢水的有:化工、有色冶金、煉焦、火電、造紙、皮革、等行業。其中以冶金、化工排放砷含量較高。我國飲用水標准規定,砷含量不應大於0.04mg/L,農田灌溉標準是不高於0.05mg/L,漁業用水不超過0.1mg/L。
重金屬:重金屬指原子序數在21-83之間的金屬或相對密度大於4的金屬,其中汞(Hg)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、鉛(Pd)毒性最大,危害也最大。
汞(Hg):汞是重的污染物質,也是對人體毒害作用比較嚴重的物質。汞是累積性毒物,無機汞進入人體後隨血液分布全身組織,在血液中遇氯化鈉生成二價汞鹽累積在肝、腎和腦中,在達到一定濃度後毒性發作,其毒理主要是汞離子與酶蛋白的硫結合,抑制多種酶的活性,使細胞的正常代謝發生障礙。
甲基汞是無機汞在厭氧微生物的作用下轉化而成的。甲基汞在體內約有15%的累積在腦內,侵入中樞神經系統,破壞神經系統功能。
我國飲用水、農田灌溉水都要求汞的含量不得超過0.001mg/L,漁業用水要求更為嚴格,不得超過0.0005mg/L。
排放含汞廢水的主要有:含汞廢水排放量較大的是氯鹼工業,因其在工藝上以金屬汞作流動陰電極,以製成氯氣和苛性鈉,有大量的汞殘留在廢水鹽水中。
聚氯乙烯、乙醛、醋酸乙烯的合成工業均以汞作催化劑,因此上述工業廢水中含有一定數量的汞。此外,在儀表和電氣工業中也常使用金屬汞,因此也排放含汞廢水。
鎘(Cd):鎘也是一種比較廣泛的污染物質。鎘是一種典型的累積富集型毒物,主要累積在腎臟和骨骼中,引起腎功能失調。骨質中鈣被鎘所取代,使骨質軟化,造成自然骨折,疼痛難忍。這種病潛伏期長,短則10年,長則30年,發病後很難治療。
每人每日允許攝入的鎘量為0.057-0.071 mg。我國飲用水標准規定:鎘的含量不得大於0.01 mg/L,農業用水下漁業用水標准則規定要小於0.005 mg/L。鎘主要來自采礦、冶金、電鍍、玻璃、陶瓷、塑料等生產部門的廢水。
鉻(Cr):鉻也是一種較普遍的污染物。鉻在水中以六價和三價二種形態存在,三價鉻的毒性低,作為污染物質所指的是六價鉻。人體大量攝入能夠引起急性中毒,長期少量攝入也能引起慢性中毒。
六價鉻是衛生標准中的重要指標,飲用水中的濃度不得超過0.05 mg/L,農業灌溉用水與漁業用水應小於0.1 mg/L。
排放含鉻廢水的工業企業主要有:電鍍、製革、鉻酸鹽生產以及鉻礦石開采等。電鍍車間是產生六價鉻的主要來源,電鍍廢水中鉻的濃度一般在50-100 mg/L。
生產鉻酸鹽的工廠,其廢水中六價鉻的含量一般在100-200 mg/L之間。皮革鞣製工業排放的廢水中六價鉻的含量約為40 mg/L。
鉛(Pd):鉛對人體也是累積性毒物。據美國資料報道,成年人每日攝取鉛低於0.32 mg時,人體可將其排除而不產生積累作用;攝取0.5-0.6mg,可能有少量的累積,但尚不至於危及健康。
如每日攝取量超過1 mg,即將在體內產生明顯的累積作用,長期攝入會引起慢性中毒。其毒理是鉛離子與人體多種酶結合,從而擾亂了機體方面的生理功能,可危及神經系統、造血系統、循環系統和消化系統。
我國飲用水、漁業用水及農田灌溉用水都要求鉛的含量小於0.1 mg/L。含鉛廢水主要來源於:采礦、治煉、化學、蓄電池、顏料工業等。
⑸ 污水中有害物質
污水中有害物質可分為三類:重金屬、病原微生物、有機化學物
重金屬:包括鐵銹、泥沙、鉛、汞、鋅、鉻等等,常飲重金屬超標的水極易引起人體骨痛、痴呆、結石等疾病;
病原微生物:常飲細菌超標的水極易引起人體霍亂、甲肝、感冒、非典、禽流感、傳染病等等;
有機化學物:化肥、農葯、自來水中的余氯等有機化學物極易引起人體細胞突變、腫瘤、畸形等疾病的發生。
重金屬廢水是指礦冶、機械製造、化工、電子、儀表等工業生產過程中排出的含重金屬的廢水。重金屬(如含鎘、鎳、汞、鋅等)廢水是對一環境污染最嚴重和對人類危害最大的工業廢水之一,其水質水量與生產工藝有關。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,在生產地點就地處理(如不排出生產車間)常採用化學沉澱法、離子交換法等進行處理,處理後的水中重金屬低於排放標准可以排放或回用。形成新的重金屬濃縮產物盡量回收利用或加以無害化處理
生活污水、畜禽飼養場污水以及製革、洗毛、屠宰業和醫院等排出的廢水,常含有各種病原體,如病毒、病菌。病原微生物是指可以侵犯人體,引起感染甚至傳染病的微生物,或稱病原體。病原體中,以細菌和病毒的危害性最大。病原微生物指朊毒體、寄生蟲(原蟲、蠕蟲、醫學昆蟲)、真菌、細菌、螺旋體、支原體、立克次體、衣原體、病毒。
有機化學物污水易造成水質富營養化,危害比較大。在生活污水、食品加工和造紙等工業廢水中,含有碳水化合物、蛋白質、油脂、木質素等有機物質。這些物質以懸浮或溶解狀態存在於污水中,可通過微生物的生物化學作用而分解。在其分解過程中需要消耗氧氣,因而被稱為耗氧污染物。這種污染物可造成水中溶解氧減少,影響魚類和其他水生生物的生長。水中溶解氧耗盡後,有機物進行厭氧分解,產生硫化氫、氨和硫醇等難聞氣味,使水質惡化。水體中有機物成分非常復雜,耗氧有機物濃度常用單位體積水中耗氧物質生化分解過程中所消耗的氧量表示。
⑹ 地表水砷主要以什麼價態存在
陸地水中溶解態砷的含量通常在以下,常以砷(三價)、砷(五價)兩種價態形式存在,其化合物均有毒性,三價化合物比五價化合物毒性強,多以砷酸鹽狀態存在。
⑺ 砷的在自然界中是以什麼形態存在
以固態存。在元素原子量:74.92,元素類型:非金屬.砒霜為三氧化二砷,晶體結構:晶胞為三斜晶胞。
氧化態:
化學鍵能: (kJ /mol)
As-H 245
As-C 200
As-O 477
As-F 464
As-Cl 293
As-As 348
莫氏硬度:3.5
電離能 (kJ/ mol)
M - M+ 947
M+ - M2+ 1798
M2+ - M3+ 2735
M3+ - M4+ 4837
M4+ - M5+ 6042
M5+ - M6+ 12305
M6+ - M7+ 15400
M7+ - M8+ 18900
M8+ - M9+ 22600
M9+ - M10+ 26400
晶胞參數:
a = 375.98 pm
b = 375.98 pm
c = 1054.75 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
發現過程:
1250年,羅馬的馬格努斯在由雄黃與肥皂共熱時得到砷[1]。
元素描述:
有黃、灰、黑褐三種同素異形體。其中灰色晶體具有金屬性,脆而硬,具有金屬般的光澤,並善於傳熱導電,易被搗成粉沫。密度5.727克/立方厘米。熔點817℃(28大氣壓),加熱到613℃,便可不經液態,直接升華,成為蒸氣,砷蒸氣具有一股難聞的大蒜臭味。砷的化合價3和5。第一電離能9.81電子伏特。游離的砷是相當活潑的。在空氣中加熱至約200℃時,有螢光出現,於400℃時,會有一種帶藍色的火焰燃燒,並形成白色的氧化砷煙。游離元素易與氟和氮化合,在加熱情況亦與大多數金屬和非金屬發生反應。不溶於水,溶於硝酸和王水,也能溶解於強鹼,生成砷酸鹽。
元素來源:
主要以硫化物礦形式存在,有雄黃(As4S4)、雌黃(As2S3)、砷黃鐵礦(FeAsS)等。由三氧化二砷用碳還原而製得。
元素用途:
砷作合金添加劑生產鉛制彈丸、印刷合金、黃銅(冷凝器用)、蓄電池柵板、耐磨合金、高強結構鋼及耐蝕鋼等。黃銅中含有重量砷時可防止脫鋅。高純砷是製取化合物半導體砷化鎵、砷化銦等的原料,也是半導體材料鍺和硅的摻雜元素,這些材料廣泛用作二極體、發光二極體、紅外線發射器、激光器等。砷的化合物還用於製造農葯、防腐劑、染料和醫葯等。
用於製造硬質合金;黃銅中含有微量砷時可以防止脫鋅;砷的化合物可用於殺蟲及醫療。砷和它的可溶性化合物都有毒。
元素輔助資料:
砷在地殼中含量並不大,但是它在自然界中到處都有。砷在地殼中有時以游離狀態存在,不過主要是以硫化物礦的形式存在如雌黃(As2S3)、雄黃(As2S2)和砷黃鐵礦(FeAsS)。無論何種金屬硫化物礦石中都含有一定量砷的硫化物。因此人們很早就認識到砷和它的化合物。
經過分析,在我國商代時期的一些銅器中有砷,有的多達4%。銅砷合金中含砷約10%時呈現白色,有錫時含砷少一些,也可得銀白色的銅。我國古代勞動人民創造了白銅。
砷的硫化物礦自古以來被用作顏料和沙蟲劑、滅鼠葯。硫化合物具有強烈毒性,今天砷的拉丁名稱 arsenium和元素符號As正是由這一詞演變而來。
1世紀希臘醫生第奧斯科里底斯敘述燒砷的硫化物以製取三氧化二砷,用於醫葯中。三氧化二砷在我國古代文獻中稱為砒石或砒霜。小劑量砒霜作為葯用在我國醫葯書籍中最早出現在公元973年宋朝人編輯的《開寶本草》中。
西方化學史學家們一致認為從砷化合物中分離出單質砷的是13世紀德國煉金家阿爾伯特·馬格努斯,他是用肥皂與雌黃共同加熱獲得單質砷的。比中國的葛洪大概晚了900年。
到18世紀,瑞典化學家、礦物學家布蘭特闡明砷和三氧化二砷以及其他砷化合物之間的關系。拉瓦錫證實了布蘭特的研究成果,認為砷是一種化學元素。
砷的拉丁名稱arsenicum和元素符號As來自希臘文arsenikos,原意是「強有力的」,「男子氣概」,表示砷化合物在醫葯中的作用。
[編輯本段]砷過量表現
砷的素性與其化合物有關,無機砷氧化物及含氧酸是最常見的砷中毒的原因。
通過尿砷檢測可確定是否中毒,暫行標準是尿砷含量達到0.09mg/L以上為中毒。檢測發砷也可以了解砷中毒情況,中毒暫行標准為發砷含量達到0.06μg/g以上為中毒。但受環境污染的影響,各地區應有本地區的發砷正常含量的標准。
砷的簡介
砷在自然界中主要以硫化物的形式存在,如雌黃和雄黃。最常見的化合物為砷的氫化物AsH3或稱胂。砷以三價和五價狀態存在於生物體中,三價砷在體內可以轉化為甲基或甲基砷化物。
⑻ 含砷廢水怎樣處理
處理含砷廢水,目前國內外主要有中和沉澱法、絮凝沉澱法、鐵氧體法、硫化物沉澱法等,適用於高濃度含砷廢水,生成的污泥易造成二次污染。在化學法方面的研究已經比較成熟,很多人曾在這方面做了深入的研究。
1 化學法處理含砷廢水
中和沉澱法作為工程上應用較廣的一種方法,很多人在這方面作了深入的研究,機理主要是往廢水中添加鹼(一般是氫氧化鈣)提高其pH,這時可生成亞砷酸鈣、砷酸鈣和氟化鈣沉澱。這種方法能除去大部分砷和氟,且方法簡單,但泥渣沉澱緩慢,難以將廢水凈化到符合排放標准。
絮凝共沉澱法,這是目前處理含砷廢水用得最多的方法。它是藉助加入(或廢水中原有)Fe3+、Fe2+、Al3+和Mg2+等離子,並用鹼(一般是氫氧化鈣)調到適當pH,使其形成氫氧化物膠體吸附並與廢水中的砷反應,生成難溶鹽沉澱而將其除去。其具體方法有,石灰-鋁鹽法、石灰-高鐵法、石灰-亞鐵法等。
鐵氧體法,在國外,自70年代起已有較多報道,工藝過程是在含砷廢水中加入一定數量的硫酸亞鐵,然後加鹼調pH至8.5-9.0,反應溫度60-70℃,鼓風氧化20-30分鍾,可生成咖啡色的磁性鐵氧體渣。Nakazawa Hiroshi 等研究指出,在熱的含砷廢水中加鐵鹽(FeSO4或Fe2(SO4)3),在一定pH下,恆溫加熱1 h。用這種沉澱法比普通沉澱法效果更好。特別是利用磁鐵礦中Fe3+鹽處理廢水中As(III)、As(V),在溫度90℃,不僅效果很好,而且所需要的Fe3+濃度也降到小於0.05mg/L。趙宗升曾從化學熱力學和鐵砷沉澱物的紅外光譜兩個方面探討了氧化鐵砷體系沉澱除砷的機理,發現在低pH值條件下,廢水中的砷酸根離子與鐵離子形成溶解積很小的FeAsO4,並與過量的鐵離子形成的FeOOH羥基氧化鐵生成吸附沉澱物,使砷得到去除。
馬偉等報道,採用硫化法與磁場協同處理含砷廢水,提高了硫化渣的絮凝沉降速度和過濾速度,並提高了硫化劑的利用率。研究發現經磁場處理後,溶液的電導率增加,電勢降低,磁化處理使水的結構發生了變化,改變了水的滲透效果。國外曾有人提出在高度厭氧的條件下,在硫化物沉澱劑的作用下生成難溶、穩定的硫化砷,從而除去砷。
化學沉澱法作為含砷廢水的一種主要處理方法,工程化比較普遍,但並不是採用單一的處理方式,而是幾種處理方式的綜合處理,如鈣鹽與鐵鹽相結合,鐵鹽與鋁鹽相結合等等。這種綜合處理能提高砷的去除率。但由於化學法普遍要加入大量的化學葯劑,並成為沉澱物的形式沉澱出來。這就決定了化學法處理後會存在大量的二次污染,如大量廢渣的產生,而這些廢渣的處理目前尚無較好的處理處置方法,所以對其在工程上的應用和以後的可持續發展都存在巨大的負面作用。
2 物化法處理含砷廢水
物化法一般都是採用離子交換 、吸附、萃取、反滲透等方法除去廢液中的砷。物化法大都是些近年來發展起來的較新方法,實用的尚不多見,但是有眾多學者在這方面做了深入的研究,並取得了顯著的成果。
陳紅等曾利用MnO2對含As(III)廢水進行了吸附實驗,結果表明,MnO2對As(III)有著較強的吸附能力,其飽和吸附量為44.06mg/g(δ-MnO2)和17.9 mg/g(ε-MnO2),陰離子的存在使MnO2吸附量有所下降,一些陽離子(如Ga3+、In3+)可增加其吸附量,吸附後的MnO2經解吸後可重復使用。
胡天覺等報道,合成制備了一種對As(III)離子高效選擇性吸附的螯合離子交換樹脂,用該離子交換柱脫砷:含As(III)5 g/L的溶液脫砷率高於99.99%,脫砷溶液中砷含量完全達標,而且離子交換柱用2mol/L的氫氧化鈉(含5% 硫氫化鈉)作洗脫液洗滌,可完全回收As(III)並使樹脂再生循環利用。
劉瑞霞等也曾制備了一種新型離子交換纖維,該離子交換纖維對砷酸根離子具有較高的吸附容量和較快的吸附速度。實驗表明該纖維具有較好的動態吸附特性,30mL 0.5mol/L氫氧化鈉溶液可定量將96.0 mg/g吸附量的砷從纖維上洗脫。
另外,還有不少人作了用鋼渣、選礦尾渣、高爐冶煉礦渣等廢渣處理含砷廢水的研究,取得了不錯的成果。但由於物化法只能處理濃度較低,處理量不大,組成單純且有較高回收價值的廢水,而工業廢水的成分較復雜,所以物化法的工程化程度較低。
3 微生物法處理含砷廢水
與傳統物理化學方法相比,用微生物法處理含砷廢水具有經濟、高效且無害化等優點,已成為公認最具發展前途的方法。
3.1 活性污泥
國內外諸多研究表明,活性污泥ECP(胞外多聚物)能大量吸附溶液中的金屬離子,尤其是重金屬離子,他們與ECP的絡合更為穩定。關於吸附機制,在ECP的復雜成分中吸附重金屬離子的似乎是糖類。Brown和Lester(1979)指出ECP中的中性糖和陰離子多糖有著吸附不同金屬離子的結合點位,不同價態或不同電荷的金屬離子可以在不同的點位與 ECP結合,如中性糖的羥基、陰離子多聚物的羥基都可能是金屬的結合位。Kasan、Lester、Modak和Natarajam等認為:活性污泥對重金屬離子的吸附有兩種機制即表面吸附和胞內吸收;表面吸附是指活性污泥微生物的胞外多聚物(甲殼素、殼聚糖等)含有配位基團—OH,—COOH,—NH2,PO43-和—HS等,他們與金屬離子進行沉澱、絡合、離子交換和吸附,其特點是快速、可逆和不需要外加能量,與代謝無關;胞外吸收通過金屬離子和胞內的透膜酶、水解酶相結合而實現,速度較慢需要能量,而且與代謝有關。
此外,Ralinske指出:好氧生物能大量富集各種重金屬離子,這些離子積累於細胞外多聚物中,並在厭氧條件下釋放回液相中。這就有利於我們在二沉池中分離和沉降重金屬離子。
在活性污泥法處理含砷廢水的實驗中,存在許多影響因素,主要影響因素如下:
(1)砷的濃度及價態
不同價態的砷對活性污泥的毒性不同。實驗表明,As(III)對脫氫酶的毒性比As(V)平均大53倍。As(III)對蛋白酶活性的毒性約為As(V)的75倍。還有,As(III)對活性污泥脲酶活性的毒害作用是As(V)的35倍。所以處理含砷廢水時有必要將As(III)氧化成As(V)。實驗還表明,活性污泥對低濃度砷的去除率高於對高濃度砷的去除率,這是由於污泥的吸附能力有限所造成的。此外,重金屬離子濃度小於5mg·L-1時,活性污泥法對污水中有機物的處理效果不受重金屬影響,當重金屬離子濃度大於30mg·L-1時,活性污泥法污水中有機物的處理效果則大大受到影響。
(2)有機負荷
有機負荷對活性污泥去除五價砷也有較大的影響,有機負荷高,去除率也高。主要有兩方面的原因:一是污水中的有機物本身可和五價砷相結合,降低了污水中砷的濃度;二是有機物濃度高有利微生物生長繁殖,這進一步提高活性污泥對五價砷的去除率。此外,有機負荷高還可以防止污泥膨脹。因為在高有機負荷環境中絮狀菌比大多數絲狀菌有更強的吸附和存貯營養物能力,能夠充分利用高濃度的底物迅速增殖,具有較高的比生長速率,抑制了絲狀菌的生長。在低負荷下混合液中底物濃度長時間都低,由於缺少足夠的營養底物,絮狀菌的生長受到抑制,而絲狀菌具有較大的比表面積,當環境不利於微生物的生長時,絲狀菌會從菌膠團中伸展出來以增加其攝取營養物質的表面積。一方面,伸出絮體之外的絲狀菌更易吸收底物和營養,其生長速率高於絮狀菌,從而成為活性污泥中的優勢菌種;另一方面,絲狀菌越多,其菌絲越長,活性污泥越不易沉降,SVI越高,導致了污泥膨脹。
(3)pH
pH 對金屬去除影響很大,因為pH不僅影響金屬的沉降狀態,而且影響吸附點的電荷。一般pH 升高有利於污泥對陽離子金屬的吸附。直至產生氫氧化物沉澱,反之則有利於對呈負電荷狀態存在的金屬的吸附。但是,過高或過低的pH對微生物生長繁殖不利,具體表現在以下幾個方面:①pH過低(pH=1.5),會引起微生物體表面由帶負電變為帶正電,進而影響微生物對營養物的吸收。②過高或過低的 PH還可影響培養基中有機化合物的離子化作用,從而間接影響微生物。③酶只有在最適宜的pH時才能發揮其最大活性,極端的pH使酶的活性降低,進而影響微生物細胞內的生物化學過程,甚至直接破壞微生物細胞。④過高或過低的pH均降低微生物對高溫的抵抗能力。
(4)生物固體停留時間(Qc)
Qc對陽離子金屬去除有較大影響,因為活性污泥表面常被難溶性或微溶性的多聚物所包圍(如多糖),這些多聚物表面的電荷可使金屬迅速地得以去除。已經證實,細菌多聚物產生和細菌生長相有關,穩定相和內源呼吸階段多聚物產量最大,而Qc增大,污泥中細菌處於穩定相和內源呼吸階段,有利於對金屬的去除。
(5)污泥濃度
污泥濃度高,吸附點也隨著增加,從而有利於金屬的去除。從去除金屬的角度出發,高有機負荷,高污泥濃度的運行方式最為理想。
活性污泥法處理含砷廢水,不論在處理費用,還是二次污染,或者工程化方面,都比傳統處理方法具有相當突出的優勢。雖然在理論研究方面還不是十分完善,但是在處理機制和影響因素方面都已達成一定的共識。如果在處理工藝上再進行一定的改進,如往污泥中投加優勢菌種,可以改善污水的處理效果;此外,還可以引進生活污水進行混合處理並進行曝氣,這樣不僅降低了砷的濃度以及砷對污泥的毒害作用,同時還解決了活性污泥的營養源問題,為活性污泥法處理含砷廢水的工程化應用開辟了一片新天地。
3.2 菌藻共生體
國外研究表明,生物遷移轉化作為一種新的微生物法處理重金屬廢水,與傳統方法相比,具有更高效,費用更低等優點。用小球藻的生物遷移轉化處理重金屬廢水的工藝,有一些已投入工程運作。
菌藻共生體對砷的去除機理可認為是藻類和細菌的共同作用。許多研究表明,在去除金屬過程中,微生物的表面起著重要作用。菌藻共生體中,藻類和細菌表面存在許多功能鍵,如羥基、氨基、羧基、硫基等。這些功能鍵可與水中砷共價結合,砷先與藻類和細菌表面上親和力最強的鍵結合,然後與較弱的鍵結合,吸附在細胞表面的砷再慢慢滲入細胞內原生質中。因而在藻類和細胞吸附砷中,可能經過快吸附過程和較慢吸附兩過程後,吸附作用才趨於平衡。
廖敏等人曾研究了菌藻共生體對廢水中砷的去除效果。研究發現:培養分離所得菌藻共生體中以小球藻為主,此時菌藻共生體積累砷達7.47 g/kg乾重。在引入菌藻共生體並培養16h後,其對無營養源的含As(III),As(V)的廢水除砷率達80%以上,並趨於平衡,含營養源的As(III)、As(V)的廢水中,菌藻共生體對As(V)的去除率大於As(III),對As(V)去除率超過70%,但對As(III)的去除率也在50%以上,在除砷過程中同時出現砷的解吸現象。在無營養源條件下,對As(III)、As(V)混合廢水的除砷率超過80%。
菌藻共生體是一種易培養獲得的材料。其對廢水中的砷具有較強的去除力,並能同時去除廢水中的營養物,因此其在含砷廢水的處理運用中有著廣闊的前景。
3.3 投菌活性污泥法
投菌活性污泥法(Application of Bio-Augmentation Process with Liquid Live microorganisms)是將具有強活力的細菌投入到曝氣池裡去,使曝氣池混合液內的各種細菌處於最佳活性狀態,這樣.不僅投入了吸氣池內所缺少的細菌,在流入污水水質不變的條件下,微生物氧化作用顯著,而且,當污水水質改變,環境變異的情況下,微生物仍能適應,保持活性,其氧化代謝過程依然充分,投入菌液後使曝氣池耐沖擊負荷,提高污水處理廠的處理效果,改善了出水水質。
投菌活性污泥法(LLMO)是出之一種新的概念,它是根據在同一環境里,最適宜的細菌能自然繁殖,同樣,污水處理廠曝氣池混合液內的細菌也會自然繁殖到一定數目,自然界無處不可找到細茵,然而,在同一環境里並非可以找到一切細菌這一原則,作為理論指導,從自然界土壤內篩選出污水廠中的有用細菌製成液態的或固態的產品。液態菌液微生物成活率高;固態菌使用前需先用水溶成液態,細菌的成活率較液態菌液低,使用時按一定比例將液態菌液投入曝氣池內或投到需用處,投菌活性污泥法(LLMO)在國外已收到良好的應用效果。
因此,我們可望通過向活性污泥中投加對砷具有高耐受力,對砷具有特殊處理效果的混合菌種,達到對砷的高效處理,凈化工業含砷廢水。
4 前景展望
隨著冶金、化工等產業的日益發展,以及含砷製品市場的日益拓大,含砷廢水的排放和污染問題,必將影響到人們的生活水平的提高,影響到人類生存環境的改善,所以解決含砷廢水的污染問題已迫在眉睫。然而傳統的處理方法都存在一定的問題。如化學法,雖然在工程上有了一定的應用,處理效果也較明顯,但由於化學葯劑的添加,導致了產生大量的廢渣,而這些廢渣目前尚無較好的處置辦法。而物理法的處理費用較高,處理投資非常大,無法進行工程運作。微生物法作為一種最有前途的處理方法,不僅具有高效、無二次污染,而且處理費用低等優點。其中,活性污泥法處理含砷廢水的理論在國內外處於熱點研究探索中,又由於活性污泥具有的來源廣泛,容易培養,處理後二次污染小等一系列優點,使其在工程上的應用成為可能,成為含砷廢水的主要處理方法。此外,若對單純活性污泥法進行工藝上的改進,如引進優勢菌種,或摻入生活污水進行混合處理等工藝上的改進,都可能為活性污泥法的應用創造更為廣闊的前景。
⑼ 砷污染是什麼
砷是劇毒物砒霜的主要組成元素。砷是近代農葯、醫葯、玻璃、皮革、日用化學、合金等工業的重要原料。工農業中含砷化合物的大量製造,是目前環境中砷污染的主要來源。砷污染環境後,除了能引起急性或慢性砷中毒外,對人體有致癌、致突變作用,對動物還有致畸胎作用。
1956年,日本永康公司在製造奶粉時,奶粉中混入了劇毒砷(砒霜)。在日本27個府縣都先後出現了砷中毒病人,總計人數達到12000人之多,有120多人因患腦麻痹症死亡,很多嬰兒一出生就吃這種奶粉,長到幾歲就變成了嚴重的殘廢或發育畸形。
我國珠江上游的幾個村的農民,在離村不到500米的半山坡上,開了一個煉砒廠,生產方式十分原始。破碎砒霜時,砷塵飛揚,遍地皆是。隨著氣流和雨水,劇毒的砷把整個村子都污染了。廠里的煉砒工人更慘,癌病發病率達17%,死亡率達55.5%。平均壽命只有45歲。還有一個村子,慢性砷中毒的病人也不少,但附近並沒有煉砒廠,後來隨水追溯,才發現離村1公里處有4個已經停產多年的煉砒窯,廢渣堆上布滿白色的砒霜,帶蒜臭的砷化氫氣味撲鼻而來,土壤中砷含量較正常土壤高出幾百倍,所降雨水經過土壤滲流後,含砷量也高於正常值的幾百倍。砷不僅污染了附近山村,也污染了珠江,使更多的人深受其害。因此必須引起重視,加以解決,再不能讓慢性砷中毒在這些地區一代一代地延續下去。
⑽ 生活污水中含有哪些重金屬以及這些重金屬的來源
汞、鉻、砷、鉛、銅、鎘、鉬、鎳等,重金屬通過礦山開采,金屬冶煉,金屬加工及回化工生產廢水,化石燃料的答燃燒,施用農葯化肥和生活垃圾等人為污染源,以及地質侵蝕,風化等天然源形式進入水體,重金屬具有毒性大,在環境中不易被代謝,易被生物富集並有生物放大效應等特點,不但污染水環境,也嚴重威脅人類和水生生物的生存。