农林废弃物对水中重金属的去除研究文献综述

 2021-09-25 08:09

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1、农林废弃物及其改性

农林废弃物是一种十分重要的可再生生物质资源,主要来源于植物的废弃如秸秆、稻壳、食用菌基质、扁豆壳、薪柴、树皮、花生壳、枝桠柴、卷皮等[1-3]。其分子形态主要是大量C、H、O、N、S组成的纤维素,半纤维素,木质素和果胶,其表面含有的COOH,OH,NH2 这些离子可以通过离子交换吸附金属离子。因此,通过对农林废弃物的改性[4]来处理水中重金属的污染已经成为农林废弃物处理的热门课题。

目前,最常用的改性方法以物理改性和化学改性为主。

物理改性方法:以农林废弃物为原料,在一定的高温下进行热解处理,然后将温度上升至选定的温度,通入一定的活化气体(如二氧化碳、蒸汽)开始活化,活化完毕后洗涤干燥,以制备出生物活性炭。

化学改性:分为碱改性和酸改性两种。碱改性使农林废弃物的表面去质子化,从而减少重金属离子与H 产生的斥力。酸改性使农林废弃物表面质子化,增加H 与重金属离子的离子交换,使生物吸附剂的吸附能力增强。

2、水中重金属污染现状和来源

水是人类的生命之源,它是自然界和人类生存发展过程中不可或缺的重要因素。随着全球经济的迅速发展,人类对水资源需求量越来越大,但同时水资源的污染问题也日益严重,其中重金属污染便是水体污染之一。环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷,还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物[5]。水中的重金属污染不仅污染了水环境,也严重危害了人类及各类生物的生存。目前淡水资源日益枯竭,人类对淡水的需求量却在日益增加,未加处理的大量废水污染了水环境,严重影响了水生生态结构和水资源的有效利用[6]。同样水中重金属对人类健康造成的危害也是屡见不鲜。例如日本出现的骨痛病和水俣病事件[7]、2000 年的多瑙河污染事件[8]等都是由于重金属污水流入河中引起的严重污染。当前,铅中毒、重金属致胎儿畸形等事件也屡屡发生,使重金属污染成为关系到人类生命健康的重大环境问题。

水中重金属的主要污染来源主要有:①工业生产[9]中污染排放,采矿,电镀,机械加工,冶金等重工业仍然是重金属污染的主要来源。②城市化建设,包括废旧电池的不妥当处置,建筑建设中的金属残留,损坏的高压汞灯,日光灯不妥当处置。③农业生产带来的污染,化肥中含有很大浓度的镉、砷、汞等重金属,残留的重金属通过土壤和水体对人类健康危害严重。

3、水中重金属污染的去除措施

随着水中重金属污染的日益加剧,水中重金属的去除和处理也迫在眉睫。目前所采用的方法总结起来主要有:化学法,物理化学法和生物法。

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