工業(yè)排放廢水金屬元素與濁度的相關(guān)性

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摘要：我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，各個(gè)行業(yè)都獲得了良好的發(fā)展機(jī)遇，尤其是工業(yè)，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，生產(chǎn)效率與產(chǎn)能逐漸提高，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)起到關(guān)鍵作用。但是，我國(guó)工業(yè)在高速發(fā)展的同時(shí)，由于技術(shù)因素和設(shè)備因素也會(huì)造成比較嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。例如工業(yè)廢水，其中含有一些特定的金屬元素，會(huì)導(dǎo)致水體濁度變大，影響水體的質(zhì)量，不利于生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展。為此，本文對(duì)工業(yè)排放廢水匯總金屬元素與濁度的相關(guān)性進(jìn)行分析，并針對(duì)工業(yè)廢水排放造成的金屬超標(biāo)問(wèn)題提出了幾點(diǎn)有效的防治措施。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廢水；金屬元素；濁度；相關(guān)性；防治措施

1引言

工業(yè)排放的廢水中具有大量的懸浮物質(zhì)、膠狀物質(zhì)等，并且根據(jù)工業(yè)產(chǎn)品的不同會(huì)攜帶一定量的金屬元素，存在的形態(tài)也有所差別。廢水中的金屬元素具有較高的絡(luò)合能力和沉淀能力，可以與水體中不同的有機(jī)物結(jié)合在一起而形成絡(luò)合物，表現(xiàn)出更加復(fù)雜的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，從而對(duì)水體的濁度造成一定影響。為此，我們需要探討工業(yè)排放廢水中金屬元素與濁度的相關(guān)性，并以此為基礎(chǔ)有效治理工業(yè)廢水，在滿足工業(yè)生產(chǎn)的前提下，降低工業(yè)排放廢水對(duì)水體污染的程度。

2工業(yè)排放廢水中金屬元素與濁度的相關(guān)性分析實(shí)驗(yàn)

2.1實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備

實(shí)驗(yàn)樣本選擇某工業(yè)區(qū)內(nèi)排放的廢水，經(jīng)測(cè)定廢水中含有多種金屬元素，樣本選取后不需做任何處理，同時(shí)要保證廢水在采集過(guò)程中沒(méi)有摻雜進(jìn)任何藥劑成分。實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要有濁度儀、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，濁度儀用來(lái)測(cè)量工業(yè)排放廢水的濁度，電感耦合等離子體質(zhì)譜儀用來(lái)測(cè)定工業(yè)排水廢水中的金屬含量。

2.2實(shí)驗(yàn)操作流程

在采集完工業(yè)排放廢水以后，實(shí)驗(yàn)人員需要將未經(jīng)任何處理的廢水樣本直接放入恒溫容器中進(jìn)行冷藏保存，恒溫容器的溫度設(shè)置為4℃。實(shí)驗(yàn)采集水樣的總時(shí)間為一年，水樣采集間隔為一周，即每個(gè)月都需要進(jìn)行一次工業(yè)排放廢水中的金屬含量測(cè)量和濁度測(cè)量，并繪制兩者的相關(guān)性曲線。

2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果

利用上述方式進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作，可以準(zhǔn)確地分析低溶度金屬元素和高濃度金屬元素與水體濁度的相關(guān)性。通過(guò)分析低濃度金屬元素與廢水濁度的相關(guān)性曲線，可以看出金屬元素的含量與水體濁度之間存在著相關(guān)性。高濃度金屬元素與廢水濁度之間也存在著相關(guān)性。由此可見(jiàn)，工業(yè)排放廢水中金屬元素與濁度之間的相關(guān)性較好，可以通過(guò)水體濁度指標(biāo)去反映出工業(yè)排放廢水中的金屬元素含量水平。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以推斷出工業(yè)排放廢水濁度升高的主要原因是因?yàn)閺U水中含有大量的金屬元素，金屬元素在與水體中的有機(jī)物結(jié)合以后會(huì)形成絡(luò)合物，絡(luò)合物屬于大分子物質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致水體中的沉淀離子釋放到廢水中，從而造成廢水濁度升高。

3工業(yè)排放廢水中主要的金屬污染

工業(yè)排放廢水中如果金屬元素的含量超標(biāo)，不但會(huì)對(duì)水體和周邊的土壤等造成直接污染，并且重金屬元素會(huì)隨著自來(lái)水管道被輸送到用戶家中，如果金屬離子直接進(jìn)入人體的話，輕則導(dǎo)致人出現(xiàn)嘔吐、腹痛以及腹瀉等不良反應(yīng)，重則會(huì)對(duì)人體的肝臟、腎臟以及中樞神經(jīng)等造成不可逆的損傷，影響人體的身體健康。為此，需要對(duì)工業(yè)排放廢水中金屬元素的含量進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，將其控制在可排放的濃度范圍內(nèi)，進(jìn)而降低工業(yè)廢水對(duì)生態(tài)環(huán)境、人類與動(dòng)植物的影響。工業(yè)排放廢水中主要的金屬元素包括鉻元素、鎘元素以及銅元素等，工業(yè)排放廢水中金屬元素的種類與我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展情況有直接關(guān)系，是我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)類型與技術(shù)發(fā)展決定的，需要做出準(zhǔn)確的檢測(cè)，以此才能制定有效的應(yīng)對(duì)措施。

3.1含鉻工業(yè)廢水

金屬鉻作為一種重金屬，是工業(yè)廢水中最常見(jiàn)的一種有毒金屬元素，其毒性較高，并以三價(jià)鉻和六價(jià)鉻的形式存在去自然界中。六價(jià)鉻對(duì)于人體和動(dòng)物具有一定的毒害作用，人或者動(dòng)物在飲用了含有六價(jià)鉻的水源后，體內(nèi)的氧會(huì)與六價(jià)鉻發(fā)生反應(yīng)而形成鉻酸鹽或者重鉻酸鹽，從而對(duì)人體的組織器官造成損傷。有研究表明，六價(jià)鉻對(duì)金魚(yú)具有毒性效應(yīng)，六價(jià)鉻可以導(dǎo)致金魚(yú)的鰓小葉細(xì)胞大量解體。致使金魚(yú)的鱗片脫落壞死。同時(shí)，隨著六價(jià)鉻濃度的增加，金魚(yú)的鰓組織會(huì)受到嚴(yán)重的損傷。另外，通過(guò)DNA加合物研究可以發(fā)現(xiàn)，金屬鉻元素與鈣元素具有一定的相似性，鉻元素會(huì)對(duì)人體內(nèi)與鈣相關(guān)的信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)，從而對(duì)人體機(jī)能造成損傷。

3.2含鎘工業(yè)廢水

含鎘工業(yè)廢水主要來(lái)源于金屬冶煉企業(yè)、電鍍企業(yè)以及使用含鎘化合物作為原料的企業(yè)。金屬鎘在自然界中的存在形式主要有兩種，一種是無(wú)機(jī)離子形態(tài)，一種是有機(jī)結(jié)合形態(tài)，也就是說(shuō)自然界中同時(shí)存在無(wú)機(jī)鎘和有機(jī)鎘。含鎘工業(yè)廢水的主要危害在于會(huì)引起水生生物器官的氧化性損傷，含鎘工業(yè)廢水對(duì)人體的損傷主要表現(xiàn)在影響體內(nèi)酶的活性，同時(shí)會(huì)對(duì)人體的內(nèi)分泌系統(tǒng)造成干擾，導(dǎo)致人的內(nèi)分泌失調(diào)。有研究以烏賊粉為來(lái)源，對(duì)有機(jī)狀態(tài)的鎘與離子狀態(tài)的Cd2+進(jìn)行生物毒理及代謝作用對(duì)比，結(jié)果表明這兩種不同狀態(tài)下的鎘元素在生物肌肉中出現(xiàn)再積累的現(xiàn)象不是特點(diǎn)顯著，也沒(méi)有發(fā)生鎘元素對(duì)水中生物的毒害作用以及Cd累及放大現(xiàn)象。因此，可以認(rèn)為工業(yè)排放廢水中的鎘元素在會(huì)在水中生物體內(nèi)積累，但是其可食用部分鎘元素的積累現(xiàn)象幾乎沒(méi)有。

3.3含銅工業(yè)廢水

金屬銅在生物體內(nèi)均有存在，是生物體所必需的一種微量金屬元素，在神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、骨骼和結(jié)締組織的形成方面均起到重要作用。但是，如果生物體內(nèi)的金屬銅離子含量超過(guò)限制濃度以后，則會(huì)造成金屬銅中毒，對(duì)于水生生物而言，銅中毒會(huì)對(duì)其正常的生長(zhǎng)、生殖造成嚴(yán)重影響，同時(shí)會(huì)降低生物體體內(nèi)的酶活性。有研究表明，工業(yè)排放廢水中金屬銅的含量會(huì)對(duì)生物的生長(zhǎng)造成巨大影響，水體中銅的濃度超標(biāo)會(huì)抑制水生生物的生長(zhǎng)性能和蛋白質(zhì)效率。同時(shí)當(dāng)水體中的銅濃度超過(guò)水生生物的閾值時(shí)，會(huì)導(dǎo)致水生生物的溶酶體膜出現(xiàn)破裂，并釋放出大量的水解酶，進(jìn)而導(dǎo)致水生生物的肝組織出現(xiàn)壞死問(wèn)題。人體在飲用了銅濃度超標(biāo)的水源或者使用了受污染的水生生物以后，也會(huì)發(fā)生不同程度的機(jī)體損傷。

3.4含鉛工業(yè)廢水

鉛是一種可以在動(dòng)物組織和人體中積累的一種有毒金屬元素，其主要來(lái)源與油漆、蓄電池、冶煉以及化妝品等產(chǎn)業(yè)。鉛可以通過(guò)表皮、消化道或者呼吸道等多個(gè)器官進(jìn)入體內(nèi)，如果含量超標(biāo)就會(huì)導(dǎo)致人體出現(xiàn)貧血癥、腎損傷以及神經(jīng)機(jī)能失調(diào)等毒性效應(yīng)，易受傷害人群為小孩、老人以及免疫力差的人群。鉛對(duì)水中生物的安全濃度為0.16ml/L，在進(jìn)行農(nóng)作物灌溉的過(guò)程中，如果灌溉用水中鉛的濃度含量在0.1mg/L~4.4mg/L范圍內(nèi)時(shí)，農(nóng)作物成熟后會(huì)有明顯的鉛含量增加問(wèn)題，使得農(nóng)作物變成有毒食品，會(huì)導(dǎo)致食用者急慢性中毒。人體內(nèi)鉛含量應(yīng)該在0.1ml/L，如果超過(guò)這個(gè)含量指標(biāo)，就容易引起人體貧血、損傷神經(jīng)系統(tǒng)以及腎臟等。所以，要控制好工業(yè)排放廢水中鉛元素的含量，做好排放前的含量檢測(cè)與處理工作，以此達(dá)到正常排放標(biāo)準(zhǔn)。討論工業(yè)排放廢水中金屬元素與濁度的相關(guān)性可以簡(jiǎn)化金屬元素檢測(cè)流程，提高檢測(cè)效率與質(zhì)量，同時(shí)可以降低金屬元素檢測(cè)成本。

3.5含汞工業(yè)廢水

汞元素及其化合物都是含有劇毒的物質(zhì)，可以在人體組織器官中積累，如果金屬汞進(jìn)入人體的血液中，并跟隨血液輸入人體大腦組織以后，會(huì)在大腦組織中逐漸積累，積累到一定含量后即會(huì)對(duì)大腦組織造成實(shí)質(zhì)傷害。另外，汞元素也會(huì)有一部分轉(zhuǎn)移到人體的腎臟器官，加大腎臟的負(fù)荷壓力，損傷腎臟。含汞工業(yè)廢水的來(lái)源主要是儀表廠、貴金屬冶煉廠、化妝品制造廠等，如果工業(yè)廢水未經(jīng)有效處理就將水排入河流的話，其中的汞元素濃度就會(huì)超標(biāo)，進(jìn)入水源后的汞離子會(huì)經(jīng)過(guò)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為有機(jī)汞，有機(jī)汞的毒性更大，會(huì)經(jīng)過(guò)食物鏈直接進(jìn)入人體組織，引起人體全身中毒。天然水源中的汞含量很低，通常在0.1μg/L，正常人體中的汞含量在5μg/L~10μg/L范圍內(nèi)，容易引起汞中毒的人群大多為女性，尤其是準(zhǔn)媽媽，另外就是愛(ài)吃海鮮的人。如果發(fā)生急性汞中毒，可能會(huì)引發(fā)肝炎或者血尿。

3.6含鎳工業(yè)廢水

鍍鎳工業(yè)、金屬加工業(yè)以及機(jī)器制造業(yè)排放的廢水中經(jīng)常會(huì)含有金屬鎳，鎳可以在土壤或者水中富集，使用鎳超標(biāo)的水進(jìn)行農(nóng)作物灌溉或者土壤中鎳含量超標(biāo)，都會(huì)使得農(nóng)作物吸收到土壤中的鎳，鎳含量最高的農(nóng)作物是綠色蔬菜，另外煙草中的鎳含量也十分高，可以達(dá)到1.5ppm~3.0ppm。鎳對(duì)水稻等農(nóng)作物的毒性作用臨界點(diǎn)為20ppm，如果超過(guò)這個(gè)臨界點(diǎn)就會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物帶有毒性，人類在食用含鎳大米或者其他農(nóng)副產(chǎn)品的過(guò)程中就會(huì)發(fā)生金屬鎳中毒。

4含有金屬元素的工業(yè)排放廢水治理對(duì)策

4.1制定和完善工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)階段，隨著我國(guó)工業(yè)化的高速發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)業(yè)獲得了良好的發(fā)展機(jī)遇，部分企業(yè)會(huì)為了追求短期的經(jīng)濟(jì)收益而犧牲環(huán)境，違規(guī)作業(yè)并將未處理，或者未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)廢水直接排放到水體中，進(jìn)而造成嚴(yán)重的水體污染。為此，國(guó)家環(huán)保部門(mén)要根據(jù)現(xiàn)階段我國(guó)工業(yè)廢水排放的實(shí)際情況，制定和完善工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，不斷提高廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對(duì)工業(yè)廢水中金屬元素的監(jiān)測(cè)與處理，采取先進(jìn)的監(jiān)測(cè)水段，利用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)設(shè)備，以此提高監(jiān)測(cè)效率與質(zhì)量。同時(shí)，國(guó)家各級(jí)政府要與環(huán)保部門(mén)聯(lián)合在一起，出臺(tái)嚴(yán)格的工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)的法律法規(guī)等，對(duì)違法排放含金屬?gòu)U水的行為進(jìn)行及時(shí)的制止，并給予其一定的懲罰，例如罰金、停產(chǎn)整頓等。國(guó)家有關(guān)部門(mén)需要針對(duì)不同的產(chǎn)業(yè)制定針對(duì)性的工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)工業(yè)企業(yè)實(shí)施個(gè)性化管理，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中可能產(chǎn)生的金屬污染進(jìn)行專項(xiàng)防治，通過(guò)制定規(guī)范和法律法規(guī)完善去加強(qiáng)工業(yè)廢水排放管理，提高工業(yè)廢水排放的管理水平。與此同時(shí)，國(guó)有要擴(kuò)大重金屬污染的危害宣傳，要充分利用現(xiàn)有的媒體平臺(tái)。

4.2加強(qiáng)工業(yè)廢水的金屬元素檢測(cè)與監(jiān)督

為了有效提高對(duì)工業(yè)廢水的排放管理，國(guó)家需要積極推進(jìn)市場(chǎng)準(zhǔn)入制度的建立，一方面要通過(guò)完善行業(yè)準(zhǔn)入制度去提供工業(yè)企業(yè)的質(zhì)量和環(huán)保意識(shí)，另一方面要不斷加強(qiáng)工業(yè)廢水的金屬元素檢測(cè)與排放監(jiān)督，通過(guò)采取有效的措施針對(duì)工業(yè)廢水的排放進(jìn)行動(dòng)態(tài)的檢測(cè)，及時(shí)反饋工業(yè)廢水排放情況，上傳工業(yè)廢水中的金屬含量，進(jìn)而可以及時(shí)實(shí)施工業(yè)廢水金屬濃度超標(biāo)的防治手段。例如，可以在主要的工業(yè)企業(yè)廢水排放口處或者主要河流的匯集處建立動(dòng)態(tài)檢測(cè)站，對(duì)水體的濁度進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，以此有效推斷水體中的金屬含量。與此同時(shí)，國(guó)家環(huán)保部門(mén)以及工商部門(mén)等要定期實(shí)施聯(lián)合執(zhí)法，要對(duì)轄區(qū)內(nèi)主要的工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行隨時(shí)走訪和不定期抽查，制定嚴(yán)格的工業(yè)廢水排放檢查方案，檢測(cè)工業(yè)排放廢水中重金屬的實(shí)際含量，對(duì)于重金屬含量超標(biāo)的工業(yè)廢水要禁止排放，并對(duì)企業(yè)做出處罰，責(zé)令其停產(chǎn)整改，做好工業(yè)廢水自處理，在排放廢水前對(duì)其中包含的重金屬離子進(jìn)行有效去除，進(jìn)而提高工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的綠色性與環(huán)保性。

4.3加強(qiáng)工業(yè)廢水的金屬離子處理

目前，針對(duì)工業(yè)廢水的金屬離子處理有很多中方式，常用的有化學(xué)沉淀法、物理吸附法、電解法等。其中，物理吸附法需要在水體中添加特定的金屬吸附劑，以此將水體中存在的特定金屬離子吸附起來(lái)，并跟隨吸附劑一同被回收。物理吸附法具有處理效果好、處理成本低等特點(diǎn)，是目前應(yīng)用比較廣泛的一種廢水處理方式。金屬吸附劑主要為天然礦物、工業(yè)生產(chǎn)的堿浸殘?jiān)雀碑a(chǎn)品以及聚乙烯硅一聚乙烯胺等有機(jī)復(fù)合材料。另外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，目前興起了一種生物吸附法，具有吸附劑易得、吸附效率高、經(jīng)濟(jì)成本等特點(diǎn)，普遍應(yīng)用在低濃度金屬?gòu)U水處理中。納米材料、電化學(xué)法以及化學(xué)替代法等新型的重金屬?gòu)U水處理方法也逐漸獲得了廣泛的應(yīng)用，尤其是納米材料處理重金屬?gòu)U水，可以充分發(fā)揮出納米材料表面積大，吸附密度高、吸附能力強(qiáng)等特點(diǎn)，并且該技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中可以適用于多種重金屬，是未來(lái)工業(yè)廢水重金屬污染的主要處理方式之一。但是，其在應(yīng)用過(guò)程中也存在一些不足，主要是沒(méi)有形成規(guī)模化與產(chǎn)業(yè)化，需要不斷研究與發(fā)展。

4.4控制污染源，減少金屬污染物的排放

要想有效的控制工業(yè)廢水中的金屬污染物排放，就必須要控制好污染源，減少金屬污染物的排放，將工業(yè)廢水的污染扼殺在源頭。首先，各個(gè)工業(yè)企業(yè)要不斷提高自己的生產(chǎn)工藝水平，及時(shí)更換老舊、低效的生產(chǎn)設(shè)備，以此提高生產(chǎn)環(huán)節(jié)的效率與質(zhì)量，減少金屬元素的排放。其次，工業(yè)企業(yè)要加強(qiáng)自身的工業(yè)廢水排放自查、自檢力度，要利用先進(jìn)的儀器設(shè)備和檢測(cè)技術(shù)手段對(duì)工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的工業(yè)廢水進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，并采用科學(xué)的處理方式對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行預(yù)處理，直到滿足廢水排放標(biāo)準(zhǔn)后才可進(jìn)行排放。最后，工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)要積極響應(yīng)國(guó)家的號(hào)召，引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備與工藝技術(shù)等，提高工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)保性，降低工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的重金屬污染，以此減少工業(yè)廢水中重金屬的含量。同時(shí)需要結(jié)合企業(yè)自身的生產(chǎn)實(shí)際，認(rèn)清生產(chǎn)過(guò)程中可能產(chǎn)生的重金屬污染問(wèn)題，并采取積極、有效的措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)，提高重金屬污染廢水的處理能力，將工業(yè)廢水重金屬污染控制在廠區(qū)范圍內(nèi)，控制住污染源的擴(kuò)散。

5結(jié)論

綜上所述，工業(yè)排放廢水中金屬元素與濁度具有一定的相關(guān)性，可以通過(guò)測(cè)量水體的濁度去預(yù)測(cè)和分析工業(yè)廢水中金屬元素的含量，提高工業(yè)廢水檢測(cè)效率與質(zhì)量。另外，工業(yè)企業(yè)要正確地認(rèn)識(shí)含有金屬元素的工業(yè)廢水對(duì)生態(tài)環(huán)境和生物造成的影響，并熟悉常見(jiàn)的工業(yè)廢水金屬污染物，采取有效的對(duì)策進(jìn)行工業(yè)廢水治理，以此降低工業(yè)廢水中金屬污染物的濃度，減少工業(yè)廢水對(duì)生態(tài)和生物造成的影響。

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[2]高云亮,閆雷.北方某水源水中金屬元素與濁度的相關(guān)性分析[J].中國(guó)給水排水,2017(9):86~88.

作者：陳燁 單位：蘇州市吳江環(huán)境監(jiān)測(cè)站