铬污染水体修复技术研究进展
1 简介
铬（）最早由法国化学家于1797年发现，是一种用途广泛、对人体有害的重金属元素。 环境中稳定存在的两种价态Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)具有几乎相反的性质。 适量的Cr(Ⅲ)可以降低人血浆血糖浓度，增加人胰岛素活性，促进糖和脂肪代谢。 提高机体应激反应能力等； Cr(VI)为强氧化剂，具有较强的致癌、致畸、致突变作用，对生物体危害较大。
铬污染最常见的形式是水污染，如电镀铬废水、制革、制药、印染等使用铬及其化合物的工业企业排放的废水。 主要进入Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)两种中间价态。 环境。 据了解，制革行业通常加工1吨生皮，排放废水50-60吨，含铬410毫克/升。 炼油厂和化工厂使用的循环冷却水也含有高铬。 镀铬厂的废水中铬含量较高，尤其是更换电镀液时，常常会排放大量的含铬废水。 铬对水体的污染不仅在我国而且在世界各国都相当严重。 世界各国普遍将铬污染列为重点防治目标。
2、铬在水体中的存在形式
天然水体中铬的质量浓度一般在1～40μg/L之间，主要以Cr3+、CrO2-、CrO42-、-四种离子形式存在。 水体中的铬主要由三价铬和六价铬化合物组成。 。 铬的存在形式直接影响其迁移转化规律。 大部分三价铬被沉积物吸附并转移至固相。 少量溶于水，迁移能力弱。 六价铬在碱性水中比较稳定，以溶解状态存在，迁移能力较强。 因此，如果水体中三价铬占主导地位，则在中性或弱碱性水中可水解生成不溶性氢氧化铬及水解产物或被悬浮颗粒物强烈吸附而存在于沉积物中。 如果六价铬占主导地位，优点是它大部分溶于水。 六价铬的毒性一般是三价铬的100倍以上，但铬可以从六价还原为三价。 还原的强度主要取决于DO、BOD5和COD的值。 DO值越小，BOD5值越低，COD值越高，降低效果越强。
3、水体重金属铬污染的处理方法
3.1 物理化学方法
(1)稀释法和水交换法
稀释法是将受重金属污染的水混入未污染的水中，从而降低重金属污染物的浓度，减轻重金属污染程度。 该方法适用于重金属轻度污染水体的处理。 这种方法不能减少排放到环境中的重金属污染物总量，而且由于重金属具有累积效应，这种处理方法正在逐渐被拒绝。 换水法是通过去除受重金属污染的水并代之以淡水来减少水污染的措施。 此法适用于鱼塘等水量较小的情况。
(2)混凝沉淀法
许多重金属在水溶液中主要以阳离子形式存在。 添加碱性物质会提高水的pH值，导致大多数重金属形成氢氧化物并沉淀。 此外，许多其他阴离子也能沉淀相应的重金属离子。 因此，向重金属污染的水体中投加石灰、NaOH、Na2S等物质，可以沉淀去除许多重金属，减少重金属对水体的危害。 这是目前国内处理重金属污染常用的方法。
(3)离子还原法和交换法
离子还原法是利用一些易得的还原剂将水体中的重金属还原成无污染或污染少的化合物，从而降低重金属在水体中的迁移性和生物利用度，减少重金属对水体的影响。水体。 污染。 电镀废水中常含有六价铬离子（Cr6+），以铬酸根离子（-）的形式存在。 它们在碱性条件下不易沉淀，有剧毒。 三价铬的毒性比六价铬低得多，但六价铬在酸性条件下很容易还原为三价铬。 因此，常采用硫酸亚铁和三氧化硫将六价铬还原为三价铬，以减少铬污染。
离子交换法是利用重金属离子交换剂与污染水体中的重金属物质进行交换，以交换水体中的重金属，达到控制重金属污染的目的。 经过离子交换处理后，废水中的重金属离子转移到离子交换树脂中，再生后从离子交换树脂转移到再生废液中。
离子还原法和交换法成本相对较低，操作人员不直接接触重金属污染物，但其适用范围有限，且容易产生二次污染。
(4)电气检修方法
电修复法是20世纪90年代末发展起来的水体重金属污染修复技术。 其基本原理是在受重金属污染的水体两端加直流电场，利用电场迁移力将重金属迁移出水体。 里达等人。 提出了一种通过碳毡电极电沉积去除工业废水中铜、铬和镍的技术。 此外，电浮选还可用于净化含有铜、镍、铬、锌等重金属的工业废水。 另外，近年来，有人将电渗析膜分离技术应用到污水重金属处理的实践中。
3.2 生物修复方法
(1)微生物修复法
重金属污染水体的生物修复机制主要包括微生物对重金属的固定和形态转化。 前者是微生物在带电细胞表面吸附重金属离子，或通过摄取必需的营养物质主动吸收重金属离子，使重金属在细胞表面或内部富集； 后者是通过微生物的生命活动改变重金属的形态或还原重金属。 生物利用度，从而减少重金属污染，如Cr6+转化为Cr3+而降低毒性，As、Hg、Se等还原为单一物质状态并挥发，微生物分泌物对重金属产生钝化作用等。
(2)动物康复方法
利用一些优选的鱼类和其他水生动物品种来吸收和富集水体中的重金属，然后将其驱出水体，以达到修复水体中重金属污染的目的。 研究发现，有些贝类具有富集水中重金属元素的能力，如牡蛎，就具有富集重金属锌、镉的能力。 据介绍，如果按照水分含量计算，牡蛎中镉的浓度可达3-4克/公斤。 动物修复方法需要驯化特定的水生动物，处理周期长且费用昂贵，后续处理费用较高。 规模较大，在实际应用中推广难度较大。
(3)植物修复方法
20世纪80年代初，人们提出了利用重金属超富集器（hyper-）从土壤中提取重金属的想法。 植物修复的概念是经过人们不断的实践、总结和归纳而形成的。 植物修复被定义为利用天然或基因工程植物转移或使环境中的重金属无害。 它是目前研究最多的生物修复技术类别。
关于铬超富集植物，迄今为止，美国、澳大利亚、新西兰等国家已发现500余种可富集重金属的超富集植物，其中镍富集植物360余种。 对于铬超富集植物，学者们公认的有两种：d和铬。 铬含量最高分别为/kg和/kg，均高于铬超富集植物参考值/kg。 国内湿生植物的报道植物禾谷镰刀菌也具有良好的富铬能力。 因此，利用一些水生铬超富集植物来修复铬污染水体是可行的。
4。结论
由于水体中的铬污染也伴随着富营养化的趋势，因此可以通过有机物将六价铬还原为三价铬，并利用沉积物吸收三价铬并将其转移至固相，从而减少六价铬的迁移。铬并减少污染的蔓延。 然后，利用水生铬超富集器将铬从沉积物中提取到植物上部，由人工收获并转移、燃烧并用于提取重金属以回收利用。 因此，利用铬超富集湿生植物修复铬污染水体是一种非常有前景的铬污染水体修复技术。