摘要：在自然界中，重金属易在冶金、采矿、化工、制革、纺织等工业废水中积聚并造成环境污染。重金属具有难降解、易富集、毒害大以及隐蔽性等特点。汞、镉、铬、铅、砷、镍等重金属在水中的存在会对人类生存和健康以及自然环境保护构成严重威胁。基于此，文章对重金属污染废水的来源、危害性、治理现状及其在处理中的研究进展与治理方法展开了综合分析，并揭示了不同处理方式的治理原理和作用效果。

　　关键词：重金属废水；治理方法；重金属捕集剂

　　我国在重金属污染治理领域虽已取得了显著成效，但作为主要的制造业国家，每年仍会产生大量含重金属的污染废水。目前，工业上将铋、镉、汞、锑、钴、镍、锡、锌、铅和铜划分为重金属。其中，汞、镉、铬、铅、砷、镍等重金属元素受到了人们的重点关注。重金属污染物会随着生物链及环境循环不断富集，不仅难以在自然环境状态条件下降解，还对生物有致畸致癌作用，若不及时采取管理措施，长此以往将会对人类健康及自然环境造成严重危害。因此，本文将从重金属废水的危害性、治理方法等方面展开详细讨论。

　　1重金属废水危害

　　1.1对人体及生物的危害

　　在重金属污染废水中，重金属的形态与性质各不相同，对人类健康和自然环境的影响及危害也有所差异。铜元素是人体造血细胞不可或缺的元素之一。人体若缺少铜元素，会出现贫血，甚至引发脑部障碍症状；若铜元素过量，则易引起腹痛、呕吐等症状，影响人体消化系统，造成运动障碍。铬元素会对人体的胃、肝、肾脏等器官产生影响，造成细胞凋亡或器官衰竭。铅元素则会损伤人体神经系统，甚至会造成人体行为功能损伤。

　　当自然界植物中的重金属达到一定水平后，就会使植物体表现出某些特定的病症，如植物生长缓慢、体内某些酶活性降低以及出现一定功能障碍。病症严重时，还会使植物体枯萎死亡。此外，重金属还会影响动物的生长、发育和遗传。动物如果吸收了过量的重金属，将会出现生长发育缓慢、遗传基因突变等问题。

　　1.2治理现状

　　2022年中华人民共和国生态环境部印发的《关于进一步加强重金属污染防控的意见》（环固体〔2022〕17号），提出了5方面共20项重点工作任务，明确了“铅、汞、镉、铬和砷5种重金属污染物排放量实施总量控制”重点防控要求以及未来15年的重金属污染防治目标，对重金属污染防治工作提出了更高要求。

　　2重金属废水治理工艺

　　2.1物理法

　　2.1.1吸附法

　　吸附法具有吸附效果好、绿色环保、可循环利用、操作便捷等特点，得到了广泛应用。该方法通常需要用到多孔的材料，如活性炭、沸水、黏土等作为吸附材料，通过分子间相互作用力将重金属吸附到材料表面，并通过沉淀去除重金属。吸附材料的孔隙结构、表面功能基类型及比表面积等吸附性能决定了重金属的去除效率。

　　活性炭吸附剂的吸附性能强、去除净化效率高、环保绿色无污染，常被用作重金属污染废水的吸附材料。纳米材料拥有较大的比表面积，可作为水中重金属离子的吸附剂。

　　2.1.2膜分离法

　　利用渗透膜的选择透过性，在不改变重金属化学形式的前提下，可将重金属污染废水中的大分子物质截留在废水中，经过滤分离作用去除重金属。

　　液膜法包括制膜、分离、净化及破乳过程，多采用水包油包水双重乳液体系，具有运行费用及投资成本低、设备紧凑、工艺操作简单、净化效率高等优点。多孔膜是微滤和超滤的过滤介质，以压力差为分离驱动力。按照多孔膜的尺寸大小可对其作用机制和压力差加以区分，从而将重金属污染废水中的重金属离子质量浓度降至0.1 mg/L以下，并实现达标排放。纳滤的过滤介质是纳滤膜，且以跨膜压差为分离驱动力。王帅等[1]在去除微污染水中的铅、镉时使用自行设计的纳滤小试装置进行了研究处理；龚信璃[2]采用交联法、3D打印和电喷雾涂覆3种技术，研究制备出了荷正电MOFs纳滤膜，并发现其对镍离子具有较高的去除率，能达到90%以上。崔帅、左丹[3]通过制备耐高温反渗透膜，对化工废水中的汞和铬进行了处理，使水质得到了明显改善。李福勤等[4]使用单价选择性电渗析工艺探究发现，在酸性重金属污染废水中，锌离子与镉离子具有较高的选择性分离效率。

　　2.2化学法

　　2.2.1化学沉淀法

　　还原沉淀法是利用还原剂使高价态重金属离子形成低价态难溶物质，再经过滤分离将重金属去除。部分企业工厂仍采用水合碘还原沉淀法，具有投入成本低、设备简单、处理量大以及去除效果好等优点，但废水中的有机物难以去除彻底，且较难控制投药量，易浪费化学药品，增加投入成本。

　　氢氧化物沉淀法则是通过调节废水酸碱度，同时结合混凝工艺使水体中不易沉淀的重金属污染物形成絮体，后进行过滤分离的工艺。

　　硫化物沉淀法对弱络合态重金属不达标的污染废水具有较好的处理效果。所形成的沉淀物易脱水、产泥量少、沉渣金属品质优，且易回收，总体去除效果较好，但易生成H2S气体及过量的硫化物沉淀，造成二次污染。

　　铁氧体技术是处理高浓度且含有多种重金属离子污染废水的一种特殊工艺，通过控制工艺条件，可使废水中生成不溶性的铁氧体晶粒，随后采用固液分离去除重金属。所用设备简便、操作步骤简单，产生的化学沉淀物质稳定性高、易于分类和处置，且能进行二次利用。

　　2.2.2离子交换法

　　离子交换法是利用兼具吸附和交换功能的离子交换剂中的可交换基团与水中重金属离子进行交换，以去除重金属的一种技术。离子会在离子间浓度差的驱动力下先被吸附后被交换，同时可交换基团作用能力强的离子会被吸附至交换剂中，实现分离。离子交换树脂是常用的离子交换剂。该法具有可回收再生利用、循环用水、变害为利以及处理工艺费用低等优点，但其对技术工艺要求较高且投入建设成本较大。

　　2.2.3电解法

　　电解法主要利用直流电进行氧化还原反应，是使物质得失电子的过程，可使重金属离子在电极上析出沉积后完成去除。目前，大约有30种重金属能进行电沉积，并实现回收利用。电解法是目前较为成熟的一种重金属污染废水处理工艺，具有污泥产量低、重金属沉淀可回收利用、去除效率高、无二次污染等优点。

　　2.2.4混凝-絮凝法

　　混凝-絮凝药剂通过螯合与吸附作用可将污染废水中的重金属离子架桥成螯合物，先形成微絮体再通过网捕形成大絮体，从而加速沉淀物的沉降。药剂母体分子链能组织螯合物的解离，使生成的沉淀物保持稳定，以便后续实施分离工艺。该方法在重金属处理领域中得到了广泛应用，具有操作简便、投入成本低、处理快速且高效等优点。

　　重捕剂多用于重金属分离工艺，其分子结构中含有特定的官能团，可使配位原子通过配位作用与重金属离子形成配位键，同时相互交联螯合，从而使废水中的重金属被捕捉并沉降下来，生成稳定螯合物。重捕剂法所产生的螯合盐物质与传统化学沉淀法生成的沉淀物相比，具有颗粒大、沉降快、易脱水、泥量低及处理效率高等优点，不易造成二次污染，适用于处理含多种重金属污染物的废水。

　　2.3生物法

　　2.3.1生物絮凝法

　　微生物在新陈代谢等生命活动中会产生并分泌天然高分子物质，如核酸、多糖、纤维素、蛋白质、聚氨基酸、糖蛋白等。其含有多种官能团，可通过离子键、氢键使废水中的胶体悬浮液相互凝聚并形成沉淀。利用絮凝剂大分子表面高电荷、强亲水性、疏水性等的架桥作用，可同时吸附多个胶体颗粒，形成网状结构并沉降。微生物絮凝剂对环境友好，安全、高效、无毒。马军等[5]在含铬重金属废水去除实验中得出，在利用硫酸盐还原菌进行絮凝的最佳工艺条件下，最高进水的六价铬质量浓度为100 mg/L。

　　2.3.2生物吸附法

　　生物吸附剂具有可选择、可再生、可回收及可适应广泛酸碱度和温度等特点。黄民生等[6]研究发现，稀碱溶液可提高曲霉菌体对重金属的吸附能力。Siegel等[7]研究了根霉和真菌对重金属的吸附能力，并得出根霉的吸附能力依次为Pb>Zn>Cd>Cu；真菌为Zn>Cu>Cd>Pb。

　　2.3.3植物修复法

　　植物修复法主要包括固定、吸收与挥发，可通过自然植物的生长过程来修复重金属污染物，并通过植物的物质运输、新陈代谢等生命活动，将重金属物质吸收、分解或者固定到土壤中。陈英旭等[8]对环境中铅和镉富集修复作用进行了研究，并利用萝卜的根系作为修复材料，发现铅的吸附富集过程比镉更快，活根净化能力比干根强。

　　3结语

　　综上所述，重金属污染废水对环境及人类健康造成了严重影响。因此，要从环境污染、经济效益、难易程度等层面出发，针对不同类型的重金属废水特征采取相应的处理方法，或将这些方法结合使用，共同防控重金属污染废水排放，缓解环境污染问题。

参考文献

　　［1］王帅,员建,张抗抗,等.纳滤去除微污染水中Pb2+、Cd2+的影响因素［J］.天津城建大学学报,2024,30(2):118-124.

　　［2］龚信璃.荷正电MOFs纳滤膜的制备及重金属离子的脱除性能研究［D］.上海:华东理工大学,2021.

　　［3］崔帅,左丹.化工废水处理中耐高温反渗透膜的应用［J］.化学工程与装备,2023(5):224-226.

　　［4］李福勤,张引弓,朱敏,等.单价选择性电渗析处理酸性重金属废水应用研究［J］.水处理技术,2022(3):118-122.

　　［5］马军,邱立平,郝醒华,等.微生物絮凝法处理含铬工业废水中试研究［J］.哈尔滨建筑大学学报,2001,34(5):44-48.

　　［6］黄民生,施华丽,郑乐平,等.曲霉对水中重金属的吸附去除［J］.上海环境科学,2002,21(2):89-92.

　　［7］SIEGEL S M,GALUN M SIEGEL B Z.Filamentous fungi as,metal biosorbents:A review［J］.Water Air and Soil Pollution,1990,53:335-334.

　　［8］陈英旭,林琦,陆芳,等.萝卜根系对环境中重金属铅、镉富集的修复作用［J］.浙江大学学报（农业与生命科学版）,2000,26(1):61-66.