锌是人体所必需微量元素之一,保证锌的供给对于促进人体的生长发以及保持健康具有重要的意义。锌可以抵抗与消灭人体内的病原,也可以与其他的微量元素在人体内有着微妙的平衡作用,胰岛素中的也含有锌,锌还能预防癌癌症。
人体内有近200种酶的活性与锌有关,可以说锌对人体的健康有着巨大的意义。然而当人体摄入过量锌元素时会导致中毒,出现恶心、吐泻、发热等症状,可能会造成急性肾功能衰竭,甚至于突然死亡。
锌不溶于水,但锌盐却很容易溶于水,而在采矿场、镀锌厂、合金厂、仪器仪表厂、机器制造厂等排放的工业废水,主要以锌化合物的形式存在,全球每年经河流进入海洋的锌有近400万吨,锌水生生物的毒性比对温血动物大要强上许多。所以当含锌废水进入水体时,也会使锌在土壤中富集,过量的锌元素会导致土壤酶失去活性,而后会降低土壤中细菌,降低微生物作用,会对环境产生巨大污染,同时也会是锌在植物体内的富集,植物富集了锌之后,当人和动物食用这种植物时,都会产生巨大的危害。
锌广泛的分布在自然界中,普通土壤中,世界土壤锌元素的平均含量约为50mg/kg,根据参考文献得知,中国的让含锌量约为100mg/kg,大约为世界平均水平的2倍。污水灌溉区、锌采矿及冶炼区的锌含量高达900多mg/kg,随着城市化进程的不断推进,含锌废水废气排放大幅度增加,导致城市土壤含锌量远远超过了环境质量标准。
1.2锌污染来源及现状
(1)采矿三废带来的污染近年来,中国的经济迅猛发展,而在发展的同时,也有着许多严重的问题,对矿产资源的使用大幅度提高,但却又得不到合理的规划与安排,造成了大量的不必要的浪费,开采和冶炼过程中,大量的废渣和废气到随意排放,而废液废水也未经处理,或处理不当而造成严重的锌污染,锌会在土壤和污水中富集并扩散。目前广西某些稻田的锌离子含量高达7000多mg/kg,而公路两侧的土壤也受到了锌污染。
(2)农业活动带来的污染现在农业生产离不开化肥,而在使用化肥时,会使土壤中的重金属离子含量增加,研究表明,随着农业生产时间的延长,土壤中的重金属元素含量也在不断增加。某些重金属离子添加剂可以改善动物的生长性能,比如锌元素,但是大部分的锌并没有被吸收,而是作为废物,排出体外,重金属含量很高的添加剂必将导致动物粪便的重金属含量提升,从而导致土壤中重金属含量提升。
(3)污水灌溉带来的污染如今,许多因素都可能导致水体重金属污染,所一,污水灌溉也是导致土壤污染的重要因素之一,目前,污水灌溉农业生产面积达到了361万hm²,占总面积的7%,虽然所占比例不大,但是,污水灌溉主要存在于辽、海、淮、黄四大流域,这四大流域污水灌溉的面积约占种面积的85%[2],同时,这四大流域也是人类活动最密集的区域。
1.3重金属水污染的治理方法
重金属,染不仅会对环境产生巨大危害,而且还不会被自然或微生物所降解,因此需要人类来寻找一些经济、高效并且对环境无毒无害的的方法来治理重金属危害,在过去的许多年里,人们投入了巨量的人力物力来进行相关的研究,也发明了不少重金属污染治理方法,比如化学沉淀法、絮凝法、离子交换法、膜分离法、生物处理法、吸附法等[3]。
1.3.1化学沉淀法
向水体中加入特定试剂,使废水中离子状态的重金属元素通过化学反应转变成为为不溶于水的盐而后从水中分离出来的方法,叫做化学沉淀法。化学沉淀法操作起来非常简便,甚至可以同时去除多种重金属离子,但是处理效果很容易受到沉淀剂或环境影响,也比较容易产生二次污染。化学沉淀法有中和沉淀法、硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀法。中和沉淀法是指在废水中加入碱进行中和反应,生成氢氧化物沉淀然后分离出来,这种方法的特点是可以中和各种废水中酸性物质,如果反应后废水的pH较高,则需要中和后才能排放硫化物沉淀法是指向废水中加入硫化物,让硫离子和重金属离子结合,生成硫化物沉淀而后分离,相比于氢氧化物,重金属硫化物溶解度更低,也就是说,硫化物沉淀法去除效果比氢氧化物更好一些,但是容易形成胶体,而且,沉淀剂遇到酸时会生成硫化氢气体,产生二次污染[4]。铁氧体法则比较新的技术,具体操作为在废水中加入铁盐,将废水的pH调节在8左右,形成铁氧体,废水中的重金属离子会被包裹,夹带在铁氧体晶格中,而后形成复合铁氧体,在进行分离,这种方法效果很好,操作简便,