铬污染水体修复技术研究进展（一）

1.引言
铬，由法国化学家Lvauquelin于1797年首先发现，是一种应用广泛且对人体有害的重金属元素。在环境中稳定的两种价态Cr(ⅲ)和Cr (ⅵ)具有几乎相反的性质。适量的Cr(ⅲ)可降低人体血浆中的血糖浓度，提高胰岛素活性，促进糖和脂肪代谢，提高人体的应激反应能力。Cr (ⅵ)是一种强氧化剂，具有很强的致癌、致畸和致突变作用，对生物体危害极大。
最常见的铬污染是水污染，如电镀铬、制革、制药、印染等行业以及其他应用铬及其化合物的工业企业的废水，主要以Cr(ⅲ)和Cr (ⅵ)的形式进入环境。资料显示，皮革行业通常处理1吨生皮，排放50-60吨含铬410mg/L的废水。炼油厂和化工厂使用的循环冷却水也含有高含量的铬。镀铬厂废水中的铬含量较高，尤其是更换电镀液时，往往会排出大量含铬废水。铬水体污染不仅在中国，而且在世界各国都相当严重。世界各国普遍将铬污染作为重点防治对象。
2。水中铬的存在形式
天然水中铬的质量浓度一般在1-40μg/L之间，主要以Cr3+、CrO2-、CrO42-和Cr2O27-4离子的形式存在，水中的铬主要由三价铬和六价铬的化合物组成。铬的存在形式直接影响其迁移转化。大部分三价铬被沉积物吸附并转移到固相，而少量三价铬溶于水，因此其迁移能力较弱。铬(ⅴ)在碱性水中稳定，以溶解状态存在，具有很强的迁移能力。因此，如果水中以三价铬为主，可以在中性或弱碱性水中水解生成不溶性的氢氧化铬和水解产物，也可以被悬浮颗粒强烈吸附后存在于沉积物中；如果六价铬占主导地位，它可以大部分溶解在水中。一般六价铬的毒性是三价铬的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和COD值越高，还原作用越强。
3。水体重金属铬污染的处理方法
3.1物理和化学方法
(1)稀释法和水交换法
稀释法是将被重金属污染的水混入未被污染的水体中，从而降低重金属污染的浓度和程度。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，而且由于重金属的累积效应，目前这种处理方法正逐渐被否定。换水法是通过去除被重金属污染的水，用淡水替代的方法来减少水污染的措施。这种方法适用于鱼塘和其他小水域。
(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。加入碱性物质可以提高水体的pH值，使大部分重金属生成氢氧化物沉淀。此外，许多其他阴离子可以沉淀相应的重金属离子。因此，向被重金属污染的水体施用石灰、NaOH、Na2S等物质，可以沉淀去除多种重金属，降低重金属对水体的危害程度。目前，这种方法在中国被广泛用于处理重金属污染。
(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中的重金属还原成无污染或轻度污染的化合物，从而降低重金属在水中的迁移性和生物有效性，减少重金属对水体的污染。电镀废水中往往含有六价铬离子(Cr6+)，它以铬酸离子(Cr2O72-)的形式存在。在碱性条件下难以沉淀，毒性大。三价铬的毒性比六价铬低很多，但六价铬在酸性条件下容易还原成三价铬。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对污染水中的重金属进行交换，从而达到控制重金属污染的目的。离子交换处理后，废水中的重金属离子被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低，操作人员不直接接触重金属污染物，但适用范围有限，容易造成二次污染。
(4)电修复
电修复是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施加DC电场，利用电场迁移力将重金属迁移出水体。Ridha等人提出了通过在碳毡电极上电沉积来从工业废水中去除铜、铬和镍的技术。此外，含有重金属如铜、镍、铬和锌的工业废水可以通过电浮选来净化。此外，近年来，电渗析膜分离技术已应用于污水中重金属处理的实践中。