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磨矿专家系统 2024-09-30 18:38:34

废金属回收(海洋重金属回收)

一、废金海洋中重金属迁移转化的属回收海四种基本作用

海洋中重金属迁移转化的四种基本作用是:吸附作用、溶解-沉淀作用、洋重生物作用、金属非生物化学作用等。回收

1、废金吸附作用:重金属可以通过水体中的属回收海颗粒物和有机质吸附在沉积物表面,降低其在海水中的洋重浓度。

2、金属溶解-沉淀作用:一些重金属随着海水中的回收温度、盐度、废金pH等环境因素的属回收海变化而发生溶解或沉淀反应。当有利于某些重金属的洋重沉淀时,海洋中这些重金属的金属含量相对较低。

3、回收生物作用:海洋生物对于重金属的吸收、富集、转运和排泄等过程会对其在海洋中的含量和形态产生影响。

4、非生物化学作用:重金属在海水中可以发生氧化、还原、络合、酸化、碱化等化学反应,这些反应也会影响其在海洋中的含量和形态。

这些作用的交互作用结果导致海洋中重金属的含量和形态呈现出空间和时间差异,同时受到人类活动和自然因素的影响。

二、重金属处理方法有哪些

水中重金属常用处理方法有哪些

1、生物吸附法

生物吸附是利用生物量(如发酵工业的剩余菌体)通过物理化学机制,将金属吸附或通过细胞吸收并浓缩环境中的重金属离子,由于重金属具有毒性,如果浓度太高,活的微生物细胞就会被杀死。所以,必须控制控制被处理水的重金属浓度。

例如陈小霞等人用小球藻富集铬离子,研究表明小球藻富集铬离子的机制主要表现是表面吸附和主动运输。在生长期和稳定期小球藻富集的铬以有机铬存在,而在衰亡期,小球藻富集的铬以无机铬存在。

利用工业发酵后剩余的芽孢杆菌菌体或酵母菌吸附重金属,具体做法是首先用碱处理菌体,以便增加其吸附重金属的能力。然后通过化学交联法固定这些细胞,固定化的芽孢杆菌对重金属的吸附没有选择性(微生物在结合无机污染物上表现出选择性,多于大多数合成的化学吸附剂,微生物对金属的吸附和累积主要取决于不同配位体结合部位对对金属的选择性)。可以去除废水中的Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn去除率可达99%。吸附在细胞上的重金属可以用硫酸洗脱,然后用化学方法回收重金属,经过碱处理后的固定化细胞还可以重新用于吸附重金属。

2、硫酸盐还原菌净化法

脱硫弧菌属硫酸盐还原菌是厌氧化能细菌,它最大的特征就是在无自由氧的条件下,在有机质存在时通过还原硫酸根变成硫化氢,从中获得生长能量而大量繁殖;它繁殖的结果是使溶解度很大的硫酸盐变成了极难溶解的硫化物或硫化氢。这类细菌分布广泛,海洋、湖泊、河流及陆地上都能存在。在没有自由氧而有硫酸盐及有机物存在的地方它就能生长繁殖,其生长温度为25~35摄氏度,PH值为6.2~7.5.该细菌的作用可将废水中的硫酸根变成硫化氢,使废水中浓度较高的重金属Cu、Pb、Zn等转变为硫化物而沉淀,从而使废水中的重金属离子得以去除。

3、利用微生物的转化作用去除重金属。

微生物可以通过氧化作用、还原作用、甲基化作用和去烷基化作用对重金属和重金属类化合物进行转化。

细菌胞外的荚膜或粘膜层可产生多种胞外多聚体,胞外多聚体能够吸附自然条件下或废水处理设施中的重金属。其主要成分是多糖、蛋白质和核酸。

真菌的细胞壁内含几丁质,这和N----乙酰葡糖胺多聚体是一种有效的金属于放射性核素结合的生物吸附剂。经过氢氧化物处理的各类真菌暴露出来的几丁质、脱乙酰壳多糖和其他金属结合的配位体,形成菌丝层,可以有效的去除废水中的重金属。

六价铬具有强烈的毒性,其毒性是三价铬的100倍,而且能在人体内沉淀。由于六价铬很容易通过胞膜进入细胞,然后在细胞质、线粒体和细胞核中被还原为三价铬,三价格在细胞内与蛋白质结合为稳定的物质并且和核酸相作用,而细胞外的三价铬是不能参透细胞的,细菌利用细胞中的NADH作为还原剂,在厌氧或好氧的状态下,将六价铬还原为三价铬。如阴沟肠杆菌能抗10000µmol/l铬酸盐,在厌氧的条件下能使六价铬还原为三价铬,三价铬可以通过沉淀反应与水分离而被去除。

三、海洋重金属污染的迁移转化

进入海洋的重金属,一般要经过物理、化学及生物等迁移转化过程。

重金属污染物在海洋中的物理迁移过程主要是指海-气界面重金属的交换及在海流、波浪、潮汐的作用下,随海水的运动而经历的稀释、扩散过程。由于这些作用的能量极大,故能将重金属迁移到很远的地方。

重金属污染物在海洋中的化学过程主要是指重金属元素在富氧和缺氧条件下发生电子得失的氧化还原反应,及其化学价态,活性及毒性等变化过程。重金属在海水中能与无机和有机配位体作用生成络合物和螯合物,使重金属在海水中的溶解度增大。已经进入底质的重金属在此过程中可能重新进入水体,造成二次污染。此外,重金属在海水中经水解反应生成氢氧化物,或被水中胶体吸附而易在河口或排污口附近沉积,故在这些海区的底质中,常蓄积着较多的重金属。

重金属污染物在海洋中的生物过程主要是指海洋生物通过吸附、吸收或摄食而将重金属富集在体内外,并随生物的运动而产生水平和垂直方向的迁移,或经由浮游植物、浮游动物、鱼类等食物链(网)而逐级放大,致使鱼类等高营养阶的生物体内富集着较高浓度的重金属,或危害生物本身,或由于人类取食而损害人体健康。此外,海洋中的微生物能将某些重金属转化为毒性更强的化合物,如无机汞在微生物作用下能转化为毒性更强的甲基汞。

由于重金属污染来源和迁移转化的特点,一般认为重金属污染物在海洋环境中的分布规律如下:①河口及沿岸水域高于外海;②底质高于水体;③高营养阶生物高于低营养阶生物;④北半球高于南半球。

四、重金属对海洋都有哪些危害

重金属是一种很危险的污染物,到目前也没有完整统一的定义,常指比重大于4.5克/立方厘米的金属。污染海洋的重金属元素主要有汞、镉、铅、锌、铬、铜等,其人为来源主要是工业污水、矿山废水的排放及重金属农药的流失,煤和石油在燃烧中释放出的重金属经大气的搬运而进入海洋。它们在水体中不能被降解,到处扩散,达到一定标准后造成海水污染。还有一些重金属可在微生物作用下发生各种形态之间的相互转化和富集,形成毒性更强的金属化合物,如汞的甲基化形成甲基汞,导致水俣病就是其中典型的例子。

某些微量金属元素是生物体必需元素,但是,超过一定含量就会产生危害作用。海洋中的重金属一般是通过食用海产品的途径进入人体。汞引起水俣病,镉、铅、铬等亦能引起机体中毒,或有致癌、致畸等作用;其他的重金属剂量超过一定限度时,对人和其他生物都会产生危害。

重金属对生物体的危害程度,不仅与金属的性质、浓度和存在形式有关,而且也取决于生物的种类和发育阶段。一般海洋生物的种苗和幼体对重金属污染较之成体更为敏感;此外,两种以上的重金属共同作用于生物体时比单一重金属的作用要复杂得多,归纳起来计有三种形式,即两种以上重金属的混合毒性等于各重金属单独毒性之和时称为相加作用,若大于各单独毒性之和则为相乘作用或协同作用,若低于各单独毒性之和则为拮抗作用。两种以上重金属的混合毒性不仅取决于重金属的种类组成,且亦与其浓度组合及温度、pH等条件有关。

五、地下水中重金属常用处理方法有哪些

1、生物吸附法

生物吸附是利用生物量(如发酵工业的剩余菌体)通过物理化学机制,将金属吸附或通过细胞吸收并浓缩环境中的重金属离子,由于重金属具有毒性,如果浓度太高,活的微生物细胞就会被杀死。所以,必须控制控制被处理水的重金属浓度。

例如陈小霞等人用小球藻富集铬离子,研究表明小球藻富集铬离子的机制主要表现是表面吸附和主动运输。在生长期和稳定期小球藻富集的铬以有机铬存在,而在衰亡期,小球藻富集的铬以无机铬存在。

利用工业发酵后剩余的芽孢杆菌菌体或酵母菌吸附重金属,具体做法是首先用碱处理菌体,以便增加其吸附重金属的能力。然后通过化学交联法固定这些细胞,固定化的芽孢杆菌对重金属的吸附没有选择性(微生物在结合无机污染物上表现出选择性,多于大多数合成的化学吸附剂,微生物对金属的吸附和累积主要取决于不同配位体结合部位对对金属的选择性)。可以去除废水中的Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn去除率可达99%。吸附在细胞上的重金属可以用硫酸洗脱,然后用化学方法回收重金属,经过碱处理后的固定化细胞还可以重新用于吸附重金属。

2、硫酸盐还原菌净化法

脱硫弧菌属硫酸盐还原菌是厌氧化能细菌,它最大的特征就是在无自由氧的条件下,在有机质存在时通过还原硫酸根变成硫化氢,从中获得生长能量而大量繁殖;它繁殖的结果是使溶解度很大的硫酸盐变成了极难溶解的硫化物或硫化氢。这类细菌分布广泛,海洋、湖泊、河流及陆地上都能存在。在没有自由氧而有硫酸盐及有机物存在的地方它就能生长繁殖,其生长温度为25~35摄氏度,PH值为6.2~7.5.该细菌的作用可将废水中的硫酸根变成硫化氢,使废水中浓度较高的重金属Cu、Pb、Zn等转变为硫化物而沉淀,从而使废水中的重金属离子得以去除。

3、利用微生物的转化作用去除重金属。

微生物可以通过氧化作用、还原作用、甲基化作用和去烷基化作用对重金属和重金属类化合物进行转化。

细菌胞外的荚膜或粘膜层可产生多种胞外多聚体,胞外多聚体能够吸附自然条件下或废水处理设施中的重金属。其主要成分是多糖、蛋白质和核酸。

真菌的细胞壁内含几丁质,这和N----乙酰葡糖胺多聚体是一种有效的金属于放射性核素结合的生物吸附剂。经过氢氧化物处理的各类真菌暴露出来的几丁质、脱乙酰壳多糖和其他金属结合的配位体,形成菌丝层,可以有效的去除废水中的重金属。

六价铬具有强烈的毒性,其毒性是三价铬的100倍,而且能在人体内沉淀。由于六价铬很容易通过胞膜进入细胞,然后在细胞质、线粒体和细胞核中被还原为三价铬,三价格在细胞内与蛋白质结合为稳定的物质并且和核酸相作用,而细胞外的三价铬是不能参透细胞的,细菌利用细胞中的NADH作为还原剂,在厌氧或好氧的状态下,将六价铬还原为三价铬。如阴沟肠杆菌能抗10000µmol/l铬酸盐,在厌氧的条件下能使六价铬还原为三价铬,三价铬可以通过沉淀反应与水分离而被去除。

参考资料:电池黑粉回收