摘要：随着经济的快速增长，重金属污染问题愈发严重，而六价铬作为其中的代表污染物，已对生态环境和人类健康造成了严重的危害。文章综述了水体中Cr（VI）的处理技术研究进展，分析了各种处理技术的优缺点，并对未来的发展方向进行了展望。
关键词：六价铬；处理技术；研究进展
近年来，铬及其对应的含氧化物随着城市化进程的加快在各种工业生产过程中得到了广泛应用，并由此产生铬污染问题。铬污染主要是指Cr（VI）污染，相比于Cr（III），由于其在水溶液中的强氧化性，导致其毒性远远大于Cr（III）。为减少其对生态环境和人类的危害，含铬废水在排放前必须进行相应处理。
面对如何有效处理水体中Cr（VI）这一难题，常用的处理方法有：离子交换法、化学沉淀法、电解法、生物法以及吸附法等。本文在对国内外相关文献综合分析的基础上，就水体中Cr（VI）的处理技术研究进展进行了综述。
1 水体中Cr（VI）的处理技术
1.1 离子交换法
离子交换法是以离子交换树脂为离子交换剂，通过树脂上的可交换离子或基团与水中的铬离子进行交换，从而使溶液中的铬离子得以去除的方法。吴秋原等通过对比三种阴离子交换树脂对水体中Cr（VI）的吸附性能，优选出DEX-Cr树脂，其对Cr（VI）的动态交换容量可达260mg/L[1]。刘傲等成功制备出PVC-TETA树脂，并将其用于去除水溶液中的Cr（VI），结果表明PVC-TETA树脂对Cr（VI）的吸附容量高达563mg/g，且再生性能良好[2]。离子交换法具有可实现自动化、二次污染小、处理后的水质可达标等优点，但也存在不足之处，即树脂易被污染和氧化，使用寿命短，且对废水的预处理有一定的要求。
1.2 化学沉淀法
化学沉淀法的原理是通过向含铬水体中投加添加剂，使其与溶液中的Cr（VI）离子或Cr（III）离子发生化学反应，生成难溶于水的沉淀物，从而达到去除水体中Cr（VI）的目的。按照生成的沉淀物可分为直接沉淀法和还原沉淀法。直接沉淀法操作简单，就是在水体中直接投加钡盐，溶解后的钡盐会与铬酸根离子反应生成铬酸钡沉淀，但是钡盐的来源比较困难，且容易造成二次污染。而还原沉淀法，则是先在水体中投加还原剂，将Cr（VI）还原为Cr（III），再通过化学反应使Cr（III）沉降。李晓颖采用硫化亚铁处理废水中的Cr（VI），在最佳工艺条件下对Cr（VI）的去除率达99%以上[3]。化学沉淀法优点是操作较简单且处理效率高，缺点是添加剂的使用量大，且产生大量的含铬污泥，需要进行二次处理。
1.3 电解法
电解法是指在电流的作用下，水体中的污染物在阴、阳两极发生氧化还原反应，或通过与电极反应后的产物反应生成沉淀达到净化水体目的的方法。Mukhopadhyay等将纯铁作为电极，并将其用于去除含铬地下水中的Cr（VI），结果表明，在电流作用下，阳极处发生氧化反应溶解生成的Fe（II）离子会将Cr（VI）还原为Cr（III），同时阴极处的水分子会发生还原反应生成OH-离子使溶液保持碱性环境，促成Cr（VI）的还原和Cr（III）、Fe（III）的沉降，从而快速的去除含铬地下水中的Cr（VI）[4]。电解法对水体中的Cr（VI）处理彻底，处理后的水体可继续回用，节约水资源，但是也存在耗材、耗电问题，且污泥处置不当同样会导致严重的二次污染。
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1.4 生物法
生物法可分为微生物法和植物法，是一种利用微生物或植物特性，使其与水体中的金属离子相互作用达到净化废水目的的方法。吴颖等对电镀厂周边受Cr（VI）污染的水体进行采集，驯化培养出高耐受能力菌株7株，其中CQMU-1对Cr（VI）的去除率最大，达到94.6%[5]。常国华等以兰州市某铬铁冶炼厂的铬铁废液为处理对象，进行了青叶碧玉对废液中铬和铁的吸附实验，结果显示，青叶碧玉对两种离子有着良好的富集作用，培养至12天时，去除率接近100%[6]。微生物法的优点是不需要加入强酸强碱，且不会对环境产生二次污染，缺点是微生物的生长周期较长，会产生重金属污泥，且对温度、营养物质等影响因素也有一定的要求。植物法的优点是成本低，在治理污染的同时美化了环境，缺点是修复时间较长，富集能力有限，富集后的植物也需进一步处理。
1.5 吸附法
吸附法通过利用固体吸附剂与水体中污染物的相互作用，使污染物吸附于固体吸附剂表面，从而降低其在水溶液中的含量，到达净化水体的目的。张北等将花生壳进行改性，不仅解决了花生壳的处置问题，还能用于去除水溶液中的Cr（VI）[7]。廖梅芳等通过操作简单的方法合成了MgAl-LDH，并探究了各种因素对其吸附Cr（VI）的影响，结果表明MgAl-LDH对Cr（VI）具有良好的吸附效果[8]。吸附法的优点主要是设备简单，操作容易，占地面积小，处理效果好，吸附剂可再生。同时，也存在一些缺点，如：吸附剂寿命短、吸附容量有限，且大部分仅限于实验室使用。
2 结语与展望
上述处理技术在各自的应用前提条件和最佳条件下，对水体中Cr（VI）的处理各具优势和特点，并展现出良好的发展前景。但各技术本身仍存在一些问题需要进一步解决，且大部分研究尚未应用于实际处理工程。因此，在处理水体中的Cr（VI）时，可结合各处理技术的特点，采用多种技术联合进行处理，以便更好地实现对水溶液中Cr（VI）的去除，这也将是下一步的研究重点。此外，也应注重源头控制，尽可能的减少水体中Cr（VI）的产生。
参考文献：
[1]吴秋原，刘福强，侯鹏，等.不同类型阴离子交换树脂对Cr（VI）的吸附性能研究[J].离子交换与吸附，2012，28（6）：532-540.
[2]刘傲，邵功磊，张中路，等.聚氯乙烯移动树脂的化学修饰、表征及对Cr（VI）的高效吸附[J].化工进展，2017，36（10）：3765-3770.
[3]李晓颖.硫化亚铁处理含铬（VI）废水的研究[J].辽宁化工，2013，42（5）：449-451.
[4]Mukhopadhyay B，Sundquist J，Schmitz R J.Removal of Cr（VI）from Cr-contaminated groundwater through electrochemical addition of Fe（II）[J].Journal of Environmental Management，2007，82（1）：66-76.
[5]吴颖，邓鹏，贾燕，等.一株耐铬产碱菌的鉴定及其铬（VI）解毒特性[J].环境工程学报，2015，9（7）：3545-3550..
[6]常国华，张鸣，马明广，等.青叶碧玉对铬、铁废液中铬铁离子的吸收作用[J].环境科学与技术，2014，37（10）：77-80.
[7]张北，刘斌，岳敏，等.改性花生壳吸附去除水中Cr（VI）的性能研究[J].山东化工，2013，42（4）：20-24.
[8]廖梅芳，朱文杰，韩彩芸，等.镁铝水滑石的制备及其吸附Cr（VI）的性能[J].安全与环境学报，2016（06）：200-207.
论文作者:何冲
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
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