生物吸附在环境治理中的作用外文翻译资料

 2021-11-29 10:11

英语原文共 8 页

摘要

几十年来,污染一直是主要问题,破坏了我们的环境和资源。在所有类型的污染中,重金属污染正在对生物圈造成重大威胁。这主要是由于工业废物释放到大气中。工业遵循各种化学程序以从工业废水中去除与各种缺点相关的有害污染物,因此由于化学技术的缺点,许多环保技术已经被开发出来。微生物细胞对重金属的生物吸附已被认为是从工业废物中回收重金属的现有技术的潜在替代品。目前的评论侧重于通过不同方式对不同金属的生物吸附,这导致环境的生态友好清理,而不会对周围环境造成任何损害/没有化学物质释放到大气中,本文主要涉及生物吸附Fe,Cr(VI),U,Pb,Cu2 ,Cd(II),Mn,Zn,Ni,镧系元素,Ni和该技术在清理环境中的作用。

关键词:重金属;生物吸附;生物修复;生物降解;生物脱硫;加氢脱硫;消电离

1.介绍

污染是将污染物引入自然环境,导致不稳定,无序,伤害或不适生态系统。快速的工业化和城市化导致大量废物释放到环境中,造成严重的污染问题[1]。污染可以采取的形式化学 物质要么能源,如噪音,热量或光线。污染物,污染因素,可以是外来物质或能源,也可以是天然存在的;当天然存在时,当它们超过自然水平时,它们被认为是污染物[2]。由于工业的进步,各种化合物释放造成的环境污染现已占据严重的比例。水污染管理目前是环保主义者面临的主要挑战之一[3]。今天高度工业化的环境中充斥着大量潜在的有毒化学物质。排放废水中存在有害污染物通常会污染地表水和土壤。水生和土壤污染是一个世界范围的问题,可能导致食物链中有毒化学物质的吸收和积累,也会对受影响栖息地的动植物造成危害[4]。土壤污染当有意释放化学品时,通过溢出或地下泄漏发生。其中最重要的 污染物烃类,重金属,Mtbe除草剂, 农药氯化烃[5].农药在造成污染方面也发挥着重要作用。在农业,造林甚至畜牧业中持续使用合成农药已经在公共卫生方面造成了一些困难[6,7]。与农药对人类和环境的危害有关的问题不仅限于发展中国家,而是扩展到发达国家,并且在某些地方仍然面临一些问题。土壤和地下水被石油化合物污染是世界上最普遍的问题之一[8]。油污染也是可以使用生物表面活性剂清除的环境污染之一[9]。由于环境污染,会释放出二氧化碳,二氧化硫和氮氧化物等气体,从而导致温室效应[10]。水生植物和鱼类中放射性核素的积累可以达到人类食物链[11,12]。

研究内容

2.1重金属污染

重金属是松散定义的元素子集中的一部分,其具有金属性质。它主要包括过渡 金属,一些非金属,镧系元素,锕系元素。已经提出了许多不同的定义 - 一些基于密度,一些人原子数要么原子重量,还有一些化学性质 要么毒性。重金属在生态系统中天然存在,浓度变化很大。在现代,重金属的人为来源,即污染,已被引入生态系统。废物衍生燃料特别容易含有重金属,因此考虑到废物作为燃料,重金属是一个问题。

与生物体的关系:生物体需要不同数量的“重金属”铁,钴,铜, 锰,钼,锌。过量的这些金属可能对生物体造成损害。其他重金属如汞, 和铅是有毒金属对生物体没有已知的重要或有益作用,以及它们在体内的积累动物会导致严重的疾病。对于某些生物或在某些条件下,某些通常有毒的元素是有益的。例子包括钒,镉。

重金属污染及其反作用:重金属离子如Cu,Cd,Hg,Zn,Pb,Cr等,是地壳的天然成分,不会降解,已被认识到作为生态毒理学危害[13]。重金属污染可能来自许多来源,但最常见的原因是金属的净化,例如,金属冶炼铜的制备和 燃料。几个世纪以来,采矿活动产生了废物废物。尾矿通常含有高浓度的金属(Cu,Zn,Fe,Mn,Ni,Pb和Cd等)[14]。经常施用沉积的污水污泥和工业废水对农业耕地的重金属污染会对土壤微生物产生长期的不利影响[15]。电镀是铬和铬的主要来源镉。通过其化合物的沉淀或通过离子交换进入土壤泥的,重金属污染物可以定位并处于休眠状态。与有机污染物不同,重金属不会腐烂,因此对修复提出了不同的挑战。目前,植物或微生物暂时用于去除一些重金属,例如汞。表现出过度积累的植物可以通过将重金属浓缩在其生物物质中来从土壤中去除重金属。已经发生了对采矿尾矿的一些处理,然后将植物焚烧以回收重金属。几个世纪以来,采矿活动产生了废物废物。尾矿通常含有高浓度的金属(Cu,Zn,Fe,Mn,Ni,Pb和Cd等),范围从1到50 g·kg-1 [16]。

与重金属持久性相关的最大问题之一是潜在的生物累积和生物放大作用导致某些生物体暴露于比单独环境中更多的生物暴露。沿海鱼类(如那个光滑的蟾鱼)海鸟(如那个大西洋海鹦)经常监测这些污染物的存在[17]。

重金属降解

为应对日益严重的问题,联邦和州政府制定了环境法规,以保护地表水和地下水免受重金属污染物(如Cd,Cu,Pb,Hg,Cr和Fe)的污染。为了满足联邦和州的重金属排放指南,公司经常使用化学沉淀或螯合剂。对于酸性矿山排水(AMD)和废水处理厂,通常通过pH中和和石灰沉淀,过氧化物添加,反渗透和离子交换来完成去除重金属的典型方法。基于成本和有效性,通过中和沉淀,绝大多数优选的方法已经在这些处理过程中花费了大量的研究和财务资源。然而,浸灰过程的主要缺点是需要大剂量的碱性物质来增加和维持4.0至6.5以上的pH值以获得最佳的金属去除。另外,pH中和通常要求材料具有明显的细粒度以提供必要的反应性表面积。此外,石灰产生二次废物,如金属氢氧化物污泥,需要高度管制和昂贵的处置[18]。

常用程序

从水流中除去金属离子的常用方法包括化学沉淀,石灰凝结,离子交换,反渗透和溶剂萃取。每种方法的过程描述如下。

反渗透:这是一种过程,其中重金属被半渗透膜在高于渗透压的压力下分离,该渗透压由废水中的溶解固体引起。这种方法的缺点是价格昂贵。

电渗析:在此过程中,通过使用半透性离子选择性膜分离离子组分(重金属)。在两个电极之间施加电势导致阳离子和阴离子向各个电极迁移。由于阳离子和

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