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参考文献 26
第一章 绪论
1.1 引言
重金属污染一般是指由重金属或其化合物所造成的水体、土壤等污染，主要有电镀、采选矿、冶炼和使用重金属制品等原因所造成的[1]。随着我国工业生产的快速发展和城市现代化进程的加快，大部分工业企业中存在大量未处理达标的重金属废水直接或间接排入水体，导致水环境中的重金属污染加剧[2]。有色金属工业领域的重金属污染尤为严重，有色金属是一种有毒的金属，如果它随着废水进入到土壤，就会威胁到人们的身体健康，同时这些含有重金属的土壤也会影响到农作物的生长，基于种种不利因素，国家开始加强对重金属的治理，具体表现在制定了《重金属污染综合防治“十二五”规划》，这个规定要求在废水的排放的同时把重金属的排放控制在一定的范围之内，如果排放超标将接受相应的惩罚，这样的规定预期是在2015年可以达到想达到的效果。
对于重金属污染废水的处理，常用方法有沉淀法、强化混凝法、吸附法、生物法及膜分离法等[3]。这几种方法中利用吸附法处理效率高，成本低。磁性纳米材料因具备种种优点：比表面积大、大量的吸附位点、在外加磁场下能够迅速分离，在磁纳米吸附领域有很大的应用前景。因此，开发经济高效的磁性纳米材料吸附剂来处理水中的重金属污染物是很具有价值的。
1.2 水中重金属处理方法现状
处理水中重金属有很多方法，可能涉及到物理、化学、生物和环境等多种学科。所以开发能耗低、操作简便、安全经济、运行高效、没有二次污染的方法是水处理领域的发展趋势。
1.2.1 化学处理法
化学法主要包括萃取法、氧化还原法、化学沉淀法、凝聚沉淀法、离子交换法、光催化还原法、超声波降解法[4]。
沉淀法是处理重金属污染时常用的化学方法。原理是选用合适的沉淀剂通过与污染物进行作用然后生成沉淀，把污染物从原有的物质中除去的一种方法。适合处理单金属离子的体系，但是实际上基本不可能存在仅含有一种金属离子的废水，通常情况下在同一体系存多种重金属离子。使用化学沉淀法处理含两种或两种以上的两性金属离子(如铝、锡等)的废水体系时，就需要采用分段沉淀的方法处理，从而使处理过程变得繁琐。
化学沉淀法操作过程简单方便，同时成本较低；但它也有自己的不足之处，不足之处是离子选择性差，沉渣难于处理，同时采用沉淀法处理重金属废水后产生的残留沉淀产物也是一种污染物，将产生二次污染。
1.2.2 生物处理法
生物处理法的机理是利用微生物的富集作用除去水中污染物的一种方法，主要包括生物絮凝、生物吸附、植物修复等方法[5]。其中生物吸附法简单容易，最常被应用。
生物吸附剂是比较常见的，原料易得、价格便宜、吸附能力比较强，同时又可以进行回收，循坏使用，符合可持续发展的战略。缺陷是：是处理周期长，费用高。
1.2.3 物理处理法
物理处理法是使废水中的重金属在不改交化学形态的条件下对其进行吸附、浓缩、分离的方法，包括电解、膜分离[6]等方法。
(1) 电解法：利用的是在电解池的阳极发生氧化反应，在阴极发生还原反应，通过这两个反应将有毒物质变成无毒的物质，从而到达原的目的。电解法不消耗化学试剂，直接用直流电，操作方便。缺点是：耗电量大、金属电极易损耗、产生的沉淀物不易处置。
(2) 膜分离法：对通过半透膜的大小不同的分子选择性的进行分离。这种方法去除率高，可达99%，但处理成本较高。
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