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      鎘的保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值制訂方法及鎘的去除方法與流程

      文檔序號(hào):12854952閱讀:550來源:國知局
      本發(fā)明涉及水環(huán)境保護(hù)方法,特別涉及鎘的保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值制訂方法及鎘的去除方法。
      背景技術(shù)
      :在我國現(xiàn)行的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)文件中,均沒有專門為保護(hù)水生生物而設(shè)立的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)階段我國水生生物水質(zhì)管理工作主要依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(gb3838-2002)和《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(gb11607-1989)?!兜乇硭h(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(gb3838-2002)是一項(xiàng)綜合性標(biāo)準(zhǔn),目的是防治水污染,保護(hù)地表水水質(zhì)安全,保障人體健康,維護(hù)良好的生態(tài)系統(tǒng)。該標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)地表水水域的環(huán)境功能和保護(hù)目標(biāo),按照功能高低依次劃分為5類功能區(qū):自然保護(hù)區(qū)、飲用水源地、漁業(yè)水域、工業(yè)用水區(qū)和農(nóng)業(yè)用水區(qū)。按照高功能區(qū)高要求、低功能區(qū)低要求的原則,在借鑒美國水生生物急慢性基準(zhǔn)值和人體健康基準(zhǔn)值以及歐盟、加拿大、日本、韓國等國家的飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,將地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)值分為i類到v類,不同功能類別分別執(zhí)行相應(yīng)類別的標(biāo)準(zhǔn)值。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ⅱ類水體用于保護(hù)集中式生活飲用水地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚蝦類產(chǎn)卵場(chǎng)、仔稚幼魚的索餌場(chǎng)等;ⅲ類水體用于保護(hù)集中式生活飲用水地表水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、魚蝦類越冬場(chǎng)、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū)。因此,ii類和iii類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值同時(shí)兼顧了保護(hù)人體健康和保護(hù)水生生物安全的雙重功能,使得部分項(xiàng)目的飲用水源地水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值(即保護(hù)人體健康標(biāo)準(zhǔn))與保護(hù)水生生物標(biāo)準(zhǔn)值之間有交叉,致使水質(zhì)功能分類不清,從而導(dǎo)致對(duì)不同的保護(hù)對(duì)象存在“欠保護(hù)”和“過保護(hù)”的問題,這也是環(huán)保部門在執(zhí)行水環(huán)境質(zhì)量管理工作中存在的科技難題?!稘O業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(gb11607-1989)保護(hù)對(duì)象是魚蝦類的產(chǎn)卵場(chǎng)、索餌、越冬場(chǎng)、洄游通道和水產(chǎn)增養(yǎng)殖區(qū)等海、淡水的漁業(yè)水域,保證魚、貝、藻類正常生長(zhǎng)、繁殖和水產(chǎn)品的質(zhì)量。僅側(cè)重于對(duì)魚蝦等水產(chǎn)養(yǎng)殖類經(jīng)濟(jì)型生物用水的保護(hù),因此對(duì)物種多樣性保護(hù)不足,不利于整個(gè)水生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。因此,為了保護(hù)水生生物生態(tài)安全,維持其生物多樣性的可持續(xù)性發(fā)展,有必要制訂保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。我國目前尚未開展制訂保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的工作,本技術(shù)尚屬首例。聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署于1974年將鎘定為重點(diǎn)污染物,美國環(huán)保局于1986年將鎘列為制定水質(zhì)基準(zhǔn)的優(yōu)先控制污染物。在我國鎘被列入水體優(yōu)先控制污染物清單及《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(gb3838-2002)和《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(gb11607-1989)中的污染物項(xiàng)目。鎘類化合物具有高毒性、難降解、易殘留等特點(diǎn),能在動(dòng)植物和水生生物體內(nèi)大量蓄積。鎘可通過不同途徑或機(jī)理對(duì)水生生物的某一器官和組織產(chǎn)生危害,鎘進(jìn)入血液后能夠迅速與金屬巰蛋白結(jié)合,進(jìn)而影響水生生物胚胎的發(fā)育、幼體的存活以及成體的繁殖。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和問題,提供一種鎘的保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值制訂方法及鎘的去除方法,該方法得到的保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值更具科學(xué)性與實(shí)用性,改變了我國環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)工作參照國外基準(zhǔn)/標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)狀,避免過保護(hù)和欠保護(hù)問題,顯著推動(dòng)了標(biāo)準(zhǔn)制訂的科技進(jìn)步,能夠?yàn)榄h(huán)保部門執(zhí)行水質(zhì)評(píng)價(jià)和管理工作提供科學(xué)依據(jù),鎘的去除方法有效去除水中的鎘,同時(shí)去除一部分cod。本發(fā)明的技術(shù)方案為:鎘的保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值制訂方法,包括以下步驟:s1、數(shù)據(jù)資料收集與整理所述數(shù)據(jù)資料的收集包括:鎘的理化性質(zhì)、水生生物鎘的毒性數(shù)據(jù)、鎘在水環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、鎘在水環(huán)境中的污染現(xiàn)狀、鎘的用途和產(chǎn)量、鎘的生物持久性與累積性、鎘的檢測(cè)分析方法以及公開發(fā)表的其他國家或地區(qū)關(guān)于鎘的水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);s2、保護(hù)水生生物水質(zhì)基準(zhǔn)值推導(dǎo)推導(dǎo)出鎘的短期水質(zhì)基準(zhǔn)和長(zhǎng)期水質(zhì)基準(zhǔn)這2個(gè)限值;水生生物基準(zhǔn)是水環(huán)境中污染物對(duì)水生生物及其使用功能不產(chǎn)生不良或有害效應(yīng)的最大允許濃度。采用基準(zhǔn)雙值體系是為了獲得水環(huán)境中的污染物對(duì)水生生物及其用途不產(chǎn)生長(zhǎng)期和短期毒性效應(yīng)的最大濃度,其中短期水質(zhì)基準(zhǔn)是對(duì)污染物急性毒性效應(yīng)的評(píng)價(jià),長(zhǎng)期水質(zhì)基準(zhǔn)則是對(duì)污染物慢性毒性效應(yīng)的評(píng)價(jià)。s3、保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值制訂基準(zhǔn)值是基于科學(xué)實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)出來的理論閾值,鎘的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值的制訂基于水質(zhì)基準(zhǔn)值,將水質(zhì)基準(zhǔn)值通過外推法推導(dǎo)得到標(biāo)準(zhǔn)值。鎘的保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值推導(dǎo)是以鎘的保護(hù)水生生物水質(zhì)基準(zhǔn)值為科學(xué)依據(jù),遵循經(jīng)濟(jì)合理與技術(shù)可行兩大原則,充分考慮鎘在水體環(huán)境中的暴露水平與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),結(jié)合國家或地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、社會(huì)自然條件以及技術(shù)分析條件等因素,綜合分析最終確定保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值。本發(fā)明依據(jù)保護(hù)水生生物長(zhǎng)期與短期水質(zhì)基準(zhǔn)值分別制訂保護(hù)水生生物長(zhǎng)期與短期標(biāo)準(zhǔn)限值,分別適用于水生生物水質(zhì)安全的日常管理與污染事故應(yīng)急處置,既保護(hù)水生生物不受低濃度鎘的長(zhǎng)期暴露毒害效應(yīng)影響,又保護(hù)其在高濃度鎘瞬時(shí)即短期暴露作用下不受毒害效應(yīng),符合我國環(huán)境管理與監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)的科技需求。s4、保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值審核在保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值正式發(fā)布前,需要進(jìn)一步確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)值是否科學(xué)合理可行,即開展標(biāo)準(zhǔn)審核工作,同行專家評(píng)判與公眾咨詢是標(biāo)準(zhǔn)審核的重要程序,成為水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值的最終判定依據(jù)。所述數(shù)據(jù)資料的收集具體包括:(1)鎘的理化性質(zhì):顏色、氣味、硬度、密度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、溶解度、吸附、沉淀、降解等物理化學(xué)特性;(2)水生生物鎘的毒性數(shù)據(jù):包括水生生物的急性毒性、慢性毒性以及三致毒性效應(yīng)數(shù)據(jù),主要通過本土物種實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、國內(nèi)外毒性數(shù)據(jù)庫、公開發(fā)表的文獻(xiàn)或報(bào)告等途徑獲??;(3)鎘在水環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律:由于鎘的環(huán)境行為與歸宿將會(huì)影響其在水體、沉積物和水生生物等環(huán)境介質(zhì)中的含量水平,因此,分析鎘在水環(huán)境中的存在形態(tài)、光降解與生物降解過程及降解產(chǎn)物,識(shí)別其環(huán)境歸趨,用于預(yù)測(cè)其在水體、沉積物、孔隙水和生物體中的含量;(4)鎘在水環(huán)境中的污染現(xiàn)狀:調(diào)查鎘在水體中的濃度水平和分布情況,以及搜集突發(fā)環(huán)境污染事件中鎘的瞬時(shí)濃度,用以識(shí)別鎘在水體中的污染程度;(5)鎘的用途和產(chǎn)量等數(shù)據(jù):搜集鎘的用途、產(chǎn)量、使用量、排污量等方面信息,用于追蹤鎘從生產(chǎn)、制造、到使用進(jìn)入環(huán)境全過程信息,結(jié)合污染物在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律評(píng)估該物質(zhì)的主要污染來源和產(chǎn)污過程;(6)鎘的生物持久性與累積性:搜集鎘礦化率、生物累積系數(shù)以及生物富集能力等數(shù)據(jù)信息;(7)鎘的檢測(cè)分析方法:選擇經(jīng)國家或地方環(huán)保部正式發(fā)布的鎘的含量測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)方法,分析方法的檢出限是否能夠達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值的要求;(8)公開發(fā)表的其他國家或地區(qū)關(guān)于鎘的水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。所述步驟s1中數(shù)據(jù)資料的來源和篩選原則為:(1)優(yōu)先采用國內(nèi)外權(quán)威機(jī)構(gòu)發(fā)布的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)庫,包括:己公開發(fā)表的文獻(xiàn)、政府報(bào)告、毒理學(xué)數(shù)據(jù)庫等;(2)優(yōu)先采用經(jīng)國際、國家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法以及行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的技術(shù)方法測(cè)定,且操作過程遵循實(shí)驗(yàn)室規(guī)范的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);(3)對(duì)于未發(fā)表以及經(jīng)非標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在評(píng)估其實(shí)驗(yàn)方法與結(jié)果科學(xué)合理后可采用,須明確數(shù)據(jù)的來源與出處,提供實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的詳細(xì)描述;沒有提供足夠的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié),無法判斷可靠性的數(shù)據(jù)不可用;(4)如果沒有公開數(shù)據(jù)可供參考,可采用國際、國家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法以及行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中推薦的技術(shù)方法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定;(5)數(shù)據(jù)產(chǎn)生過程與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)則有沖突或矛盾、沒有充足的證據(jù)證明數(shù)據(jù)可用、且實(shí)驗(yàn)過程不能令人信服或經(jīng)專家判斷不可接受的數(shù)據(jù)不可用;(6)在選取數(shù)據(jù)時(shí),需排除異常值。當(dāng)同一污染物質(zhì)的同一指標(biāo)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相差10倍以上時(shí),則該值視為離群值,應(yīng)剔除;或經(jīng)一定的數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)方法判定為離群值,則該值應(yīng)剔除。所述鎘的保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值推導(dǎo)時(shí),需要考慮以下因素:(1)根據(jù)生物累積性如生物累積因子、生物急性/慢性毒性比值等采用不同的外推系數(shù);(2)充分考慮水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況:利用現(xiàn)有的和歷史的水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)開展水質(zhì)預(yù)評(píng)估工作,在此基礎(chǔ)上確定標(biāo)準(zhǔn)值,以確保標(biāo)準(zhǔn)值的合理性和適用性。如經(jīng)水質(zhì)評(píng)價(jià)后達(dá)標(biāo)率較低,則應(yīng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行重新審議修訂;(3)兼顧分析方法的檢出限;標(biāo)準(zhǔn)值的制訂需考慮分析方法的技術(shù)條件和檢測(cè)限,以滿足日常監(jiān)測(cè)的技術(shù)需求;由于受采樣方法、儀器設(shè)備、技術(shù)條件等因素的限制,分析方法的檢出限可能無法滿足基準(zhǔn)值或標(biāo)準(zhǔn)值的要求,這種情況下,需要適當(dāng)放寬標(biāo)準(zhǔn)值;(4)需進(jìn)行污染預(yù)防或廢水處理的經(jīng)濟(jì)技術(shù)成本預(yù)評(píng)估:應(yīng)考慮現(xiàn)有處理處置技術(shù)能否保證處理后的水體達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求,同時(shí)還應(yīng)考慮技術(shù)成本的合理性,標(biāo)準(zhǔn)值的制訂應(yīng)兼顧技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理,符合我國國情和環(huán)境污染現(xiàn)狀;(5)參考分析國外保護(hù)水生生物相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是制訂標(biāo)準(zhǔn)值的重要參考依據(jù)之一,尤其是在缺少相應(yīng)基準(zhǔn)值的情況下,更需要參考國外標(biāo)準(zhǔn)值;(6)采取分期分批實(shí)施保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制/修訂的原則:經(jīng)綜合分析后,確定的標(biāo)準(zhǔn)值與基準(zhǔn)值相差太大,一時(shí)難以達(dá)到基準(zhǔn)值的要求,則標(biāo)準(zhǔn)值的制/修訂應(yīng)分期進(jìn)行,逐步實(shí)施。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種水體中鎘的去除方法,所述鎘的去除方法采用復(fù)合處理劑對(duì)含鎘水進(jìn)行處理,所述復(fù)合處理劑包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分:進(jìn)一步地,所述復(fù)合處理劑包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分:進(jìn)一步地,所述復(fù)合處理劑的加入量為每升含鎘水40-300mg,優(yōu)選為每升含鎘水150-300mg。采用本發(fā)明的復(fù)合處理劑可以有效地去除水中的金屬鎘,出水濃度低于3.0μg/l,水中鎘的去除率達(dá)到99.9%以上;cod同步去除率達(dá)到70-90%。依據(jù)本方法推導(dǎo)得到鎘保護(hù)水生生物長(zhǎng)期與短期標(biāo)準(zhǔn)限值,能夠?yàn)榄h(huán)保部門開展水質(zhì)評(píng)價(jià)、水質(zhì)管理以及應(yīng)急事故處置提供科學(xué)依據(jù)。在環(huán)境保護(hù)部門對(duì)保護(hù)水生生物功能水體執(zhí)行日常管理工作時(shí),應(yīng)采用保護(hù)水生生物長(zhǎng)期標(biāo)準(zhǔn)限值(即日常管理標(biāo)準(zhǔn)限值)進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)、質(zhì)量評(píng)價(jià)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作;當(dāng)保護(hù)水生生物功能水體發(fā)生突發(fā)污染事故發(fā)生時(shí),應(yīng)用短期水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值(即應(yīng)急管理標(biāo)準(zhǔn)限值)指導(dǎo)事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、應(yīng)急處理處置以及損害鑒定評(píng)估工作。具體實(shí)施方式實(shí)施例1鎘的保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值制訂方法,包括以下步驟:s1、數(shù)據(jù)資料收集與整理所述數(shù)據(jù)資料的收集包括:鎘的理化性質(zhì)、水生生物鎘的毒性數(shù)據(jù)、鎘在水環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、鎘在水環(huán)境中的污染現(xiàn)狀、鎘的用途和產(chǎn)量、鎘的生物持久性與累積性、鎘的檢測(cè)分析方法以及公開發(fā)表的其他國家或地區(qū)關(guān)于鎘的水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);(1)基本性質(zhì)鎘是銀白色有光澤的金屬,原子序數(shù)是48,相對(duì)原子質(zhì)量是112.4,熔點(diǎn)320.9℃,沸點(diǎn)765℃,密度8.65g/cm3。(2)鎘水環(huán)境中存在形式及狀態(tài)在水體中,鎘以水溶性鎘、吸附性鎘和難溶性鎘形態(tài)存在,其中可溶性鎘以簡(jiǎn)單離子和絡(luò)合態(tài)形式存在(如cd(oh)+、cd(oh)2、cdho2-、cdo22-等)。在沒有任何陰離子配位體存在下,當(dāng)ph≤8時(shí),以cd2+離子形式存在,在ph為9時(shí)形成cd(oh)+絡(luò)合物。鎘能與nh4+、cn-、cl-等生成絡(luò)合態(tài)化合物cd(nh3)、cd(cn)、cdcl2。鎘還易與許多含軟配位原子(s、se、n)的有機(jī)化合物組成中等穩(wěn)定的絡(luò)合物,特別能與含—sh基的氨基酸類配位體強(qiáng)烈螯合。鎘在水體中的存在形態(tài)還受水環(huán)境氧化還原電位影響,隨水體氧化性增強(qiáng),沉積物表面的吸附性鎘會(huì)逐漸解吸釋放到水體中;而水體還原性增強(qiáng),有利于沉積物對(duì)鎘的吸附。(3)鎘在水環(huán)境中的污染狀況在我國地表水環(huán)境中,鎘廣泛存在,天然淡水環(huán)境中的含量通常低于0.1μg/l。但在受人類影響的環(huán)境中,鎘的含量有時(shí)能夠達(dá)到幾μg/l甚至更高。我國90%以上的國控監(jiān)測(cè)斷面和飲用水源地水體中鎘的含量在1.0μg/l左右,三百余條典型湖泊/河流水體中鎘的含量范圍是0.01-8.8μg/l。長(zhǎng)江流域大通河水體中鎘的含量均值為0.021μg/l,太湖水體中鎘的含量為0.14μg/l,洞庭湖水體中鎘的含量為0.10μg/l,巢湖水體鎘的含量水平為0.30μg/l,而鄱陽湖水體鎘的含量較高,為0.80μg/l。(4)用途與產(chǎn)量我國是世界第一產(chǎn)鎘大國,鎘礦產(chǎn)量從2004至2013年連年增長(zhǎng),從2009年的4300t增長(zhǎng)到2013年7400t,增長(zhǎng)了近70%。我國鎘消耗量很大,應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,主要用于制造鎘鎳電池、電鍍工業(yè)、顏料工業(yè)、作塑料穩(wěn)定劑、電池和電子器件和合金等。(5)污染來源在自然界中鎘主要以硫鎘礦形式存在,賦存于鋅礦、鉛鋅礦和銅鉛鋅礦石中,因此環(huán)境中鎘污染源主要是鉛鋅礦以及有色金屬冶煉、電鍍和用鎘化合物作原料或觸媒的工廠,大量的鎘通過廢氣、廢水、廢渣排入環(huán)境,造成環(huán)境污染。水體中的鎘主要來自于含鎘礦物開采冶煉、鎘工業(yè)廢水排放、大氣鎘塵的遷移沉降和雨水對(duì)地面的沖刷等過程。鉛鋅礦的選礦廢水和制造工業(yè)(電鍍、堿性電池等)廢水排放進(jìn)入河流、湖泊、水庫等地表水或滲入地下水造成鎘污染,由地表徑流等擴(kuò)散過程增大污染面積。硫鐵礦石制取硫酸和由磷礦石制取磷肥時(shí)排出的廢水中含鎘較高,鉛鋅礦以及有色金屬冶煉、燃燒、塑料制品的焚燒形成的空氣中的鎘顆粒都可能沉降進(jìn)入水中。鎘是煉鋅業(yè)的副產(chǎn)品,鎘比鋅更容易揮發(fā),因此在高溫?zé)掍\時(shí),鎘比鋅更早逸出,通過干濕沉降等過程進(jìn)入水體中。在城市用水過程中,由于容器和管道的污染也可使飲用水中鎘含量增加。(6)遷移轉(zhuǎn)化在ph值較高的水體中,鎘能以顆粒物吸附態(tài)的形式存在。例如水體中含礦物組分(如al2o3和sio2微粒)、氫氧化物膠體顆粒物以及腐植酸等都對(duì)水體中的鎘化合物有強(qiáng)烈的吸附作用。當(dāng)水體ph值降到一定范圍時(shí),顆粒物吸附態(tài)的鎘會(huì)發(fā)生解吸作用而重新溶解。此外,水體中的鎘會(huì)通過沉積作用或吸附作用進(jìn)入沉積物中,沉積物中的鎘經(jīng)過漫長(zhǎng)的地質(zhì)演化最終又形成各種礦物。鎘在自然界往復(fù)循環(huán),人類的活動(dòng)加速了這種循環(huán)過程,大量的鎘隨著人類活動(dòng)釋放到環(huán)境中去,在滿足人類生產(chǎn)活動(dòng)需要的同時(shí),也給環(huán)境以及生物帶來了嚴(yán)重的危害。(7)毒性與生物富集數(shù)據(jù)通過文獻(xiàn)調(diào)研,搜集了大量具有我國地域特點(diǎn)的水生生物物種及其鎘毒性數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)主要來自國內(nèi)外公開發(fā)表數(shù)據(jù),包括usepa毒性數(shù)據(jù)庫ecotox、usepa發(fā)布的有關(guān)鎘的水質(zhì)基準(zhǔn)技術(shù)文件及中國知網(wǎng)中公開報(bào)道的動(dòng)物急性毒性數(shù)據(jù)、動(dòng)物慢性毒性數(shù)據(jù)、植物毒性數(shù)據(jù)和生物富集數(shù)據(jù)。(8)分析方法及檢出限國家環(huán)境保護(hù)部最新發(fā)布了水體中鎘的含量測(cè)定國家標(biāo)準(zhǔn)方法,即水質(zhì)65種元素的測(cè)定電感耦合等離子體質(zhì)譜法(hj700-2014),經(jīng)該方法測(cè)定后鎘的最低檢測(cè)限達(dá)0.05μg/l。s2、保護(hù)水生生物水質(zhì)基準(zhǔn)值推導(dǎo)采用物種敏感度分布法計(jì)算鎘的保護(hù)水生生物水質(zhì)基準(zhǔn)值,鎘的短期水質(zhì)基準(zhǔn)值(即急性基準(zhǔn)限值)和長(zhǎng)期水質(zhì)基準(zhǔn)值(即慢性基準(zhǔn)限值)分別為3.3和0.26μg/l,急慢性基準(zhǔn)限值的比值約為12倍。s3、保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)制訂基準(zhǔn)值是基于科學(xué)實(shí)驗(yàn)推導(dǎo)出來的理論閾值,鎘的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值的制訂基于水質(zhì)基準(zhǔn)值,將水質(zhì)基準(zhǔn)值通過外推法推導(dǎo)得到標(biāo)準(zhǔn)值。依據(jù)保護(hù)水生生物長(zhǎng)期與短期水質(zhì)基準(zhǔn)值分別制訂保護(hù)水生生物長(zhǎng)期與短期標(biāo)準(zhǔn)限值,分別適用于水生生物水質(zhì)安全的日常管理與污染事故應(yīng)急處置,既保護(hù)水生生物不受低濃度鎘的長(zhǎng)期暴露毒害效應(yīng)影響,又保護(hù)其在高濃度鎘瞬時(shí)即短期暴露作用下不受毒害效應(yīng),符合我國環(huán)境管理與監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)的科技需求。(1)國內(nèi)外相關(guān)鎘的保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(gb3838-2002)規(guī)定ii、iii類水體中鎘的標(biāo)準(zhǔn)值為5μg/l(表1),而我國《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(gb11607-1989)規(guī)定鎘的標(biāo)準(zhǔn)限值為5μg/l(表2),均高于cd的長(zhǎng)期水質(zhì)基準(zhǔn)值0.26μg/l,對(duì)水生生物“欠保護(hù)”,不能有效保護(hù)水生生物不受鎘的長(zhǎng)期毒害作用。表1《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)gb3838-2002》中鎘的標(biāo)準(zhǔn)值表2我國相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中鎘的標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)名稱標(biāo)準(zhǔn)值(μg/l)飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)10農(nóng)灌水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)5漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)5此外,國際上許多國家和組織在飲用水水源地地表水標(biāo)準(zhǔn)、漁業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)、水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中均給出了鎘的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值(見表3)。其中美國各州在美國國家環(huán)保局發(fā)布的鎘水質(zhì)基準(zhǔn)值的基礎(chǔ)上,根據(jù)水體的用途與使用功能制訂了鎘的保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。從表3可以看出:總的來說美國各州的水體用途分類各不相同,大多數(shù)州或部落專門為漁業(yè)用水、水生生物與野生生物用水、貝類養(yǎng)殖用水、魚類產(chǎn)卵用水等用途水體制定了水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),有針對(duì)性地保護(hù)水生生物的水質(zhì)安全。表3國外相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中鎘的標(biāo)準(zhǔn)值(2)保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值初步確定在參考國內(nèi)外保護(hù)水生生物相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,本實(shí)施例初步考慮以cd的長(zhǎng)期水質(zhì)基準(zhǔn)值為基礎(chǔ),放大十倍,確定cd的保護(hù)水生生物長(zhǎng)期標(biāo)準(zhǔn)(即日常管理水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn))限值為3.0μg/l,根據(jù)急慢性基準(zhǔn)限值的比值外推,初步將cd的短期標(biāo)準(zhǔn)(即應(yīng)急管理水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn))限值定為30.0μg/l。(3)與國內(nèi)外相關(guān)鎘保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比分析為確保鎘保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值的科學(xué)性與合理性,將鎘的日常管理標(biāo)準(zhǔn)限值與國內(nèi)外相關(guān)鎘保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比分析,鑒于國內(nèi)外尚未建立應(yīng)急管理標(biāo)準(zhǔn)限值,鎘的應(yīng)急管理水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值不作對(duì)比分析。與《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(gb3838-2002)和《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(gb11607-1989)相比,鎘的日常管理標(biāo)準(zhǔn)限值加嚴(yán)收緊,能有效解決《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(gb3838-2002)和《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(gb11607-1989)對(duì)水生生物安全“欠保護(hù)”問題。本技術(shù)方案制訂的鎘保護(hù)水生生物日常管理水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值3.0μg/l,嚴(yán)于日本、前蘇聯(lián)的漁業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(表3);與美國各州保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值(0.4-150μg/l)相比,本方案中鎘的日常管理水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值處于中等偏上的水平,較為嚴(yán)格;鑒于我國是發(fā)展中國家,保護(hù)水生生物水質(zhì)安全的同時(shí)仍需兼顧經(jīng)濟(jì)的有序發(fā)展,因此將日常管理水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值定為3.0μg/l,既可有效保障水生生物水質(zhì)安全,同時(shí)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。(4)水質(zhì)評(píng)價(jià)與達(dá)標(biāo)情況根據(jù)2002~2011年我國地表水國控及省控?cái)嗝嫠|(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和2005~2012年上半年全國環(huán)保重點(diǎn)城市集中式飲用水水源水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),剔除異常值和錯(cuò)誤值后,鎘的污染含量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表4所示。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示:我國國控?cái)嗝婧惋嬘盟吹厮w中鎘的濃度范圍分別是0.003~4000μg/l和0~400μg/l,90%以上的監(jiān)測(cè)斷面和飲用水源地水體中鎘的濃度在1.0μg/l左右。因此,日常管理水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值定為3μg/l可保障90%以上的地表水監(jiān)測(cè)斷面和飲用水源地的水質(zhì)達(dá)標(biāo)。表42002~2011年我國地表水國控及省控?cái)嗝嫠w鎘污染監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和2005~2012年上半年全國環(huán)保重點(diǎn)城市集中式飲用水水源地鎘污染監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)我國典型湖泊河流水體中鎘含量普遍較低,如表5所示,剔除異常值,我國典型湖泊河流水體中鎘的濃度范圍是0.01-6.97μg/l。利用確定的日常管理水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值3.0μg/l評(píng)估我國典型湖泊河流水體中鎘污染狀況,達(dá)標(biāo)率為96%。表5我國典型湖泊河流水體中鎘的含量(5)經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析采用本發(fā)明的鎘的去除方法,即采用本發(fā)明的復(fù)合處理劑對(duì)含鎘水進(jìn)行處理,復(fù)合處理劑包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分:將上述復(fù)合處理劑的加入量為每升含鎘水40-300mg,采用本發(fā)明的復(fù)合處理劑可以有效地去除水中的金屬鎘,出水濃度低于3.0μg/l,水中鎘的去除率達(dá)到99.9%以上。因此在廢水處理技術(shù)上,可保證含鎘廢水經(jīng)處理后水質(zhì)達(dá)標(biāo),符合鎘的日常管理標(biāo)準(zhǔn)限值要求。(6)分析技術(shù)檢出限國家環(huán)境保護(hù)部最新發(fā)布了水體中鎘的含量測(cè)定國家標(biāo)準(zhǔn)方法,即水質(zhì)65種元素的測(cè)定電感耦合等離子體質(zhì)譜法(hj700-2014),經(jīng)該方法測(cè)定后鎘的最低檢測(cè)限達(dá)0.05μg/l,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鎘的日常管理水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值3.0μg/l,因此現(xiàn)有分析方法及檢出限可滿足標(biāo)準(zhǔn)值要求。綜上所示,確定cd的保護(hù)水生生物長(zhǎng)期標(biāo)準(zhǔn)(即日常管理水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn))限值為3.0μg/l,短期標(biāo)準(zhǔn)(即應(yīng)急管理水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn))限值定為30.0μg/l。s4、保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)審核在保護(hù)水生生物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值正式發(fā)布前,需要進(jìn)一步確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)值是否科學(xué)合理可行,即開展標(biāo)準(zhǔn)審核工作,同行專家評(píng)判與公眾咨詢是標(biāo)準(zhǔn)審核的重要程序,成為水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值的最終判定依據(jù)。(1)標(biāo)準(zhǔn)值推導(dǎo)所用數(shù)據(jù)的可靠性;(2)標(biāo)準(zhǔn)值、基準(zhǔn)值推導(dǎo)所用技術(shù)方法的可行性;(3)標(biāo)準(zhǔn)值是否滿足水質(zhì)達(dá)標(biāo)需求;(4)現(xiàn)有檢測(cè)分析方法是否能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)值的要求;(5)新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后現(xiàn)有處理處置技術(shù)能否保證水質(zhì)達(dá)標(biāo),成本如何;(6)標(biāo)準(zhǔn)值制訂是否符合我國的經(jīng)濟(jì)與技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r;(7)標(biāo)準(zhǔn)值是否能夠滿足環(huán)保部門與地方政府日常監(jiān)測(cè)管理的需求。實(shí)施例2一種水體中鎘的去除方法,該去除方法采用復(fù)合處理劑對(duì)含鎘水進(jìn)行處理,該復(fù)合處理劑包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分:將上述復(fù)合處理劑按每升含鎘水加入220mg。采用該復(fù)合處理劑可以有效地去除水中的金屬鎘,出水濃度低于3.0μg/l,水中鎘的去除率達(dá)到99.9%以上;cod同步去除率達(dá)到91%。具體鎘含量測(cè)試結(jié)果見表1。表1實(shí)施例3一種水體中鎘的去除方法,該去除方法采用復(fù)合處理劑對(duì)含鎘水進(jìn)行處理,該復(fù)合處理劑包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分:將上述復(fù)合處理劑按每升含鎘水加入220mg。采用該復(fù)合處理劑可以有效地去除水中的金屬鎘,出水濃度低于3.0μg/l,水中鎘的去除率達(dá)到99.9%以上;cod同步去除率達(dá)到86%。具體鎘含量測(cè)試結(jié)果見表2。表2實(shí)施例4一種水體中鎘的去除方法,該去除方法采用復(fù)合處理劑對(duì)含鎘水進(jìn)行處理,該復(fù)合處理劑包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分:將上述復(fù)合處理劑按每升含鎘水加入150mg。采用該復(fù)合處理劑可以有效地去除水中的金屬鎘,出水濃度低于3.0μg/l,水中鎘的去除率達(dá)到99.9%以上;cod同步去除率達(dá)到87%。具體鎘含量測(cè)試結(jié)果見表3。表3實(shí)施例5一種水體中鎘的去除方法,該去除方法采用復(fù)合處理劑對(duì)含鎘水進(jìn)行處理,該復(fù)合處理劑包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分:將上述復(fù)合處理劑按每升含鎘水加入300mg。采用該復(fù)合處理劑可以有效地去除水中的金屬鎘,出水濃度低于3.0μg/l,水中鎘的去除率達(dá)到99.9%以上;cod同步去除率達(dá)到90%。具體鎘含量測(cè)試結(jié)果見表4。表4對(duì)比例1一種水體中鎘的去除方法,該去除方法采用復(fù)合處理劑對(duì)含鎘水進(jìn)行處理,該復(fù)合處理劑包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分:改變聚四氟乙烯、蒙脫石粘土、十二烷基硫酸鈉和硫氫化鈉的量,其余同實(shí)施例2,將上述復(fù)合處理劑按每升含鎘水加入220mg。采用該復(fù)合處理劑處理含鎘水,出水濃度為157μg/l,水中鎘的去除率達(dá)為95.8%;cod同步去除率達(dá)到72%。具體鎘含量測(cè)試結(jié)果見表5。表5對(duì)比例2一種水體中鎘的去除方法,該去除方法采用復(fù)合處理劑對(duì)含鎘水進(jìn)行處理,該復(fù)合處理劑包括以下質(zhì)量份數(shù)的組分:改變氫氧化鐵膠體、十二烷基聚氧乙烯單醚、蒙脫石粘土、硫氫化鈉和磷酸鈉的量,其余同實(shí)施例2,將上述復(fù)合處理劑按每升含鎘水加入220mg。采用該復(fù)合處理劑處理含鎘水,出水濃度為194μg/l,水中鎘的去除率達(dá)為94.8%;cod同步去除率為68%。具體鎘含量測(cè)試結(jié)果見表6。表6上述詳細(xì)說明是針對(duì)本發(fā)明其中之一可行實(shí)施例的具體說明,該實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍,凡未脫離本發(fā)明所為的等效實(shí)施或變更,均應(yīng)包含于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁12
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