5.2 水体中无机酸、碱和盐类污染物
5.2.1 来源、危害和治理方法
污染水体中的酸主要来自酸雨、矿山排水和各类工厂特别是化工厂的生产废水。碱主要来源于碱法造纸、化学纤维、制碱、制革以及炼油等工业废水。酸性废水或碱性废水中和处理后可产生盐,而且这两类废水与地表物质相互反应也能生成一般无机盐类,所以酸和碱的污染必然伴随着无机盐类的污染。
酸、碱污染水体后使pH值发生变化,由此破坏水体的自然缓冲作用,消灭或抑制细菌和微生物的生长,妨碍水体自净,还可腐蚀金属船体。若水体长期受到污染,将对水体的整个生态系统产生不良影响,并使水的硬度逐渐提高,危及工业用水的水质。
一般说来,对含酸、碱工业废水的治理常用中和法。对酸性废水常用的碱性药剂有:苛性钠、生石灰、纯碱、石灰石、氨、碳酸氢钠和含钙动物贝壳等,在比较这些药剂中和酸的能力时常用碱度因数作指标,所谓碱度因数是以CaO为基准而计得给定药剂的中和容量。除碱度因数外,药剂的溶解度也是决定中和能力的一个重要因素。一些碱性药剂的碱度因数列举如下:
药剂 |
碱度因数(gCaO/g药剂) |
高钙生石灰CaO |
0.941 |
熟石灰Ca(OH)2 |
0.710 |
苛性钠NaOH |
0.687 |
纯碱Na2CO3 |
0.507 |
高钙石灰石CaCO3 |
0.489 |
碳酸氢钠NaHCO3 |
0.325 |
以中和法治理碱性工业废水时常用药剂有硫酸、盐酸、二氧化碳等,其中硫酸较便宜,但如废水中含钙时会产生沉淀。
治理酸碱废水的其他方法还有蒸发、浓缩、冷却、结晶等。
5.2.2 矿山含酸排水
在现用或废弃矿层(特别是煤矿)的排水中含有相当多量的酸、氧化铁和锰、锌、铜、镍、钴等金属离子。这种排水使河流污染、鱼群死灭、饮水供应发生困难,氧化铁的存在又使水体生色,有碍旅游地区景观。矿山排水中的酸由硫化物矿(黄铁矿)受氧化作用而产生,其中发生的反应如下:
FeS2 7/2O2 H2O→Fe2 2SO42- 2H
在富氧条件下,溶解性Fe2 进一步被氧化。
Fe2 1/4O2 H →Fe3 1/2H2O
Fe3 可经水解后发生沉淀:
Fe3 3H2O→Fe(OH)3↓ 3H
或与FeS2反应产生更多Fe2 :
FeS2 14Fe3 8H2O→15Fe2 2SO42- 16H
硫铁矿中硫的组分也可与Fe