石英砂主要通过粒径级配形成的过滤层截留悬浮物

发布日期：2025-12-12 作者：点击：

　　在石英砂过滤环节中，重金属离子对水质的影响极为显著，其毒性、不可降解性及富集性会通过多种途径威胁水质安全与人体健康，具体影响及分析如下：

　　一、重金属离子的核心危害

　　毒性直接威胁健康

　　重金属离子（如铅、镉、汞、铬）具有蓄积性毒性，即使低浓度长期接触也会对人体造成严重损害。例如：

　　铅：影响儿童智力发育，导致注意力不集中、生长迟缓；成人则可能引发肾损伤、神经系统紊乱。

　　镉：沉积在骨骼中，阻碍钙吸收，导致骨质疏松、骨折，甚至引发癌症。

　　汞：通过食物链富集，损害肾脏和神经系统，无机汞可转化为毒性更强的有机汞（如甲基汞），引发脑损伤（如水俣病）。

　　铬：六价铬具有强致癌性，长期接触可能引发肺癌、皮肤癌。

　　不可降解性与环境持久性

　　重金属离子无法被自然分解，进入水体后会通过沉淀、吸附或生物富集长期存在。例如，水体中的重金属可能被藻类吸收，再通过食物链传递至鱼类、贝类，进入人体，形成“生物放大效应”，导致危害逐级放大。

　　对水生生态的破坏

　　重金属离子会干扰水生生物的生理功能。例如：

　　高浓度重金属可导致文昌鱼身体弯曲死亡；

　　藻类吸收过量重金属后，光合作用受抑制，细胞畸变甚至死亡，改变藻类种类组成，破坏水生生态系统平衡。

　　二、石英砂过滤对重金属离子的作用机制

　　物理截留的局限性

　　石英砂主要通过粒径级配形成的过滤层截留悬浮物、胶体等大颗粒杂质，但对溶解态的重金属离子（如Pb??、Cd??）截留效果有限。若仅依赖物理过滤，重金属离子可能穿透滤层，进入后续处理环节或直接污染出水。

　　吸附作用的增强潜力

　　石英砂表面可通过改性（如负载锰氧化物、铁盐等）增强对重金属离子的吸附能力。例如：

　　锰氧化物改性石英砂：对Cu??和Pb??的吸附符合Langmuir等温式，温度从15℃升至45℃时，饱和吸附容量分别从13.4μmol/g和15.5μmol/g提升至16.4μmol/g和18.1μmol/g，表明吸附过程为自发吸热反应。

　　pH值影响：pH值升高通常促进吸附，如Cd、Zn、Co、Mn在石英砂表面的吸附量随pH（4-9）升高而增加，pH>6时吸附量快速上升。

　　絮凝协同作用

　　在石英砂过滤前投加混凝剂（如聚合氯化铝、硫酸铝）可使重金属离子与胶体结合形成絮体，通过物理截留和吸附共同去除。例如，铁盐改性石英砂可同时去除水中悬浮物和重金属离子，提高过滤效率。

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