Table of Contents
מתכות כבדות - כולל מוביל, כספית, קדמיום, כרום, ארסן, ניקל - הם contaminants סביבתיים מתפשטים כי להיכנס מקורות מים באמצעות פריקה תעשייתית, מפלט חקלאי, מי סערה עירונית, ומזג אוויר טבעי.הסיכון הבריאותי הקשור לאלמנטים אלה מתועד היטב: נוירוטוקרטיות קריטית, קרישגניות סביבתית, נזקי איברים, הפרעות מים התפתחותיות, נועדו להסיר את המתכות מזיקות אלה, אך מייצרים מחסומים ארוכי טווח - כלומר, שנועדומים קריטיים, כלומר, שנועדו למקדימים, שנועדו למקדמים סביבתיים, שנועדו למקדמים סביבתיים, כלומר, שנועדו למקדמים, כלומר, כלומר, שנועדו למקדמים, כלומר, קריפטמות, שנועדו למקדמים, טיפול בטוח מאוד, טיפול בטוח, טיפול בטוח מאוד, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, שנועדו, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, שנועדו למניעה, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי, טיפול תרופתי,
מה הם מסיכות טיפול במים?
שאריות טיפול במים (WTRs) הן תוצר לוואי מוצק או חצי פתור המיוצר במהלך טיהור מים גולמי לשתייה, שימוש תעשייתי, או טיפול במים פסולת.הרכב והמאפיינים של WTRs להשתנות במידה רבה בהתאם לאיכות המים המקור, כימיקלים לטיפול בשימוש, ותצורה של תהליכים.
- (FLT:0) ,Coagulation SudgephaveFLT:1 - נוצר כאשר אלומיניום או מלח ברזל (למשל, אלומיניום, ferric chloride) מוסיפים להסיר מוצקים מושעה ומפרקים חומר אורגני.
- (FLT:0)Lime-s לעתים קרובות מתפתל 1) - שנוצר במהלך הסרת קשיחות, עשיר בסידן פחמן דואט ומגנזיום hydroxide, אבל יכול גם sorb מתכות כבדות נוכח במים.
- (FLT:0) מנברני מתמקדת ב-FLT:1 - זרם דוחה מתהליכים אוסמוזה הפוכה או ננומטרה המכילה חומרים מרוכזים, כולל מתכות כבדות, מלחים, ועוקב אחר תרכובות אורגניות.
- (FLT:0) מסנן מדיהFLT:1 - פחמן מופעל מותש, חול, או אנתאקט אשר צבר מתכות כבדות באמצעות מודעות.
- (FLT:0) ⁇ ביולוגית (FLT) 1 - מטיפול במים פסולת, המכיל ביומסה מיקרוביאלית, חומרים פולימרים חוץ סלולריים, ומכות כבדות ממושכות.
הדור העולמי של WTRs הוא עצום.לדוגמה, הסוכנות להגנת הסביבה בארה"ב מעריכה כי שתיית צמחים לטיפול במים בארה"ב מייצרת יותר משני מיליון טון של שאריות מדי שנה.ללא ניהול תקין, שאריות אלה יכולות להפוך למקורות משניים של זיהום מתכת כבד, שחרור contaminants לתוך הסביבה לאורך זמן.
תהליכים מרכזיים גוברים על גורלם הסביבתי של מתכת כבדה
לאחר שעוני מים מתפזרים משינויים ביבשות, בלגונים, או מוחלים על הקרקע כתיקון אדמה, מתכות כבדות בתוכם כפופות לשילוב מורכב של שינויים פיזיים, כימיים וביולוגיים.הגורל הסביבתי תלוי בתפיסת המתכת (צורה כימית), המריצה השוכנת, והתנאים הגיאוגרפיים של הסביבה הסובבת את הסביבה.
מודעות ואכזבה
אדמירפורציה היא המנגנון העיקרי השולט ניידות מתכת כבדה באדמה ומשקעים שמקורם WTRs. מתכת כגון מוביל, נחושת, אבץ יש זיקה גבוהה עבור תחמוצות ברזל ומניגאני, מינרלים חימר, חומר אורגני בשפע בפרסומות קיבולת מסוימת של חי"מ יכול למעשה לזרז מתכות, מה שהופך אותם פחות ביו-זמינות ולהפחית את הפוטנציאל שלהם להפחתה של פחמן לטווח ארוך (התיקים), כגון ירידה מהירה), להפחתה של יכולת קירור (אופטית) של נפילה מהירה יותר, או ירידה סביבתית) באפקטים (אופטיהת) של קיבולת קירור (אופטית) היא יעילה יותר, כגון ירידה מהירה יותר, כגון ירידה באפקטים).
סליחות ופירוק
מתכות כבדות רבות יוצרות בכבדות טרמפטים עם תותים כמו hydroxide, פחמן, סולפט, או פוספט.לדוגמה, להוביל יכול להצטבר כמו תחמוצת מוביל (Pb(OH) או להוביל פחמן (PbCO3) בתנאים קשים מאוד, בעוד שגלם אבץ וצורה דומה בתוך solle.
מורכבות וצ'לסי
מתכות כבדות יכולות ליצור קומפלקסים כהלוליים עם חומר אורגני טבעי (למשל, חומצות לחות וfulvic), ligands inorganic ligands (למשל, chloride, hydroxide), או סוכנים סינטטיים אשר עשויים להיות נוכחים בחלק מזרמי פסולת. Complexation יכול גם להגדיל את הניידות המועברת - או להקטין אותה, בהתאם לגודל ולטעון של אתרי מתכת מורכבים, כמו גם כן, כי הם יכולים לקדם את חומר מתכתי שטח מורכב של חומר מגנטי מורכב.
Redox Transformation
מתכות כבדות מסוימות הן רגישות לחמצן, כלומר מצב החמצן שלהם משתנה בתגובה לפוטנציאל החמצן האדום (Eh) של הסביבה. Chromium הוא דוגמה קלאסית: Cr(VI) (chromate) הוא רעיל מאוד, נייד, ו carcinogenic, בעוד Cr(sen) הוא הרבה פחות רעיל ונוטה להיווצר תחת soluble oxidetoxides prepitates או IIIb) כדי להפחית ביעילות את המצבים Chid (re) באופן יעיל יותר רעילים).
גורמים המשפיעים על ניידות מתכת כבדה בסובסידיות טיפול במים
מעבר לתהליכים הבסיסיים, מספר גורמים ספציפיים לאתר ומחוזרים מכתיבים את גורל הסביבה האמיתי:
- (FLT:0)pHoriFLT:1 - משתנה שליטה על פלוביליות מתכת, מודעות וספקולציות.רוב המתכות הן לפחות ניידות בטווח ה- pH 6-9, אבל הניידות עולה בחדות ב pH נמוך (acidic) או, עבור כמה מתכות כמו ארסן, ב pH גבוה (alkaline).
- (ה) הפוטנציאל של Redox (Eh)FLT:1) - קביעת היציבות של מערכי מתכת (למשל, sulfides) ומדינת הוולנטיות של מתכות רגישות לחמצן אדום.
- (FLT:0) חומר אורגני (Organic Matterroval contentve) 1 - יכול לחדור מתכות באמצעות מודעות ומורכבות, אבל גם יכול ליצור קומפלקסים כה חסרי משקל בתנאים מסוימים. Decomposition של חומר אורגני יכול לייצר חומצות אורגניות בעלות משקל נמוך כי chelate מתכות.
- (ב) [15] ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (FLT:0) כוח וצלחות מתחרות 1 - ריכוזים גבוהים של סידן, מגנזיום, נתרן, או אשלגן יכולים לנתק מתכות כבדות מאתרי חליפין, עלייה ניידות.
- (FLT:0) שטף של מים שטף (FLT:1) - מהירות מים פואר-ווטר, נתיבי זרימה מועדפים, ושיעורי הסתננות משפיעים על זמן מגע ועל פוטנציאל טבלאות מים או ריצוף עונתי יכול ליצור מיקרוביוטי.
מחקרים: דוגמאות אמיתיות בעולם של גורל מתכת כבד ב WTRs
ראשי תיבות של Coagulation Sludge Land Applications
מחקר שפורסם ב-[[1924]]:0]]{{{{הערה|1}}]]{{הערה|1}}]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[[[19[[1924]]
Arsenic in Lime-Sלעתים קרובות מסלק טיפול במים היבשה
לימי רכך יעיל להסרת ארסן ממי הקרקע, אבל הפעוט המתקבל מכיל ריכוזים גבוהים של ארמונות סידן ארסן.מחקר במפעל טיפול בניו מקסיקו הראה כי בתנאים חמצון וניטראלי ל-Alkaline pH, הפעוט שמר על אסרן ביעילות.
מרקורי ב-Siludge מ- Industrial Wastewater Treatment
מרקורי הוא אתגר מסוים בשל הפוטנציאל שלו למתיל על ידי חיידקים אנירוביים, הפקת חומר רעיל ו bioaccumulative methylmercury. A מחקר ב FLT:0Environmental Science & טכנולוגיה חדשנית FLT:1 מדגישה כספית speciation in a Treatment מקבל פסולת amalgam.
השלכות לטיפול במים residue Management
הבנה מעמיקה של גורל הסביבה של מתכות כבדות ב WTRs מודיעה ישירות על שיטות ניהול הטובות ביותר.המטרה המריבה היא לחדור מתכות כבדות בצורה יציבה ולמנוע את ההגירה שלהם למים, מים על פני השטח, או שרשרת המזון.
יציבות וסולידריות
ייצוב כימי נועד להמיר מתכות כבדות לשלבים יציבים מבחינה גיאוכימית, אשר עמידים לנטייה בתנאים סביבתיים צפויים.
- (FLT:0) אלקליין ייצובFLT:1 - הוספת סיד, אבק כרן מלט, או זבוב אפר כדי להעלות pH ולקדם משקעים של הידרוקסידים מתכת פחמן.זה יעיל עבור מתכות רבות אבל עשוי לגייס ארסן או אנטימוני.
- (FLT:0)PhosphateratedתיקוןFLT:1 - הוספת מקורות פוספט (למשל, אבן פוספט, apatite) כדי ליצור זרמי מתכת בלתי פתירים כגון pyromorphite עבור מוביל, אשר יציבים על פני טווח pH רחב.
- (FLT:0) משקעים משקעים פלאפלי (FLT:1) - הוספת sulfate ברזל או sulfur אלמנטרי כדי לקדם הפחתה סולפטת ו היווצרות מתכת בתנאים אנירוביים מבוקרים.זה יכול לייצר מוצרים דלים מאוד אבל דורש מעקב זהיר כדי למנוע חמצון.
- (ב) ,0) שילוב של מזחלות מטבולית (FLT:1) - איחוד עם פורטלנד מלט או גיאופומרימרים פיזית מחלחל את שאריות ויוצר מונולית גבוהה, נמוכה-יכולה המפחיתה את היטליגה.
Landfill Disposal and Engineersed Containment
כאשר WTRs לא יכול להיות מנוצל מועיל, מנדס קרקעות עם קורס ומערכות איסוף leachate לספק להכיל.עם זאת, השלמות ארוכת הטווח של קורס ואת הפוטנציאל לשינויים ביו-גיאוכימיים בתוך הקרקע חייב להיחשב. Co-disposal עם חומרי אלקליין יכול לטבול pH, בעוד הפרדה של שאריות מתכת עשירות עשוי לאפשר ייצוב מודרני עשוי להיות כולל תיקונים תאים ניידים או פסולת.
אפשרויות לשימוש חוזר
כאשר ריכוזי מתכת כבדים נמצאים מתחת לסף רגולטורי והשארות יציבות, שימוש מועיל יכול להסיט את WTRs מן הקרקעות וליצור ערך:
- (FLT:0) תיקון Soil תיקוןFLT:1 - חתך אלומיניום עשיר בברזל יכול לשפר את מבנה הקרקע ואת המודעות של זרחן, צמצום ההמראה.
- (FLT:0) העברת חומר FLT:1 - ניתן לשלב את הפעוט המנופל לתוך לבנים, צ'רצ'ים קלים, או ניקוי מלט.
- (FLT:0) Adsorbent for Wastewater TreatmentveFLT:1) - ברזל או אלומיניום מבוססי WTRs ניתן להגיב ולהשתמש בו כדי להסיר פוספט או מתכות מאפקטים תעשייתיים, גישה של כלכלה מעגלית.
Phytoremediation and Vegetation- Based Management
(ב) כי שאריות שנותרו על-ידי אזורים מאומתים, ניתן להשתמש בפיזוטוריציה כדי לחלץ או לייצב מתכות.צמחים מסוימים של היפרקומולטור (למשל, FLT:0Thlas caerulescenscenscenscioFLT:1 עבור אבץ וקטמיום, FLT:2Ptrais vitaFLT 3:0reacio עבור מתכות גדולות יכול להיות להפחית גשם צמחייה נמוכה).
שקיפות והערכה של סיכונים
(ההנהלה של מתכות כבדות ב-WTRs כפופה לתקנות לאומיות ואזוריות שונות באופן נרחב. בארצות הברית, חוק השימור והשיקום של המשאבים (RCRA) מסווג פסולת מסוכנת המבוססת על בדיקות לניתוק (TCLP) ו-WTRs רבים עשויים להיות מסווגים כ- 3 (המכונים LTF) LT2 LT) LT2 LTFUS: LTS (R) LTFUS) LT5) LTS) LTS) LTFUSE LTS: LT5 LTS (R) LTFUSE LT5 LT5 LTFUS LTS) LT5 LTS) LT5 LTS) LTS) LTFREE LTS LTS LTS) LTFREE LTS: LTS: LTS LTS: LTFRE LTFUS LTFRE LTS LTS LTS LTFRE LTS LTS LTS LT5 LTS LTS) LTS LTS LTS LTS LT
הערכות סיכון ספציפיות של האתר הן חיוניות לכל פרויקט גדול או שימוש חוזר.הם צריכים לשקול את מודל האתר המושגי: המקור (WTR), מנגנוני שחרור (השבילה, שחיקה), נתיבי תחבורה (מים קרקעיים, משטחים, אבק), קולטנים (אנושיים, קולטנים אקולוגיים), מנגנונים סטנדרטיים כגון נוהל מניעת מחיצה (SPLP) או משקעים מתקדמים לאבחון של שיטות הפעלה של תאים חשמליים, אך בטווח הארוך, אך לא ניתן לקבוע בדיקות קירור (CDC) סימולציה של תאים מתקדמים יותר, אך ורקמות, אך ורקמותת).
מחקר וכיוונים עתידיים
התחום מתפתח במהירות כמכשירים אנליטיים חדשים וטכנולוגיות תיווך חדשות, אזורי מפתח של מחקר כוללים:
- (FLT:0)Nanoscale Characterizationization (FLT:1) - מיקרוסקופיה וספקטרוסקופיה ברזולוציה גבוהה (למשל, XANES, EXAFS) מאפשרים לחוקרים לקבוע את הספקטרום הכימי המדויק ואת הפצת ננומטרי של מתכות כבדות במכני שאריות מורכבות, שיפור התחזיות של הגורל.
- (FLT:0)Bioleaching ו biomineralizationsph:1) - באמצעות מיקרואורגניזמים כדי לייעל באופן סלקטיבי מתכות מ WTRs, המציעה התחדשות ירוקה או אפשרות שיקום משאבים.
- (FLT:0) הערכת מחזור חיים (LCA)FIRLT:1) - הערכות הוליסטיות השוואת השפעות סביבתיות של תרחישים ניהול שונים (landfill לעומת שימוש מועיל), כולל שימוש באנרגיה, פליטות וצריכת משאבים.
- (FLT:0) השפעות שינוי האקלים (FLT:1) - תדירות מוגברת של גשם קיצוני ושיטפונות עלולה להאיץ את הניתוק מן שאריות מנוהלות באופן לא תקין.טמפרטורות גבוהות יותר עלולות להגביר פעילות מיקרוביאלית ושינויים ב- Redox.
- (FLT:0) כלכלה מעגלית (FLT:1) - יש עניין גובר בשיקום מתכות יקרות מ- WTRs (למשל, נחושת, ניקל, אלמנטים נדירים של כדור הארץ) באמצעות תהליכים הידרומטריים או ביוטכניים, שהופכים חבות למשאב.
מסקנה
גורל הסביבה של מתכות כבדות בשקעי מים נשלט על ידי שילוב מורכב של תחכום, משקעים, מורכבות ותגובות חמצון אדומים, כולם מושפעים pH, חומר אורגני, מינרלים, תנאים סביבתיים. בעוד ששאריות רבות יכולות להיות מנוהלות בבטחה באמצעות ייצוב, להכיל יזום, או שימוש יעיל, יציבות ארוכת טווח של מתכות לא ניתן להניח ללא הערכה אקולוגית של מחסור, הדגשה על פני המים, הדגשה, או ניהול יעיל, או ניהול יעיל, או ניהול יעיל, אשר מדגיש, או ניהול יעיל, את היציבות לטווח ארוך טווח ארוך טווח של מתכות לא ניתן להניח ללא הערכה אקולוגית, כיבוי, כיבוי, כיבוי, כיבוי, כי יש צורך על בסיס של חומרים מאופק, ומניעה, ומניעה, ומניעה, ומניעה של מחסור.
מחקר מתמשך - מ- nanoscale-speciation למודלים בקנה מידה מאקרו - חיוני לחדד את ההבנה שלנו ולפתח פתרונות חדשניים.אנשי טיפול במים, הרגולטורים ומנהלי הסביבה חייבים לעבוד יחד כדי ליישם את התרגילים הטובים ביותר שמגנים על בריאות האדם והסביבה.על ידי שילוב שיטות ניהול גורל וטרנסטרנס לתוך קבלת החלטות, אנו יכולים להבטיח כי שאריות שנוצרו במהלך טיהור מים לא יהפכו למורשת של מחר: Fval Data על פני כדור הארץ: 1.Fal Data ניהול נתונים רחב יותר, על פני מערכת ההפעלה הבינלאומית: 1.Fal 2.