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春节期间,广西龙江河镉污染,有朋友跟我讨论到一些问题,包括一些研究生、博士后和年轻老师,以及工程技术方面的专家,其中有两个问题,我觉得是我之前几届在环境化学课上应该讲授、却没有讲授的,今后教学过程中看来应该提及:
问题1:镉在水中是以离子状态存在的,为什么我看到电视上是用聚合氯化铝处理?聚铝的混凝不是对胶体和颗粒物才起作用的吗?怎么能处理溶解态的污染物?
——事实上,是先加了碱(氢氧化钠、石灰),以调高pH,使镉以氢氧化镉和碳酸镉的形式沉淀,但是这个沉淀颗粒比较细小,在实际水体中并不容易自然沉降下来,因此再加聚合氯化铝进行混凝,促进沉淀。
聊到胶体,这里又想起一个问题,上次一个学生问我,在跟美国导师电面的时候,有一个疑惑:胶体颗粒跟纳米颗粒究竟有何区别?不都是100个纳米以内的吗?我说,你去查查英文的定义就会清楚了:胶体一定是一个SYSTEM,由分散相和被分散相组成(有些书上定义的是1000个纳米,有些是100个纳米);而纳米颗粒就是PARTICLE,不存在SYSTEM。
问题2:硫化镉的溶度积比氢氧化镉和碳酸镉要小很多,为什么不用硫化物沉淀法直接沉淀?
——这个问题,我一开始也采用了比较书生气的解释。的确,在张晓健老师之前牵头的应急处理项目成果中,最后给出来的“化学沉淀技术可以应对的污染物”,就提出了镉、铜、银、汞、镍、铅、锌等几种污染物既可以用碱性化学沉淀法,也可以用硫化物沉淀法。不过,硫化物非常不稳定,储存和运输都是问题,也许这就是实际工程中不太采用硫化物沉淀法的原因吧。
另外,如前一个问题所述,单纯靠化学沉淀要使污染物直接沉淀下来,往往并不容易。实际河流中的沉淀过程受到水动力学的扰动,远不如实验室的化学沉淀那么强烈,因此混凝往往是必要的。
这就是我的一些理解,也许还不够全面。
总结:
1. 环境化学课程对混凝、沉淀、氧化还原等这些反应过程分别进行讲解是不够的,很多反应往往是相互关联的,必须尽量作为一个整体去讲,这个是目前教科书中缺乏的。即便是在给水工程和排水工程教科书中,也是按照反应器单元来介绍的,很少进行交叉和集成的分析。我们在教科书上一直讲“混凝-沉淀”,似乎必须混凝之后再沉淀,其实沉淀之后再混凝是实际工程里经常用到的。
2. 实际水体中反应过程跟实验室结果存在差异,水体的条件、物质的化学性质都会影响化学处理方案的选择。
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GMT+8, 2024-9-27 06:34
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