高氯酸鹽污染水處理裝置(EPC)
電解處理高氯酸鹽污染地下水(EPC)處理高氯酸鹽污染的地下水的新方法。
持續(xù)努力革新和發(fā)展復(fù)雜問題突破性解決方法。今天,一種新型電化學(xué)系統(tǒng),能夠成功處理高氯酸鹽污染的地下水。這套新系統(tǒng)開辟了一條新的經(jīng)濟高效的途徑,減少水中高氯酸鹽的含量,而對水質(zhì)沒有任何影響。而且,該方法和目前使用的其它方法比較具備更加便宜和更加有效的優(yōu)點。
降低高氯酸鹽的過程是基于合理的科學(xué)原理。電解系統(tǒng)中包含在水中具有吸附性質(zhì)的電極。這種電極不會腐蝕(惰性電極),不會溶解到水中,所以不會污染水質(zhì)。

水流經(jīng)裝有這種電極的電解系統(tǒng)時,高氯酸根離子很容易被吸附到電極表面上。在施加到電極間的電壓的作用下,高氯酸根按照下面的反應(yīng)式還原成氯離子:ClO4- + 8H++ 8e- = Cl- + 4H2O
一臺中試裝置用來每小時處理100升被污染的水(處理裝置見上圖)。系統(tǒng)電力消耗為0.5~1.0kWh/m3,能耗和被處理水的溫度、流速、pH值以及溶解氧濃度有關(guān)系。結(jié)果顯示,在合適的條件下高氯酸根的濃度可以降低到18微克/升以下。
地下水高氯酸根的來源:
環(huán)境中高氯酸鹽的來源主要來自于生產(chǎn)使用高氯酸鹽的工廠的排放和廢棄物。
以大量生產(chǎn)的高氯酸銨和高氯酸鉀為例,高氯酸銨作為氧化添加劑廣泛應(yīng)用于火箭固體推進(jìn)劑,軍工生產(chǎn),焰花生產(chǎn)和火柴生產(chǎn)中,它也作為一種實驗用化學(xué)藥品被大量使用,此外,也會出現(xiàn)在化肥的成分之中。
除了日常生產(chǎn)和使用中的排放造成的環(huán)境污染之外,由于高氯酸銨的貯藏壽命有限,廠家會定期對原有庫存進(jìn)行淘汰,這就導(dǎo)致大量未經(jīng)處理的高氯酸鹽一次性被排放到環(huán)境中去。
環(huán)境中的高氯酸根主要來自于固體高酸鹽,銨鹽,鉀鹽,鈉鹽和鎂鹽的溶解。軍事生產(chǎn)是高氯酸根的一個重要來源,其它化學(xué)品生產(chǎn),如道路安全熒光標(biāo)記、焰火和一些炸藥也增加了土壤和地下水中的高氯酸根。這些產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用也會帶來環(huán)境危害。
高氯酸根的化學(xué)性質(zhì):
高氯酸根(ClO4-)以鹽的形式在水中和其它極性有機溶劑中溶解性非常好。
在一般的環(huán)境條件下,很容易在地下水中擴散和長期穩(wěn)定存在,在地表水和地下水系中的流動性強。
高氯酸根離子具有動力學(xué)的穩(wěn)定性,中心原子氯原子從+7價態(tài)被還原需要外能或催化劑的存在,不能被普通的還原劑還原或者別的藥劑沉淀出來,因而在自然水系中一般可以穩(wěn)定存在幾十年.高氯酸鹽是非揮發(fā)性的,多數(shù)的土壤礦物質(zhì)對其吸附作用都很小,雖然鉀鹽溶解度小于銨鹽,可能析出溶液,減少遷移量,但沉淀的高氯酸鹽還會再次被溶解,返回傳輸過程。
因此,自然水系中的高氯酸鹽會持續(xù)遷移,擴散到排放點以外的區(qū)域,能夠?qū)Υ蠓秶鷥?nèi)的飲用水源構(gòu)成污染。
高氯酸根對健康的影響:
高氯酸鹽可以有效抑制人體對碘離子的攝取,從而導(dǎo)致甲狀腺激素分泌的減少。
高氯酸鹽的過量攝入會導(dǎo)致甲狀腺激素的分泌不足,而甲狀腺激素分泌不足會抑制人體正常的新陳代謝和生長發(fā)育。
另外,對嬰兒,孕婦和胎兒等敏感人群,高氯酸鹽導(dǎo)致碘缺乏的毒性證據(jù)非常明確,過量攝取有可能導(dǎo)致甲狀腺機能不足。
研究表明,高氯酸鹽排放集中地區(qū),嬰兒先天性甲狀腺機能不足的比率高于平均水平+3倍。如果孕婦在妊娠第12周甲狀腺激 素血漿T4含量低的話,新生嬰兒就會有發(fā)育方面的問題。
飲用水中高氯酸根的安全水平:
飲用水中高氯酸根的安全水平到目前為止還沒有一個固定的標(biāo)準(zhǔn)。美國健康服務(wù)署將高氯酸鹽定為未規(guī)范化化合物,需要長期進(jìn)行監(jiān)測。未規(guī)范化化合物是指缺乏聯(lián)邦飲用水標(biāo)準(zhǔn)或最高污染物水平的污染物。
2003年美國環(huán)境保護(hù)署美國環(huán)保署依據(jù)服用高氯酸鹽的臨床毒性實驗,制訂了不會產(chǎn)生可觀察到的副作用的劑量是1微克/升(ppb)。
加利福尼亞環(huán)境健康危險評估辦公室(OEHHA)設(shè)定的飲用水中高氯酸根公共安全目標(biāo)是6微克/升,這個水平可能會導(dǎo)致干擾甲狀腺激素碘的吸收。
加州大學(xué)歐文城市水研究中心發(fā)起了一個研究委員會,目的是綜合研究規(guī)范飲用水中高氯酸根的科學(xué)方法與政策,報告于2004年發(fā)表。該委員會認(rèn)為,如果飲用水中高氯酸根的濃度不超過100微克/升的水平,就不會對正常人造成危害。由于缺乏足夠的毒性數(shù)據(jù),上面提到的100微克/升的濃度對孕婦和胎兒的正常發(fā)育來說不是絕對安全的。
調(diào)整飲用水中高氯酸根安全水平的最終決定,很顯然不僅僅是個公眾健康的問題,同時也是一個治理該污染所付出的成本問題。
推薦應(yīng)用:
高氯酸鹽污染地下水處理