磷對(duì)環(huán)境的危害？

【專家解說(shuō)】：隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增長(zhǎng)，人口的增加，含磷農(nóng)藥和農(nóng)肥的大量使用，使水體的磷污染日益嚴(yán)重。磷是地球系統(tǒng)中維系生命的主要元素之一，也是構(gòu)成生物體并參與新陳代謝過(guò)程必不可少的元素。但水體中如果磷含量超過(guò)20mg/L，就會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，造成藻類大量繁殖，藻體死亡后分解會(huì)使水體產(chǎn)生霉味和臭味，影響魚類等水生生物的生存一、引言 　　伴隨著我國(guó)化工行業(yè)的高速發(fā)展，近二十年來(lái)，我國(guó)磷化工得到了迅速的發(fā)展，并取得了令人鼓舞的成績(jī)。但是，伴隨著磷化工的發(fā)展而產(chǎn)生的環(huán)境污染狀況也日趨嚴(yán)重。因此，防治磷化工污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，合理利用不可再生的有限資源，是我國(guó)磷化工健康發(fā)展所面臨的一項(xiàng)迫切任務(wù)和重要課題，認(rèn)識(shí)磷污染的危害和研究除磷的方法具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。 　　 　　二、磷化工污染的危害 　　我國(guó)現(xiàn)有磷化工生產(chǎn)企業(yè)300家左右，從業(yè)人數(shù)十余萬(wàn)人，已形成固定資產(chǎn)約60億元，約占全國(guó)化工固定資產(chǎn)總額的20%左右。主要產(chǎn)品有磷礦石、硫酸、普通過(guò)磷酸鈣、鈣鎂磷肥、重過(guò)磷酸鈣、黃磷、赤磷、磷酸(包括工業(yè)級(jí)和食品級(jí))、三聚磷酸鈉、磷酸氫鈣(包括飼料級(jí)和牙膏級(jí))、三氯化磷、五硫化二磷、磷酸三鈉、磷化鋅、磷化鋁、含磷農(nóng)藥、有機(jī)磷水質(zhì)穩(wěn)定劑、金屬磷化劑等。我國(guó)磷化工行業(yè)給社會(huì)提供了大量的物資財(cái)富，同時(shí)也伴隨著產(chǎn)生了大量的污染物，主要是廢氣和粉塵、廢水、固體廢物(簡(jiǎn)稱“三廢”)。這些污染物中含有許多有毒有害的物質(zhì)進(jìn)入了大氣，江河湖海和陸地成為我國(guó)環(huán)境污染最主要的來(lái)源之一。 　　1.廢氣和粉塵。磷化工在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化碳、氟化氫、四氟化硅、磷化氫、硫化氫等，還會(huì)產(chǎn)生一些粉塵。 　　一氧化碳(CO)是一種無(wú)色無(wú)味具有可燃性的有毒氣體。黃磷尾氣是產(chǎn)生CO的主要來(lái)源。因此，防止CO2?dú)怏w造成的全球變暖危害到了刻不容緩的嚴(yán)峻時(shí)刻。 　　二氧化硫(SO2)是一種無(wú)色而略有臭味的窒息性氣體，也是污染大氣的主要物質(zhì)之一。 　　2.廢水。磷化工在加工生產(chǎn)中都要產(chǎn)生大量的含有磷、氟、硫、氯、砷、堿、鈾等有毒有害物質(zhì)的廢水。黃磷生產(chǎn)中要產(chǎn)生黃磷污水，其黃磷污水中含有50~390 mg/L濃度的黃磷，黃磷是一種劇毒物質(zhì)，進(jìn)入人體對(duì)肝臟等器官危害極大。長(zhǎng)期飲用含磷的水可使人的骨質(zhì)疏松，發(fā)生下頜骨壞死等病變。黃磷污水中還含有68~270 mg/L的氟化物，經(jīng)過(guò)處理后可降至15~40 mg/L，但仍高于國(guó)家規(guī)定的10 mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)。 　　3.固體廢棄物。磷化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體廢物主要有礦山尾礦、廢石；黃磷生產(chǎn)排出的磷渣、碎礦、粉礦、磷泥、磷鐵；濕法磷酸生產(chǎn)中產(chǎn)生的磷石膏；硫酸生產(chǎn)中排出的硫鐵礦渣、鈣鎂磷肥高爐灰渣等。這些固體廢物在廠區(qū)內(nèi)長(zhǎng)期堆積，不僅占用大量土地，而且對(duì)周圍環(huán)境造成了較嚴(yán)重的污染。因此這些固體廢物的處理和利用是當(dāng)前磷化工行業(yè)必須解決的實(shí)際問(wèn)題三、國(guó)內(nèi)外常用除磷方法 　　1.化學(xué)沉淀法。該方法是通過(guò)投加化學(xué)沉淀劑與廢水中的磷酸鹽生成難溶沉淀物，可把磷分離出去，同時(shí)形成的絮凝體對(duì)磷也有吸附去除作用。常用的混凝沉淀劑有石灰、明礬、氯化鐵、石灰與氯化鐵的混合物等。為了降低廢水的處理成本，提高處理效果，學(xué)者們?cè)谘兄崎_(kāi)發(fā)新型廉價(jià)高效化學(xué)沉淀劑方面做了大量工作。研究發(fā)現(xiàn)，原水含磷 10mg/L時(shí)，投加 300mg/L的A12(S04)3或 90mg/L的FeCl3，可除磷70%左右，而在初沉?xí)r加入過(guò)量石灰，一般總磷可去除80%左右。他根據(jù)化學(xué)凝聚能增加可沉淀物質(zhì)的沉降速度，投加新型凈水劑堿式氯化鋁，沉降效果達(dá)80%～85%，很好地解決了生產(chǎn)用水的磷污染。該方法具有簡(jiǎn)便易行，處理效果好的優(yōu)點(diǎn)。但是長(zhǎng)期的運(yùn)行結(jié)果表明，化學(xué)沉淀劑的投加會(huì)引起廢水pH值上升，在池子及水管中形成堅(jiān)硬的垢片，還會(huì)產(chǎn)生一定量的污泥。 　　2.生物法。20世紀(jì)70年代美國(guó)的Spector發(fā)現(xiàn)，微生物在好氧狀態(tài)下能攝取磷，而在有機(jī)物存在的厭氧狀態(tài)下放出磷。含磷廢水的生物處理方法便是在此基礎(chǔ)上逐步形成和完善起來(lái)的。目前，國(guó)外常用的生物脫磷技術(shù)主要有3種：第一，向曝氣貯水池中添加混凝劑脫磷；第二，利用土壤處理，正磷酸根離子會(huì)與土壤中的Fe和Al的氧化物反應(yīng)或與粘土中的OH-或SiO32-進(jìn)行置換，生成難溶性磷酸化合物；第三種方法是活性污泥法，這是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的一類生物脫磷技術(shù)。生物除磷法具有良好的處理效果，沒(méi)有化學(xué)沉淀法污泥難處理的缺點(diǎn)，且不需投加沉淀劑。但要求管理較嚴(yán)格，成本較高。 　　3.離子交換法。該方法是利用強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂，與廢水中的磷酸根陰離子進(jìn)行交換反應(yīng)，將磷酸根陰離子置換到交換劑上予以除去的方法。離子交換樹(shù)脂脫除PO43-戶的交換容量比較穩(wěn)定，其再生后交換容量也比較穩(wěn)定。但離子交換樹(shù)脂的價(jià)格較高，樹(shù)脂再生時(shí)需用酸、堿或食鹽，運(yùn)行費(fèi)用較高 　　4.吸附法。20世紀(jì)80年代，多孔隙物質(zhì)作為吸附劑和離子交換劑就已應(yīng)用在水的凈化和控制污染方面。黃巍等以粉煤灰作為吸附劑，對(duì)含磷50～120mg/L模擬廢水脫磷的規(guī)律特征進(jìn)行了研究。研究表明粉煤灰中含有較多的活性氧化鋁和氧化硅等，具有相當(dāng)強(qiáng)的吸附作用，粉煤灰對(duì)無(wú)機(jī)磷酸根不是單純吸附，其中CaO、FeO、A12O3等可以和磷酸根生成不溶或直溶性沉淀，因而在廢水處理方面具有廣闊的應(yīng)用前景。吸附法由于占地面積小、工藝簡(jiǎn)單、操作方便、無(wú)二次污染，特別適用于低濃度廢水的處理而倍受關(guān)注。在吸附法研究中，尋找新的吸附劑是開(kāi)發(fā)新的除磷工藝的關(guān)鍵所在，因此自然界廣泛存在的天然粘土礦物是人們研究的熱點(diǎn)。 　　5.膜分離方法。液膜分離法是一種新型的、類似溶劑萃取的膜分離技術(shù)。液膜法通常是將按一定比例配制的有機(jī)溶劑(有機(jī)相)同膜內(nèi)試劑混合制成乳液微滴，微滴表面形成一層極薄的(l～10μm)液膜，膜內(nèi)為內(nèi)相試劑。在混合柱內(nèi)，將此表面積極大的乳液微滴與廢水接觸，水中待除的金屬離子便通過(guò)選擇性滲透、萃取、吸附等穿過(guò)液膜，進(jìn)入內(nèi)相試劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，廢水中的金屬離子因而得到分離去除。