螯合剂在环境中的发展与应用

吕咨蔓，岳茹，梁婷

（河北农业大学，河北沧州061100）

1 螯合剂与水环境治理

1.1 水环境污染现状

随着经济飞速发展，有效治理环境成为我们面临的首要问题，其中，水环境污染尤为严峻。水环境与我们的生活或深或浅地相互影响着，却被人类破坏得尤为严重。在此背景条件下，如何高效治理被污染破坏的水环境是当今面临的重要问题。

1.2 螯合剂处理重金属废水

水环境污染严重的主要原因是重金属废水不及时处理而随意排放，所以要着手对重金属污染问题进行控制与解决。如化学沉淀法、离子交换法和溶剂萃取法等以前常被用来处理废水,但因条件苛刻、成本高、易引起二次污染使人们受到困扰。在新发现中，高分子螯合剂能通过各种途径与一些不同价态及几何构型的金属离子形成螯合物，在处理重金属废水问题上可加以利用。

有研究表明，常用的KS-101、KS-3、NFSH等重金属螯合剂，NFSH效果最好，在最佳投加量时，部分重金属离子残余离子含量均低于国家一级排放标准，在不投加絮凝剂条件下，可达到最佳沉淀效果的是NFSH，可在短时间达到完全沉降。[1]

1.3 处理重金属废水意义

即使只是微量重金属，却能产生明显毒性，在自然界食物链中，毒性最终可以通过多个途径进入人体造成病害。“水俣病事件”和“富山骨痛病事件”就是由重金属污染引起的。所以为给大家营造一个健康的生活环境，加快重金属废水污染处理是大势所趋。

2 螯合剂促进修复重金属土壤

2.1 土壤重金属污染现状

随着工农业的发展，各类化学品被广泛使用，土壤资源被重金属污染的形势越发严峻。调查发现，重金属污染常导致我国粮食大量减产。因为被重金属污染的物质在土壤中难以流动，微生物对它们的降解性差，在土壤中停留时间长，导致其通过各种途径最终危害人体健康。所以，人们应着重改善和治理重金属污染土壤的问题。

2.2 螯合剂诱导超富集植物修复重金属土壤

近来人们发现通过有效利用超富集植物的植物提取技术，可有效修复重金属土壤。因此人们尝试向土壤中投入使用螯合剂来提高植物提取重金属效率。其中可生物降解螯合剂GL⁃DA相比不易被生物降解的螯合剂EDTA和价格昂贵的可生物降解螯合剂EDDS有着更好的应用前景。

研究发现，超富集植物东南景天地上部分重金属积累状况可被GLDA和EDTA显著影响，且GLDA在诱导植物修复重金属污染土壤中比EDTA效果更佳令人满意。[2]

3 螯合剂去除工业污泥中重金属

3.1 污泥重金属污染现状

随着我国城市化进程加快，城市污水的排放问题越发显著，为响应可持续发展战略，污水排放标准亦需不断提高。污泥中含大量氮、磷等元素，所到之处，土壤、水资源富营养化严重，只有资源化利用才能彻底解决污染问题，但重金属元素易富集、难迁移、不可生物降解成为一大难题。

3.2 螯合剂去除污泥中重金属

研究发现，GLDA对金属有较强的螯合力，尤其能很好处理污泥中铬元素；适当酸度下，螯合剂与重金属总量适当摩尔比时，GLDA对多种重金属离子萃取效果极其可观，其螯合能力与萃取时间、体系酸度、螯合常数、金属元素分布形态息息相关。[3]螯合剂IDS（亚胺基二琥珀酸四钠）对污泥中重金属的萃取效果随萃取时间、体系pH、螯合剂用量及重金属离子与螯合物的稳定常数而变化，且在添加少量H3PO4之后，IDS对污泥中的Cu和Ni有更好的萃取效果。[4]

4 绿色环保的螯合剂

相比过去常用的EDTA生物降解性差、STPP使水环境富营养化、NTA的致癌危险，人们趋向于寻找更绿色环保的螯合剂。然而，螯合剂的替代品，沸石可用于取代磷酸盐，却因水的溶解度被限制；易被生物降解的柠檬酸，因其螯合能力不如NTA或EDTA被大家排斥。[5]为找到绿色低毒性、环境友好型且持续性的螯合剂，人们正不懈努力。

新型可生物降解环保型螯合剂GLDA逐渐被应用，它由植物作为原料，正常情况下易被生物完全降解，具有较强金属螯合能力，是提高经济与保护生态的完美结合体，正确有效并广泛利用GLDA可在环境保护的问题中取得巨大进展。