饮用水中钼元素测定及钼超标治理方法综述

韩张雄+张小辉+刘美美+李浩+冯小娟+高文

摘要：指出了在环境中，钼元素是一种重要的微量元素，对人体和动物体具有重要的生理作用，综述了水体中微量钼元素的快速检测方法以及水体钼超标时的治理方法，得出了水体钼元素的检测应与钼含量相结合，选择合适的检测方法；而对水体超标钼元素的治理，应结合水体实际污染状况，选择经济合理的治理方式。

关键词：饮用水；钼元素；检测方法；治理方法

中图分类号：X832

文献标识码：A 文章编号：1674-9944（2016）20-0038-02

1 引言

饮用水中铅、钡、钼等元素虽然含量很低但与人体健康直接相关，其中钼元素在水体中含量一般为不到1 mg/L。钼是人体多种酶的组成成分，人体通常会缺钼，而缺钼会导致食道癌的发病率提高。我国食道癌集中高发区的调查资料表明，病区饮水中有缺钼、铜、锌、锰这个特征，目前还没有经口服用钼致癌的数据，钼摄入过多或缺乏会引起龋齿、肾结石、营养不良等症状，同时，钼元素会影响嘌呤代谢、碳水化合物代谢以及抗坏血酸的合成等[1]。

钼是坚硬而有韧性的白色金属。钼元素作为一种微量元素，是人体和动植物体所必需的[2]。人体内肝和肾中钼元素含量最高，人体各种组织都含钼，成人体内总量为9 mg，肝、肾中含量最高。同时钼是组成眼睛虹膜的重要成分，虹膜可调节瞳孔大小，保证视物清楚，钼不足时，影响胰岛素调节功能，造成眼球晶状体房水渗透压上升，屈光度增加而导致近视。但当钼元素含量超过一定限值，会对人体和动物造成危害。因此，准确测定饮用水中的钼元素对钼元素的含量预警具有重要意义，同时，钼元素超标水体的治理刻不容缓。

2 水中钼元素的检测方法

目前饮用水中钼的测定方法有多种，比色法测定水中的钼元素，钼的比色法有很多种，其中以硫氰酸盐比色法应用的最广，是测定钼的经典方法，原理是在硫酸和高氯酸介质中，硫氰酸盐与钼生成橙红络合物，在470 nm波长处通过测定吸光度来确定钼的浓度[2]；另外比较常用的方法还有ICP-AES[3]、ICP-MS[4～5]、GF-AAS法[6]；测定痕量钼元素还可以使用活性炭柱吸附富集-分光光度法[7]进行测定。

3 超标钼元素的治理

饮用水钼超标的危害为钼摄取过量会导致生命体中毒，而这种钼通常是以水溶态形式存在的。当钼浓度为5 mg/L时，将会对人体产生危害。人若发生钼中毒，会导致肢体无力、头疼、生长缓慢、脱毛、痛风综合症、肾脏受损及动脉硬化等症状。根据对动物中毒剂量的实验，推算人体对钼的最低毒副反应水平为0.14～0.20 mg/kg；动物中毒后，一般出现贫血、脱毛、厌食及体重减轻等症状；植物钼中毒主要表现为叶片失绿，茎、叶枯瘦等。摄取钼超标的水，是钼对人体造成危害的主要途径。钼国家标准为水体钼最高接纳浓度为5 mg/L，饮用水中则为0.07 mg/L。国内外对重金属污水的治理方法通常有化学沉淀、离子交换、电动力修复、吸附及生物修复几种方法，对钼污水的治理也同样适用[8]。

3.1 化学沉淀法

采用化学沉淀法去除水体重金属钼的原理是，通过加入钼沉淀剂使其吸附、聚合并沉淀，从而得以回收。通常所用沉淀剂有氯化钙、生石灰、硫酸铅等。已有实例表明，化学沉淀法对水体高浓度的钼去除效果很好。如，法国Lodeve工厂，通过加压碱浸、酸化、蒸浓沉淀后可以将钼脱离水体；也有用硫酸铅作为沉淀剂来去除水体中的钼。缺点是化学沉淀法通常会带来二次污染，而对钼进行的吸附工艺通常需调节水体酸碱度使其呈酸性来加以处理。

最新技术研发进展为零价铁去除[9]（结合氧化还原原理）。零价铁廉价易得，环境友好，可以通过吸附、还原、沉淀等机理去除水中多种重金属。零价铁对钼具有较好的去除效果。钼的去除效率随pH值的降低而增加，在pH=2.0时，去除率达到98%； 无机阴离子均在不同程度上抑制钼的去除，而无机阳离子则促使钼的去除率从60 %提高到95 %。

3.2 离子交换法

树脂的离子交换去钼原理是通过树脂离子与钼酸根离子的交换吸附或聚合作用而去除。树脂的交换能力通常与树脂本身的交换基团、溶液流速、pH及钼浓度有关。已有研究表明，大孔强碱阴离子、大孔弱碱性阴离子、氨基毗淀树脂及DK型大孔交换树脂对钼去除效果较好。

3.3 吸附法

吸附法是目前国内外处理重金属污水使用较多的一种方法。吸附材料去除钼原理主要是通过不同材料表面电荷、比表面积等属性来吸附溶液中的钼酸根离子。吸附过程会受到溶液pH、共存离子及材料本身表面属性的影响。已有研究表明，利用铁氧化物、活性炭、壳聚糖及改性活性炭等去除铝可以收到较好的效果。

最新技术研发进展：①氢氧化铁沉淀物对钼酸根离子具有吸附作用（含钼废水处理及饮用水应急处理技术及工艺）。弱酸性铁盐混凝沉淀过滤工艺可以与水厂常规处理工艺结合，有效应对原水微量钼超标问题，保障供水安全。采用该工艺处理高浓度含钼废水时，在最适pH条件下，投加适当铁盐混凝剂，一级混凝沉淀出水可以满足废水排放标准要求，但难以满足地表水水环境质量要求[10]。②麦饭石及锰改性麦饭石除钼（饮用水处理）[11]。当模拟水样中钼初始浓度为700 μg、滤柱内径为5 cm、猛改性麦饭石滤层厚度为100 cm、滤速为4mL/min时，滤层被穿透的时间为7.5 h，即此后含钼出水浓度超过《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）对饮用水中钼小于70 ng/L限值的要求。

3.4 人工湿地法

除钼湿地在技术和经济层面具有一定的可行性；湿地基质通过一定的再生方法可循环利用，对植物进行回收及资源化利用可提高其经济与生态环境效益；低温对北方人工湿地的顺利运行具有很大的挑战性，通过对人工湿地去污机理及冬季影响因素的分析，得出温度和溶解氧是寒冷地区人工湿地运行最关键的两个制约因素。因此，对人工湿地冬季强化措施进行研究十分必要[12]。

4 结语

水体中钼元素的含量对人体影响比较大，因为钼元素对人体必不可少，但是在人体内必须保持一种特殊的平衡状态，一旦平衡被破坏，就会影响健康。其对人体是有益还是无害则是相对的，关键在于适量，至于多少才是适量，以及它在人体中的生理功能和形成的结构如何等，都值得我们作进一步的研究。因此，对钼元素的检测应与水体钼元素含量的多少相结合，选择合适的的检测方法，而水体钼超标对人体或动物体钼影响较大，因此，结合钼元素的实际污染状况，采用经济合理的治理方式，对降低水体钼元素污染具有重要的意义。

参考文献：

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