Загрязнение водной среды тяжёлыми металлами: эффективные и недорогие методы удаления для снижения их токсичности — обзор

Загрязнение источников воды тяжёлыми металлами стало одной из основных глобальных экологических проблем, угрожающих как водным экосистемам, так и здоровью человека. Загрязнение водной среды тяжёлыми металлами усиливается вследствие индустриализации, изменения климата и урбанизации. К источникам загрязнения относятся отходы горнодобывающей промышленности, фильтрат полигонов, коммунальные и промышленные сточные воды, городской поверхностный сток, а также природные явления, такие как извержения вулканов, выветривание и абразия горных пород. Ионы тяжёлых металлов токсичны, потенциально канцерогенны и способны накапливаться в биологических системах. Даже при низких уровнях воздействия тяжёлые металлы могут повреждать различные органы и системы, включая нервную систему, печень, лёгкие, почки, желудок, кожу и репродуктивную систему. В последние годы активизировался поиск эффективных методов удаления тяжёлых металлов из сточных вод. Хотя некоторые методы позволяют эффективно удалять загрязнители, высокие затраты на их разработку, подготовку и применение могут ограничивать их практическое использование. Опубликовано множество обзоров токсичности тяжёлых металлов и методов их удаления из сточных вод. В настоящем обзоре рассматриваются основные источники загрязнения тяжёлыми металлами, их биологические и химические превращения, токсикологическое воздействие на окружающую среду и вредное влияние на экосистемы. Кроме того, анализируются последние достижения в разработке экономичных и эффективных методов удаления тяжёлых металлов из сточных вод, включая физико-химическую адсорбцию с использованием биоугля и природных цеолитов в качестве ионообменников, а также разложение комплексов тяжёлых металлов с помощью процессов углублённого окисления (AOP). Наконец, обсуждаются преимущества, практическое применение и перспективы дальнейшего развития этих методов, а также проблемы и ограничения, которые необходимо учитывать.