Загрязнение водной среды тяжелыми металлами: эффективные и недорогие подходы к удалению, направленные на устранение их токсичности: обзор

Загрязнение источников воды тяжелыми металлами стало одной из основных глобальных экологических проблем, представляющей угрозу как для водных экосистем, так и для здоровья человека. Загрязнение водной среды тяжелыми 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 тяжелых металлов токсичны, потенциально канцерогенны и способны биоаккумулироваться в биологических системах. Тяжелые металлы могут повреждать различные органы, включая нервную систему, печень, легкие, почки, желудок, кожу и репродуктивную систему, даже при низких уровнях воздействия. В последние годы активизировались исследования эффективных методов удаления тяжелых металлов из сточных вод. Хотя некоторые подходы позволяют эффективно удалять загрязнители, содержащие тяжелые металлы, высокие затраты на их подготовку и эксплуатацию могут ограничивать практическое применение. Опубликовано множество обзорных статей, посвященных токсичности тяжелых металлов и методам их удаления из сточных вод. В настоящем обзоре рассматриваются основные источники загрязнения тяжелыми металлами, их биологические и химические превращения, токсикологическое воздействие на окружающую среду и вредное влияние на экосистемы. Также анализируются последние достижения в области экономически эффективных и высокоэффективных методов удаления тяжелых металлов из сточных вод, включая физико-химическую адсорбцию с использованием биоугля и природных цеолитовых ионообменников, а также разложение комплексов тяжелых металлов с помощью процессов расширенного окисления (AOPs). Наконец, обсуждаются преимущества, практические применения и перспективный потенциал этих методов, а также проблемы и ограничения, которые необходимо учитывать.