重金屬的定義為原子序數介于23(V)~92(U)、相對密度大于4.5g/cm3的天然金屬元素。目前，重金屬共有54種，其中部分屬于稀土金屬或難熔金屬。從環境污染角度來看，重金屬特指Hg、Cd、Pb、Cr以及類金屬As等生物毒性較為明顯的金屬。重金屬在污染水體中主要以金屬陽離子形式存在，但同時也存在少數陰離子形式，如Cr、Sb、As等元素均存在對應的含氧陰離子形式。
重金屬被廣泛運用于采選、冶礦、電鍍、電池、造紙、農藥以及新興材料等領域。然而，隨著時間推移，工業的迅速發展與污染治理不同步，導致環境重金屬污染越來越嚴重。重金屬污染物在自然環境條件下難以降解，而且還會隨著環境循環、生物鏈放大等作用被富集;此外，重金屬具有生物毒性，對生物有致癌和致畸的作用。所以，如果長期不采取管理措施，并任由重金屬污染物隨意排放，會對環境以及人類健康造成巨大危害。
日益增長的用水需求與有限的水資源之間的矛盾關系。重金屬污染廢水的傳統治理方法有物理吸附法、氧化還原法、化學沉淀法、化學凝結絮凝法、膜分離法、離子交換法、生物修復法以及吸附共沉淀法等。然而，傳統重金屬治理方法普遍存在去除效率低、適用去除對象范圍窄、作用條件苛刻、污泥產量大且難以進行后續處理等一系列問題。
重金屬捕集劑(以下簡稱重捕劑)多為有機高分子化合物，利用分子結構中的特定官能團，通過配位作用與重金屬離子形成配位鍵，同時相互交聯螯合，使廢水中的重金屬被捕捉以及沉降，從而達到有效分離的目的。重捕劑中起到配位作用的元素主要包括O、N、P、S、As和Se。當前對重捕劑的研究集中于O、N和S等元素9-10。重捕劑操作簡便、反應靈敏、條件適應性強，可對絡合物產生作用，在去除重金屬污染方面具有高效、廣譜、環保、經濟等優點，這使其在眾多重金屬治理方法中脫穎而出，成為近年來被廣泛研究和應用的技術之一。
本研究總結和梳理了重捕劑的發展歷程和最新研究進展，分析了重捕劑的主要類別、作用機理和處理效果等，針對重捕劑在技術研發、生產應用等方面存在的關鍵問題，進一步論述了其優化改進的技術方法和研究方向，以期對重金屬污染治理和新型捕集劑的研究開發提供理論指導和技術支撐。
1、重捕劑發展歷程
重捕劑法的原理是：向含重金屬離子廢水中投加化合物，該化合物迅速與重金屬離子反應形成不溶
聲明：
“重金屬捕集劑在水處理中的應用” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：湖南工業大學生命科學與化學學院，生態環境部華南環境科學研究所，廣州大學環境科學與工程學院
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2025年07月09日 ~ 11日 
