人體活動的正常進行離不開各種蛋白質(zhì)與酶。據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，人體內(nèi)有數(shù)十種蛋白質(zhì)與酶含有Cu元素，Cu在蛋白質(zhì)與酶中起到活化與催化的作用，無論是造血還是細胞繁殖，甚至是酶的活化與內(nèi)分泌均離不開Cu元素。然而，工業(yè)廢水排放導(dǎo)致大量Cu元素積聚于水環(huán)境中，使水生生物體內(nèi)大量積累重金屬，人們食用水生生物后重金屬沉淀于人體中無法排出，最終導(dǎo)致機體中毒。針對水中Cu過量造成的環(huán)境污染與人體中毒，以檢測并凈化水環(huán)境中Cu2+進行科研活動。

隨著工業(yè)發(fā)展，人們生活水平明顯改善的同時，身處的環(huán)境也受到前所未有的污染?？諝馕廴?、水污染嚴重危及人類健康。以水污染為例，工廠向江河內(nèi)排放的污水含有大量重金屬離子，如Cu2+或Zn2+，這些金屬離子被攝入水生物體內(nèi)，人們在食用水產(chǎn)品時就會將重金屬攝入到體內(nèi)，使人體內(nèi)重金屬大量累積，導(dǎo)致機體中Cu元素過量，最終將導(dǎo)致中毒。因此，人們開始檢測并處理廢水中的Cu2+。

1、檢測方法

1.1、比色法

顯色劑可以選擇二環(huán)已酮草酰雙腙(即BCO、C14H22N4O2)，BCO和Cu2+共同處在堿性環(huán)境中，隨反應(yīng)產(chǎn)生藍色的絡(luò)合物，借助分光法能夠測定Cu2+濃度[1]。若條件為波長600nm、質(zhì)量濃度介于0.04μg～1.4μg之間，Cu2+與吸光度的關(guān)系完全符合比爾定律。

比色法中還有一種較為先進的分支，即納米金比色法。試驗一般選取以溶膠形式分散于水中、具有優(yōu)秀光學(xué)性能的、直徑介于1nm～100nm的微小金顆粒。這種又名膠體金的納米金消光系數(shù)較高，其表面具有非常優(yōu)越的等離子體共振性能，可以吸收510nm～550nm的共振波。納米金溶液為亮紅色，若吸收的共振波增加，則顆粒之間的距離就會縮短，溶液顏色也會由紅變藍。借助這一原理，可以實現(xiàn)將快速檢測應(yīng)用于重金屬分離中。

1.2、原子吸收法

Cu2+的原子可以吸收大部分金屬發(fā)射出的共振線，這種吸收能力與其占溶液的比例有關(guān)。所占比例高則吸收得多，反之則少。由于空氣原子化后大部分金屬元素能夠被直接測定，因此水樣檢測可以先將其原子化，再進行共振線測定。若水樣里Cu2+所占比例較低，則可以在萃取后再富集。一般生活用水及池塘水質(zhì)借助這種方法檢測。

1.3、電化學(xué)檢測法

電化學(xué)檢測法涉及電化學(xué)分析領(lǐng)域及化學(xué)發(fā)光研究領(lǐng)域的知識，一般采用某種熒光素來測定廢水中Cu2+含量[2]。HAS熒光淬滅法是一種適合實驗室測定Cu2+含量的方法。一般而言，若Cu2+濃度為0.13㎎/L～6㎎/L，則線性關(guān)系良好，該方法檢出限為38μg/L。

可以將巰基乙胺充當凈化方法中必需的穩(wěn)定劑，借助水熱合成法，將其制成粒徑大小不一的CdTe量子點，選出粒徑為3.6nm/3.27nm的量子點對Cu2+進行熒光淬滅法檢測，此方法同樣具有較高的靈敏性[3]。

1.4、電修飾法

通過共價自組裝，將修飾電極當作工作電極，依靠靈敏度來檢測Cu2+濃度。以磷酸鹽為緩沖液中，攪拌溶液并富集后，將存在于其中的Cu2+與修飾電極反應(yīng)活性配合物，使其附著于電極表面，進而檢測。電極的峰電流和Cu2+濃度正相關(guān)，在特定區(qū)間存在一定的線性關(guān)系，該方法檢出限為3.2×104㎎/L。

2、處理方法

2.1、電化學(xué)法

若水中Cu2+濃度較低，可以使用流化態(tài)電極降低質(zhì)量濃度，最低值甚至可以達到5×10-6㎎/L。

2.2、吸收法

將具有不溶性質(zhì)的鈉鹽、鎂鹽等黃原酸鹽或水溶性絡(luò)合物與Cu2+放到一起發(fā)生反應(yīng)，二者相結(jié)合可以有效去除重金屬[4]。一般而言，含Cu2+的電鍍廢液可以用吸收法進行凈化。此外，還可以借助水熱合成法將燃燒高嶺土制成納米分子篩，篩選出Cu2+。

2.3、膜電解法

膜電解法一般選用氨水作為電解質(zhì)來處理廢水中的Cu2+。受電場力作用，陽離子們互相滲析，Cu2+與其它陽離子互換，穿過膜滲透到陰極室中，由于NH4+發(fā)生遷移，Cu2+就在廢水之中就產(chǎn)生Cu(OH)2絮體，如此再去除絮體就比較簡單了。膜電解法Cu2+凈化比例與氨水和純水比例有關(guān)[5]。通過相關(guān)實驗可以發(fā)現(xiàn)，當氨水：純水=3:5時，持續(xù)電解5h，廢水中Cu2+凈化比例接近94%，去除后，每升廢水中的Cu2+含量僅為5.79mg，且廢水中Cu(OH)2絮體含量將會達到被去除的Cu2+含量的40%。

2.4、趨磁細菌法

趨磁細菌對于Cu2+和Zn2+都具有一定的吸附作用，在一定的酸堿度、溫度、時長或微生物量影響下，趨磁細菌可以有效吸附水樣本里的Cu2+。根據(jù)劉珺的研究可知，pH=5、溫度達到20℃～25℃、時長是120min、細菌濃度至8×103㎎/L時，該方法吸附效果最佳。然而，Cu2+和Zn2+若共存于廢水中，Zn2+與趨磁細菌之間存在更大的親和力，Cu2+凈化率不如Zn2+凈化率。因此廢水中若同時含有這兩種金屬離子，則不建議選擇這種方法[6]。

2.5、MFC凈化法

MFC也就是微生物燃料電池，這種裝置具有可以處理廢水的優(yōu)點。將含有Cu2+的廢水作為陰極電解液，將含有1g的LCOD生活污水為陽極基質(zhì)，在加入Na2SO4后，陰陽電極發(fā)生反應(yīng)，可以起到去除Cu2+和COD的作用[7]。

3、結(jié)語

Cu2+對水生物、水環(huán)境及人體造成的危害目前已經(jīng)為越來越多的人所了解，各機構(gòu)和部門都開始研發(fā)相關(guān)技術(shù)檢測和處理廢水中大量存在的Cu2+。介紹了比色法、電化學(xué)法、電修飾法和原子吸收法四種檢測方法，總結(jié)了電化學(xué)法、吸收法、膜電解法、趨磁細菌法和MFC凈化法五種處理方法，以此來為從事相關(guān)研究的人員提供參考。