摘要： 本文聚焦于阴离子聚丙烯酰胺在江苏地区重金属离子去除方面的应用。阐述了其作用原理，详细介绍在江苏不同场景（如工业废水处理、受污染水体修复等）中的实践应用情况，分析实践中遇到的问题及解决策略，并对未来发展前景进行展望，旨在为江苏地区利用阴离子聚丙烯酰胺高效去除重金属离子提供全面参考。

一、引言

随着江苏地区工业的迅猛发展，重金属污染问题日益凸显，对生态环境和人体健康构成严重威胁。重金属离子具有毒性大、难降解、易在生物体内累积等特点，因此，探寻高效可行的重金属离子去除方法迫在眉睫。阴离子聚丙烯酰胺作为一种重要的水溶性高分子絮凝剂，凭借其独特的化学结构与性能，在江苏重金属离子去除领域展现出广阔的应用潜力，值得深入探究与实践。

二、阴离子聚丙烯酰胺概述

（一）化学结构与性质

阴离子聚丙烯酰胺（APAM）是聚丙烯酰胺链段上含有一定数量羧钠基等阴离子基团的线型聚合物。其分子量通常较大，主链上活跃的酰氨基能与水中悬浮物、胶体颗粒等通过吸附、架桥作用形成絮状沉淀，从而起到混凝沉淀的效果。阴离子基团使其在水性介质中带负电，对带正电的金属离子具有静电吸附作用，这一特性为重金属离子去除奠定基础。

（二）作用机制

1. 吸附作用：APAM 分子链上的活性基团可与重金属离子发生物理或化学吸附。一方面，阴离子基团通过静电引力吸引溶液中的重金属阳离子，使其附着在聚合物链上；另一方面，分子链的疏水部分也能对部分重金属离子产生范德华力吸附，实现初步富集。

2. 絮凝沉淀：当 APAM 投加到含重金属离子的水中后，它迅速分散并伸展，吸附众多重金属离子形成微观絮体核心。随着搅拌等条件促使，这些核心相互碰撞、凝聚，成长为更大的絮状物，在重力作用下沉降，进而达到从水中分离重金属离子的目的。而且，生成的絮体具有良好的沉降性能，能提高重金属离子的去除效率。

三、江苏地区重金属离子污染现状

（一）工业源污染

江苏作为制造业强省，化工、电镀、冶金等重工业密集。例如在苏州、无锡等地的电子电镀园区，大量镀铜、镀镍工艺产生含铜、镍等重金属的废水；南京周边化工企业排放的废水中含有汞、镉等剧毒重金属离子，这些工业废水未经有效处理排入环境，造成河流、湖泊等水体重金属含量超标，土壤也被渗透污染，破坏生态平衡，影响农产品质量安全。

（二）农业面源污染

农业生产中，农药、化肥的不合理使用以及污水灌溉现象在一定区域存在。如苏北部分地区长期引用含重金属的污水灌溉农田，使得土壤中重金属累积，经雨水冲刷、地表径流，重金属又进入附近水体，形成恶性循环，导致水田土壤退化，水稻等农作物吸收重金属，危及食品安全。

四、阴离子聚丙烯酰胺在江苏重金属离子去除中的实践应用

（一）工业废水处理

1. 电镀废水处理：在常州某电镀工业园区，多家电镀企业产生的混合废水含有铬、铜、镍等多种重金属离子。采用阴离子聚丙烯酰胺与碱式氯化铝复配的混凝工艺，先调节废水 pH 至合适范围，投加碱式氯化铝水解形成氢氧化物絮体，同时加入阴离子聚丙烯酰胺，其分子链迅速吸附废水中的重金属离子并桥连小絮体，形成大而密实的絮凝体。经沉淀后，出水中重金属离子浓度显著降低，铬、铜、镍去除率分别达到 95%、90%、88%以上，水质达到园区回用标准，减少了新鲜水取用，实现水资源循环利用。

2. 化工废水处理：镇江某化工厂生产染料中间体，废水含高浓度的汞、铅等重金属。处理流程中，先经过硫化物沉淀预处理去除部分重金属，但出水仍不达标。引入阴离子聚丙烯酰胺深度处理，利用其对细微悬浮重金属颗粒的高效絮凝能力，在最佳投加量下，汞、铅去除率进一步提高 20%左右，确保废水稳定达标排放，避免对长江水域造成污染。

（二）受污染水体修复

1. 湖泊治理：太湖流域部分湖区受周边工业与生活污水排放影响，底泥中富集大量重金属，且水体存在一定程度的重金属污染风险。在宜兴某湖湾的生态修复工程中，向湖水中投加阴离子聚丙烯酰胺，结合生态浮床、水生植物种植等措施。APAM 促使湖水中悬浮的重金属离子及泥沙形成絮体沉淀，降低水体中重金属含量，同时减少底泥再悬浮释放重金属。监测数据显示，连续投加一段时间后，湖水中镉、铅等重金属浓度下降 30%-50%，透明度提升，为水生生物创造良好生存环境。

2. 河道整治：南京秦淮河部分支流曾因沿岸老旧小区雨污合流、工业偷排等原因，河水重金属超标，河床底泥黑臭。治理时，利用阴离子聚丙烯酰胺对河道水体进行絮凝处理，配合清淤工程。定期在丰水期、枯水期调整投加量，通过絮凝作用将河水中分散的重金属污染物聚集沉淀，再清理底泥，经过几个水文周期，河水重金属指标持续改善，生态系统逐步恢复，鱼类等生物回归，成为城市景观与生态融合的典范。

五、实践过程中的问题与解决策略

（一）问题

1. 投加量优化困难：不同水源、水质条件下，阴离子聚丙烯酰胺最佳投加量差异大。在实际工程中，若投加过量，不仅增加成本，还可能造成水体黏度增大，后续处理负担加重；投加不足则无法达到理想重金属去除效果。如徐州某煤矿废水处理站，初期因未精准把控投加量，处理效果波动大。

2. 二次污染风险：使用阴离子聚丙烯酰胺后产生的絮凝沉淀污泥，若处置不当，其中的重金属可能再次释放。南通某化工园区废水处理后的污泥随意堆放，遇雨淋溶，重金属渗滤液污染周边土壤与地下水。

3. 与其他药剂兼容性问题：在复合混凝体系中，阴离子聚丙烯酰胺与无机混凝剂（如聚合氯化铝、硫酸亚铁等）可能存在兼容性不佳情况，影响絮凝效果。盐城某印染废水处理厂采用多种药剂联用时，出现絮体松散、沉淀慢等问题。

（二）解决策略

1. 精准投加技术应用：采用现场烧杯试验模拟实际水质，通过检测不同投加量下重金属去除率、浊度等指标，绘制投加曲线，结合在线监测设备实时反馈水质变化，动态调整投加量。如苏州吴江污水处理项目引入智能加药系统，根据进水重金属浓度自动计算 APAM 投加量，误差控制在 10%以内，确保处理效果稳定。

2. 污泥无害化处理：对絮凝沉淀污泥进行分类收集，送往有资质的危险废物处置中心进行固化填埋、金属回收等处理。或采用污泥调理技术，添加改性剂改变污泥性质，降低重金属迁移性。南京某环保企业研发污泥低温烘干 - 资源化利用技术，将含重金属污泥制成建材原料，实现污泥减量化、稳定化、资源化。

3. 药剂协同优化：深入研究阴离子聚丙烯酰胺与无机混凝剂的作用机理，优化投加顺序、间隔时间等参数。一般先投加无机混凝剂水解形成基础絮体框架，再投加 APAM 增强絮凝效果。扬州某水处理实验室通过正交试验，确定不同比例和投加顺序下的最佳组合，使印染废水处理中絮体结构致密，沉降速度提升 30%，重金属去除率提高 15%。

六、未来展望

（一）新型产品研发

针对江苏复杂多变的重金属污染工况，研发高性能、专用型阴离子聚丙烯酰胺。例如开发耐高盐、抗复杂有机物干扰的 APAM 产品，用于沿海化工园区高盐度废水处理；合成具有靶向吸附特定重金属离子功能的改性阴离子聚丙烯酰胺，提高对如铊、锑等稀有重金属的去除选择性，提升去除效率。

（二）工艺集成创新

将阴离子聚丙烯酰胺絮凝与膜分离技术、生物修复技术深度集成。如在膜生物反应器（MBR）前置 APAM 絮凝，减轻膜污染，保障系统长期稳定运行，同步高效去除重金属；或结合人工湿地生态修复，前端用 APAM 强化重金属预去除，后端利用湿地植物吸收残留重金属，打造绿色、可持续的重金属污染治理体系。

（三）智能化管理升级

借助物联网、大数据、人工智能技术，构建阴离子聚丙烯酰胺重金属离子去除的智能化管控平台。实时采集水质、水量、药剂投加等数据，运用机器学习算法预测重金属污染趋势、优化处理工艺参数，实现远程监控、精准调控，提升江苏地区重金属污染治理的科学化、精细化水平。