電鍍後的物品既美觀又可以防銹。可是,電鍍工業過程中會產生很多有毒的副產物,特別是電鍍工業的廢水,當中含有很多污染物,主要包括:
酸或鹼會改變水的 \(\text{pH}\) 值,影響生態平衡。
電鍍工業廢水中,常含有鎳、鎘、鉻和汞等重金屬的離子,這些離子是有毒的。例如,重鉻酸根離子中的鉻以鉻(VI)的形式存在。鉻(VI)很容易侵入人體,傷害組織和器官,甚至會致癌。
氰化物屬於劇毒類物質。在生物體內,氰化物會釋放出氰基 \(\ce{(-CN)} \)。氰基與細胞色素氧化酶中 \(\ce{Fe^3+ } \) 的結合,導致細胞色素失去傳遞電子的能力,令呼吸鏈中斷,從而出現細胞內窒息、組織缺氧,最終引致死亡。
既然電鍍廢水對環境和人類健康有嚴重的負面影響,我們應採取哪些有效措施加以控制?
在工業生產的過程中,盡量減少用於清洗電鍍物品的水,從而減少廢水量。
例如,將使用過的電解質溶液中的重金屬離子化合物循環利用,可以減少電鍍過程中重金屬離子化合物的使用量。
酸性的工業廢水,可以通過加入氫氧化鈣來中和;而鹼性的廢水,則可以通過加入硫酸來控制其 \(\text{pH}\) 值。
由於大多數重金屬的氫氧化物都不溶於水,因此,將鹼溶液加入到廢水中,可利用沉澱反應,去除廢水中含有的重金屬離子。
鍍鉻的電解液中的重鉻酸根離子是陰離子,不能直接用沉澱反應去除。因此,在處理鉻廢料時,首先要在酸性條件下,用亞硫酸鈉將其還原成鉻(III)離子;然後,再加入鹼溶液,通過氫氧離子與鉻(III)離子的沉澱反應,去除其中的鉻。
\[ \begin{align*} \ce{ Cr2O7^{2−} (aq) + 3SO3^{2−} (aq) + 8H^+ (aq) &-> 2Cr^3+ (aq) + 3SO4^{2−} (aq) + 4H2O(l) \\} \ce{ Cr^3+ (aq) + 3OH^{−} (aq) &-> Cr(OH)3 (s) } \end{align*} \]