面對水體重金屬鎘含量超標的嚴峻問題，尋找高效、穩定且二次污染風險低的治理技術至關重要。在眾多技術路徑中，物理處理方法因其不依賴復雜的化學反應、通常不產生新的化學污泥等優點，成為基礎且備受關注的選擇。物理法的核心思路在于利用各種物理作用力，將溶解在水中的鎘離子或其化合物從水體中分離出來，實現污染物的轉移與濃縮，而非徹底降解。

在日常環保工作中，常用到的設備是總鎘水質自動監測儀。以下將詳細探討幾種主流的物理處理手段，并剖析其內在機理與實際應用的得失。

吸附法是應用最廣泛的技術之一，其原理在于利用具有巨大比表面積和豐富表面官能團的固體材料，將水中的鎘離子捕獲并固定在其表面或孔隙中。傳統的吸附劑如活性炭，憑借其發達的孔隙結構對鎘有一定吸附能力，但成本較高且對鎘的選擇性吸附能力有限。因此，研究和應用的重點轉向了改性天然礦物與新型復合材料。例如，沸石經過堿或鹽改性后，其離子交換容量顯著提升，能夠更高效地置換并固定鎘離子；凹凸棒石、膨潤土等粘土礦物也因其層狀結構和表面電荷特性而被廣泛研究。

近年來，利用農業廢棄物（如稻殼、秸稈）或工業副產品（如粉煤灰）制備的生物炭或復合吸附劑成為熱點，這些材料試圖實現“以廢治廢”，在降低成本的同時也展現了不錯的吸附潛力。然而，吸附法的根本挑戰在于吸附劑的飽和與再生。一旦吸附達到飽和，吸附劑本身就成了含鎘的危險固體廢物，如何安全處置或經濟有效地再生（例如通過酸洗解吸），是決定該方法能否大規模可持續應用的關鍵。若再生成本過高或解吸液處理不當，反而會引發新的環境問題。

膜分離技術代表了水處理的高精度與自動化方向，它通過特定孔徑或帶電屬性的薄膜，在壓力或電場驅動下實現鎘離子的篩分與分離。反滲透技術擁有幾乎絕對的截留率，能夠將鎘離子近乎完全地阻擋在膜的一側，產出純度極高的水，但其高昂的運行壓力導致能耗巨大，且膜污染問題嚴重，需要復雜的預處理和頻繁的化學清洗，通常只適用于小規模的高純水制備。相比之下，納濾技術在鎘去除方面展現出更好的應用平衡性。其膜孔徑允許一部分一價鹽離子通過，但對二價的鎘離子具有很高的截留率，同時操作壓力遠低于反滲透，運行成本和通量更具優勢，在工業廢水深度處理與回用領域前景廣闊。

另一種重要的膜技術是電滲析，它在直流電場作用下，利用陰陽離子交換膜的選擇透過性，使鎘離子定向遷移至濃縮室，從而實現淡化的目的。這種方法特別適合處理含鹽量較高且需要回收重金屬的廢水，但其設備投資大、能耗高，且膜堆的維護管理要求嚴格。所有膜技術共同面臨的瓶頸是投資與運行維護成本高昂，產生的濃縮液（富含鎘的廢水）需要進一步妥善處理，這常常是整個工藝鏈條中最棘手的環節。

磁分離技術作為一種新興的物理方法，以其快速高效的分離特性吸引了眾多關注。其基本思路是制備出具有強磁響應性的吸附材料，例如在納米四氧化三鐵顆粒表面嫁接對鎘有特異親和力的功能基團，制成磁性復合材料。將這些材料投加到含鎘廢水中，鎘離子被迅速吸附到磁性顆粒表面，然后借助外加磁場，可以在很短時間內將負載著鎘的磁性顆粒從水中整體“吸出”，從而實現水體的快速凈化。

這種方法分離速度極快，設備占地面積小，且磁性材料理論上可以通過酸洗等手段再生循環使用。然而，該技術的成熟度仍有待提高。高性能、高穩定性磁性納米材料的規模化制備成本較高，其在復雜水體中可能存在的溶蝕、團聚以及長期使用后的磁力衰減問題需要解決。此外，極微小的納米顆粒殘留是否會造成二次環境風險，也是必須嚴謹評估的課題。