新型TSADA的合成及其土壤重金属污染修复行为

为提高茶皂素(TS)修复土壤重金属离子的能力,经水提-沉淀法从茶籽饼提取茶皂素,以其为原料设计合成新型绿色茶皂素基螯合剂(茶皂素-1-酰胺二乙烯三胺,TSADA),用FT - IR研究TSADA的结构,并对其表面性能进行研究.结果表明,其临界胶束浓度低于茶皂素,而亲水亲油平衡值、起泡力及稳泡性均优于茶皂素.同时考察了振荡时间、螯合剂浓度、pH值及离子强度对螯合剂去除污染土壤重金属率的影响,发现,TSADA去除重金属率随振荡时间、浓度的增加而升高,随pH值和离子强度的增加而降低.螯合剂去除Pb2+、Cd2+离子的最佳工艺为:振荡时间为12h,质量分数为7％,pH值为5.0,Ca(NO3)2浓度为10 mmol/L.此条件下2种螯合剂对土壤中Pb2+、Cd2+离子去除率均达最大,TSADA对Pb2+和Cd2+离子去除率均优于茶皂素;TSADA对Pb2+和Cd2+离子的最大去除率分别为67.3％和99.9％.     

茶皂素对污染土壤中重金属的修复作用

采用振荡离心的方法研究了生物表面活性剂茶皂素在不同浓度、pH值和离子强度下对污染土壤中重金属去除效果的影响;并采用BCR法研究了茶皂素处理前后土样中各形态的重金属含量变化。试验结果表明:随着茶皂素浓度的增加,重金属的去除率随之增加,在茶皂素浓度为7%时,对供试土样中重金属的去除率达到最大值,去除率分别为Cd 96.36%,Zn 71.73%,Pb 43.71%,Cu 20.56%;随着土壤环境pH值的增加,重金属的去除率随之减少,适宜的pH范围在5.0左右;离子强度对Pb,Cu的去除效率影响不大,Zn,Cd的去除率随着离子强度的增加而减少。比较茶皂素处理前后土样中重金属各形态含量的变化,发现酸溶态的重金属更易被茶皂素去除,其次为可还原态、可氧化态和残渣态的重金属很难被去除。     

酒石酸与表面活性剂联合作用对土壤重金属污染修复行为的影响

为寻找新型无污染的淋洗剂,采用复配法将酒石酸与提取的茶皂素进行复配,制得酒石酸-茶皂素复配溶液,比较了酒石酸和酒石酸-茶皂素复配溶液的表面性能与重金属去除能力。结果表明,(1)酒石酸—茶皂素复配溶液CCMC值为0.05%,HLB值为24.29,优于酒石酸的CCMC值(0.10%)和HLB值(23.08);(2)通过对不同淋洗剂浓度、振荡时间、pH、离子强度、水土比对重金属Pb2+、Cd2+去除率的影响,得出去除Pb2+、Cd2+的最佳工艺为:振荡时间12h,质量分数7%,pH 5.0,Ca(NO3)2浓度0.01mol/L,水土比20∶1,在此条件下,2种螯合剂对重金属Pb2+、Cd2+去除率均达最高值,且酒石酸复配溶液对重金属Pb2+、Cd2+去除率高于酒石酸单一处理。     

柠檬酸-1-酰胺二乙烯三胺的制备及其修复土壤重金属离子的行为

为提高柠檬酸修复土壤重金属离子的能力,设计合成新型绿色柠檬酸基表面活性剂柠檬酸-1-酰胺二乙烯三胺,用FT-IR研究其结构,并探究其表面性能。结果表明,新型绿色柠檬酸基表面活性剂的临界胶束浓度低于柠檬酸,其稳泡力、起泡力及亲水亲油平衡值优于柠檬酸。同时开展表面活性剂浓度、pH值、振荡时间、Ca2+浓度影响表面活性剂对土壤重金属污染去除率的研究,结果表明,柠檬酸-1-酰胺二乙烯三胺对重金属去除率随浓度、振荡时间的增加而升高;随离子强度、pH值的增加而降低。柠檬酸-1-酰胺二乙烯三胺去除Cd2+、Pb2+离子的最佳工艺为:质量分数5.5%,pH值3.0,振荡时间10h,Ca2+离子浓度0.4mol/L。在此条件下,2种表面活性剂对土壤中Cd2+、Pb2+离子去除率均达最大,柠檬酸-1-酰胺二乙烯三胺对Cd2+、Pb2+离子最大去除率分别为69.25%和98.59%,去除效果优于柠檬酸。     

茶皂素对潮土重金属污染的淋洗修复作用

为了探讨茶皂素淋洗修复土壤重金属污染的可行性,该文采用振荡提取和土柱淋洗的方法,研究了茶皂素对污染土壤中重金属的去除作用。结果表明,茶皂素溶液的浓度和土壤的pH值对重金属去除率有明显影响。土柱淋洗试验中,采用质量分数7%茶皂素溶液作淋洗液,pH 5.0±0.1、土液质量体积比1：4为最佳淋洗修复条件,此时,Pb、Cd、Zn、Cu的去除率分别为6.74%、42.38%、13.07%、8.75%,去除率的大小顺序为Cd＞Zn＞Cu＞Pb。茶皂素淋洗能有效去除酸溶态和可还原态的重金属,从而大大降低了重金属的环境风险,同时说明茶皂素用于土壤重金属污染淋洗修复有较大潜力。     

酶与茶皂素组合液对重金属Cd和Pb复合污染土壤的生态修复作用

[目的]评价α-淀粉酶与茶皂素对污染土壤中的Cd,Pb洗脱效果,为重金属污染土壤的修复提供更准确的科学依据。[方法]以重金属Cd,Pb污染的耕作层土壤为研究对象,利用α-淀粉酶和茶皂素复合淋洗对Cd,Pb污染土壤进行生态修复,并测定土壤淋洗前后Cd,Pb形态的变化。[结果]在反应时间12h,pH 4.0,反应温度30℃,茶皂素溶液和酶溶液配比4∶1条件下,Cd,Pb去除率分别为88.87%,43.97%。通过对修复前后重金属的形态分析,发现酸提取态、可还原物态的重金属较容易去除,淋洗后土壤中Cd和Pb均达到土壤环境质量Ⅱ级标准。[结论]α-淀粉酶和茶皂素组合对土壤中Cd,Pb有明显的去除效果,起到协同、增强作用。表明α-淀粉酶和茶皂素组合在生态修复重金属污染的土壤方面具有一定的应用前景。     

不同pH值混合螯合剂对土壤重金属淋洗及植物提取的影响

为了得出混合螯合剂（MC）淋洗去除重金属的最佳pH值以及对后续植物提取重金属的影响,用Ca(OH)2将pH值为2.75的MC提高至pH值5、7和9,对重金属污染土壤进行了盆栽淋洗试验,而后种植东南景天（Sedum Alfredii）,测定淋出液及植物重金属含量。另外,通过浸提试验研究了含有不同阳离子的MC对重金属淋洗效果的影响。结果表明,pH值为5和7的MC显著提高了Cd、Pb和Cu的淋出率。与Na+、K+离子相比,Ca2+的存在能够提高MC对重金属的淋洗去除。pH值7和9的MC淋洗土壤后提高了东南景天的生物量,但是降低东南景天中Cd和Zn的浓度,导致其植物提取率低于无淋洗剂对照。在化学淋洗+植物提取联合技术中,Cd和Zn主要靠植物提取去除,植物提取率分别可达土壤Cd的30%～40%和土壤Zn的6.5%～6.9%;而Pb和Cu主要靠混合螯合剂淋洗去除,去除率分别为2.3%～2.6%和1.6%～2.0%。综合来说,如果需要同时去除Cd、Zn、Pb和Cu,降低土壤重金属有效态含量,用pH值9的MC淋洗土壤联合植物提取较为合适。     

农田土壤重金属淋洗剂筛选与效应分析

为分析不同淋洗剂在不同淋洗条件下对重金属淋洗效果的影响,采用振荡淋洗法对比研究4种淋洗剂(柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)、乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)和氨三乙酸三钠盐(NTA))不同浓度、淋洗时间、pH和固液比对重金属复合污染农田土壤中Pb、Cd、Cu和Zn的淋洗效果及单因素最佳淋洗条件下土壤淋洗前后重金属不同形态含量的变化。结果表明,CA和TA的最佳淋洗浓度为0.3mol/L,EDTA和NTA为0.05mol/L;CA和NTA的最佳淋洗时间为480min,EDTA和TA为720min;4种淋洗剂的最佳淋洗pH均为3,最佳固液比均为1∶20。单因素最佳淋洗条件下,EDTA对土壤重金属去除效果最佳,对Pb、Cd、Zn和Cu的去除率分别为67.4%,61.0%,13.8%和76.0%;NTA效果次之,去除率分别为41.6%,42.4%,9.9%和54.3%。土壤重金属去除率随淋洗剂pH的降低而升高,随固液比的增加而增加,随淋洗剂CA与TA浓度增大而增大。淋洗剂对土壤重金属的解吸动力学曲线符合准二级动力学模型,解吸过程为化学解吸,且解吸反应速率受土壤重金属含量与淋洗剂浓度控制。土壤重金属在淋洗剂作用下的解吸速率为Cd>Pb≈Zn≈Cu。EDTA和NTA淋洗显著降低土壤中Pb、Cd、Zn和Cu铁锰氧化态和有机结合态的含量,CA和TA显著降低Pb、Cd、Zn和Cu铁锰氧化态的含量。淋洗剂对重金属的去除效率为EDTA>NTA>CA>TA。     

茶皂素作用下苎麻对镉污染土壤的修复效应

植物修复法是矿区废弃地最经济实惠、最行之有效的生态 修复方法,为寻找重金属超积累植物,选取苎麻(Boehmeria nivea)作为试验材料,通过盆栽试验,研究了在不同浓度茶皂素溶液处理下,苎麻对土壤中重金属镉(Cd)的富集能力和转移能力的差异,结果表明:苎麻对重金属Cd的吸收属于根部囤积型;茶皂素溶液浓度为2.5 mmol/L时, 苎麻各部位对重金属Cd的富集系数均达到最大值;茶皂素溶液浓度为0.1~2.5 mmol/L时,有利于重金属Cd在苎麻植株内的转移,转移系数随浓度增加呈上升趋势,在茶皂素溶液浓度为2.5 mmol/L 时转移系数达到最大值.     

超顺磁微纳米MFH功能材料对铅污染土壤的修复研究

为有效、快速、廉价地修复废水和土壤铅污染,研究了一种重金属铅修复去除材料(超顺磁微纳米Fe₃O₄@Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂功能材料,MFH)的投加量、Pb²⁺初始浓度、吸附时间、pH、离子强度以及有机质浓度等因素对废水、污染土壤中Pb²⁺的修复效果。结果表明,MFH对溶液中的Pb²⁺的吸附满足准二级动力学模型,在10 min左右达到吸附平衡,最大吸附量181.6mg·g^-1;在pH2.00～5.00范围内Pb²⁺去除率随溶液pH的增加而下降;溶液中离子强度增大会抑制MFH对Pb²⁺的去除率,而溶液中有机质含量增加则能有效提高MFH对Pb²⁺的去除率。MFH对农田和工业园区铅污染土壤均有较好的去除效果,添加重金属活化剂EDTA能明显提高MFH对土壤中铅的去除效果,其中对轻度铅污染的农田土壤中铅总量去除...     

Adsorption behavior of heavy metals on biomaterials

We have investigated adsorption of Cd(II) and Pb(II) at pH 2-6.7 onto the biomaterials chitosan, coffee, green tea, tea, yuzu, aloe, and Japanese coarse tea, and onto the inorganic adsorbents, activated carbon and zeolite. High adsorptive capabilities were observed for all of the biomaterials at pH 4 and 6.7. In the adsorption of Cd(II), blend coffee, tea, green tea, and coarse tea have comparable loading capacities to activated carbon and zeolite. Although activated carbon, zeolite, and chitosan are utilized in a variety of fields such as wastewater treatment, chemical and metallurgical engineering, and analytical chemistry, these adsorbents are costly. On the other hand, processing of the test biomaterials was inexpensive, and all the biomaterials except for chitosan were able to adsorb large amounts of Pb(II) and Cd(II) ions after a convenient pretreatment of washing with water followed by drying. The high adsorption capability of the biomaterials prepared from plant materials is promising in the development of a novel, low-cost adsorbent. From these results, it is concluded that heavy metal removal using biomaterials would be an effective method for the economic treatment of wastewater. The proposed adsorption method was applied to the determination of amounts of Cd(II) and Pb(II) in water samples.     

添加螯合剂诱导－栽培红叶菾菜（Beta vulgaris var. cicla L.）修复铅和镉污染土壤效果的研究

以雄安新区安新县重金属污染农田土壤为供试土壤,以Cd超积累植物红叶菾菜（Beta vulgaris var. cicla L.）为供试植物,设置不同浓度EDTA和柠檬酸（0,2.5,5,7.5,10 mmol kg?1）处理进行盆栽试验,探究螯合诱导－红叶菾菜修复Cd、Pb污染土壤的可行性。结果表明:（1）与对照相比,添加EDTA螯合剂使红叶菾菜生长及生物量均受到抑制,一定浓度柠檬酸处理能显著促进植物生长,5 mmol kg?1柠檬酸处理对植物株高、茎粗及生物量与对照相比的上升比例分别为4.52%、44.07%和50%;（2）添加EDTA螯合剂后土壤中Cd、Pb有效态含量相比对照分别提高了108.61% ~ 235.39%、67.98% ~ 224.16%,柠檬酸处理后土壤Cd、Pb有效态含量最大提高了180.07%、186.01%,EDTA对土壤重金属的活化效率显著高于柠檬酸;（3）通过对红叶菾菜地上部Cd、Pb含量及富集系数比较发现,EDTA更能促进红叶菾菜对Pb的吸收,柠檬酸更能促进红叶菾菜对Cd的吸收;（4）螯合剂处理后土壤中铵态氮、有效磷、速效钾含量显著增加。就本文试验条件、供试材料而言,螯合诱导－红叶菾菜修复铅镉复合污染土壤是可行的。     

不同pH下有机酸对针铁矿和膨润土吸附Cd2+、Pb2+的影响

用平衡吸附法研究了不同pH下,三种有机酸(乙酸、酒石酸和柠檬酸)对针铁矿和膨润土等温吸附Cd2 、Pb2 的影响。结果表明:在加入的Cd2 、Pb2 浓度分别小于0.2 mmol L-1和4.0 mmol L-1时,针铁矿和膨润土吸附平衡体系的pH随加入重金属浓度的增加而降低,膨润土体系的pH降低更明显。在有机酸作用下,pH对针铁矿和膨润土吸附Cd2 、Pb2 的影响差异显著。3酒石酸>乙酸,其对膨润土吸附的影响差异不明显。     

三种无机萃取剂去除土壤中PbCd的条件研究

通过对重金属污染土壤的萃取实验,比较了HCl、Na2S2O3、CaCl2 3种常用无机萃取剂对重金属Ph和cd的萃取效果,并通过改变萃取条件（萃取剂浓度、时间、固液比、萃取次数和温度）,以期找到各种萃取剂达到最大萃取效率时所需的萃取条件。结果表明,萃取剂浓度对于萃取效率的影响最大,随着浓度的提高,3种萃取剂对Ph、Cd的去除作用增强;固液比和萃取次数对Ph、Cd的去除率也有较大的影响;时间对两金属的去除率也有一定的影响,但在本实验条件下,达到萃取平衡所需时间很短;温度对萃取效率的影响很小。本实验中,HCl去除Pb、Cd的能力远远大于其他两种萃取剂。对Cd进行萃取时,需增加萃取次数才能达到较好的萃取效果。     

膨润土对重金属离子的竞争性吸附研究

通过间歇震荡平衡法研究了膨润土对4种重金属离子Cd2+、Zn2+、Cu2+、Pb2+的竞争性吸附特性及其机制。研究结果表明:与单一离子体系比较,膨润土在竞争体系中对Cd2+、Zn2+、Cu2+、Pb2+4种重金属离子的吸附量均呈下降趋势。竞争体系下,其它重金属离子的存在显著抑制了膨润土对Cd2+的吸附,降幅为19.20%~37.50%,而对Pb2+的吸附能力几乎没有影响,降幅仅为0.41%~2.83%。膨润土对4种重金属离子的富集系数,其大小顺序依次为Pb2+>Cu2+>Zn2+>Cd2+。该选择性吸附顺序与重金属离子的一级水解常数密切相关。