基于细胞壁吸附固定特性的小飞蓬耐Cd机制研究

为探究小飞蓬根、叶细胞壁在Cd吸收过程中发挥的作用,以小飞蓬为供试植物,扫描电镜(SEM)观察Cd在小飞蓬组织中的分布及受损情况,通过细胞壁化学改性,利用吸附动力学和傅里叶红外光谱技术(FTIR)对小飞蓬根、叶细胞壁的Cd吸附固定特性进行了研究。扫描电镜结果显示,Cd胁迫下小飞蓬根、叶组织结构排列不规则,并出现晶体堵塞导管的现象,皮层组织是小飞蓬吸附固定Cd的重要部位;经酯化改性、氨基甲基化改性和果胶酶改性后,吸附动力学试验表明根细胞壁对Cd的累积吸附量分别相对降低了49.1%、38.5%和26.1%,叶细胞壁分别相对降低了39.47%、20.14%和30.23%。根细胞壁上的羧基和氨基在Cd吸附中的贡献作用较大,而叶细胞壁上的羧基和果胶在Cd吸附中的作用较明显。利用FTIR表征了小飞蓬根、叶细胞壁上Cd吸附位点的官能团信息后表明,在小飞蓬根、叶细胞壁吸附Cd的过程中,羟基、羧基和氨基是Cd的主要结合位点。其中,果胶为Cd的结合提供羟基官能团,纤维素和半纤维素为Cd的结合提供羧基官能团,而细胞壁蛋白提供了氨基官能团等结合位点。由此可见,细胞壁各组分中的羟基、羧基和氨基提供Cd结合位点,使细胞壁对Cd具有较高的吸附固定能力,是小飞蓬耐Cd的一种重要机制。     

不同玉米（Zea mays L.）品种根细胞壁对Pb的吸附差异及FTIR表征

为揭示不同玉米品种根细胞壁吸收累积Pb的种内差异机制，通过吸附动力学分析和FTIR（傅立叶变换红外光谱）表征，研究“会单4号”和“路单8号”两个玉米品种根细胞壁对Pb的吸附差异及发生吸附作用的主要官能团。结果表明，“会单4号”在达到平衡时吸附量为7.05 mg·g^-1，明显高于“路单8号”平衡时吸附量6.36 mg·g^-1；“会单4号”解吸率为67.41%，明显低于“路单8号”的解吸率76.95%；“会单4号”和“路单8号”根细胞壁经酯化改性后对Pb的累积吸附量分别降低了44.59%、47.41%，经氨基甲基化改性后对Pb的累积吸附量降低了28.60%、24.86%，经果胶酶改性后对Pb的累积吸附量降低了15.79%、21.75%。同时对两个玉米品种根细胞壁上Pb吸附位点进行FTIR官能团表征分析，吸附Pb后细胞壁的结构未发生改变，而部分官能团的位置和含量发了明显的变化，其中“会单4号”和“路单8号”的羟基（-OH）或氨基（-NH₂）特征峰都出现了显著的偏移，经Pb吸附处理后“会单4号”的A₃₃₈₂/A₂₉₂₁比值升高了0.53，“路单8号”的A₃₃₈₅/A₂₉₂₁比值升高了0.41，“会单4号”的变幅明显高于“路单8号”，而对应的羧基（COO-，C-O）特征峰吸光度比值变化不明显。研究表明，“会单4号”对Pb的吸附量更高，且更加牢固，不易解吸；羟基或氨基参与了细胞壁对Pb的吸附过程；“会单4号”与“路单8号”对Pb表现出的累积能力差异，主要源于细胞壁上羟基或氨基含量变化的差异。     

柚子皮的交联改性及其吸附Pb~(2+)性能研究

采用碱催化甲醛交联对柚子皮进行改性处理,优化改性工艺提高其对Pb~(2+)的吸附性能,减少其水溶出物;通过扫描电镜、X射线能谱、傅里叶红外光谱、元素分析等方法对改性柚子皮进行了表征。结果表明:1 g柚子皮优化后的改性工艺为,1 mol/L的氢氧化钠溶液20 mL,质量体为37%甲醛溶液15 mL,在80℃下反应4 h;改性处理使柚子皮变得更加粗糙,Na~+与柚子皮中的酚羟基、羧基等酸性官能团中的质子以及K~+发生交换形成钠盐,吸附过程中Pb~(2+)与Na~+、Ca~(2+)发生离子交换。改性不仅大幅提高了柚子皮对Pb2+的吸附量,并有效降低了水溶出液的化学需氧量。     

岩溶区棕色石灰土胶体对镉铅的等温吸附特性研究

为了解岩溶地区石灰性土壤胶体对重金属Cd、Pb离子的吸附特性,本研究选取广西岩溶区具有代表性的棕色石灰土来提取土壤胶体,模拟实际土壤污染情况,开展土壤胶体对Cd、Pb的吸附试验,并研究了Cd、Pb离子间的竞争关系及有机质在吸附试验中的作用效果。结果表明:胶体对两种重金属离子的等温吸附用Langmuir、Freundlich和D-R模型均能拟合,拟合优度均在0.93以上;单一溶液中Cd、Pb的平均分配系数与混合溶液相比有所提高,分别升高0.81和0.30,去除有机质后的胶体对Cd吸附量降低了30%～46%,对Pb吸附量下降了14%～25%。与Cd~(2+)相比,Pb~(2+)与胶体亲和力更大更易牢固地吸附在胶体上;混合溶液中两种离子间存在竞争干扰作用,其中Cd~(2+)更易受到Pb~(2+)的影响;去除有机质会减少胶体吸附位点使吸附量下降。     

玉米秸秆改性生物炭对铜、铅离子的吸附特性

探究改性生物炭对重金属的吸附性能,为不同改性生物炭对铜、铅离子的有效去除提供理论依据。以玉米秸秆为原料,经500℃限氧热解制备生物炭(BC),再分别经KOH和聚乙烯亚胺(PEI)改性得到碱改性生物炭(KBC)和PEI改性生物炭(PBC),探讨3种生物炭对Cu~(2+)和Pb~(2+)的单一吸附效果及对复合体系中Cu~(2+)和Pb~(2+)的竞争吸附。3种生物炭对Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附动力学均符合准二级动力学方程,改性后生物炭的吸附速率均高于BC;吸附等温线均符合Langmuir模型,最大吸附量表现为:PBCKBCBC。3种生物炭的饱和吸附量和吸附容量遵循Pb~(2+)Cu~(2+);通过竞争吸附试验发现,Pb~(2+)在3种生物炭上的竞争吸附能力均高于Cu~(2+)。结果表明:KBC和PBC对Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附能力明显优于BC,有成为新型重金属吸附剂的潜力。     

抗铅真菌的筛选、鉴定及其对Pb~(2+)的吸附特性

【目的】本文从重金属污染土壤中分离出具有耐Pb活性的菌株,为土壤重金属生物修复提供参考。【方法】采用Pb~(2+)浓度梯度培养法驯化筛选得到耐Pb真菌1株(命名为PbW),对其进行18S rRNA测序并构建系统发育树,在不同培养条件下研究该菌株的生长特性,设置不同的Pb~(2+)浓度梯度研究菌株的最大抗性水平(MRL)、去除率及吸附效率。【结果】该菌株(PbW)为茎点霉属(Phoma sp.),最适生长的环境条件分别为:温度25℃,pH 7,时间4～5 d,对Pb~(2+)的最大耐受浓度可达6000 mg·L~(-1)。该菌株在Pb~(2+)浓度为2000 mg·L~(-1)时去除和吸附效果最好,吸附率可达56.28%,去除率可达到98.42%,吸附量为61.87 mg·L~(-1)。【结论】菌株(PbW)对土壤中的Pb~(2+)具有较好的吸附和去除效果,这在Pb污染土壤的微生物修复方面具有良好的应用前景。     

砷在铜藻中的亚细胞分布及细胞壁吸附作用研究

为揭示铜藻（Sargassum horneri）细胞壁在砷（As）生物吸附中的作用，以铜藻幼苗为研究对象，测定了不同As胁迫浓度（50、100、150、200、250 μmol·L^-1）下细胞亚组分中的As含量变化，并对细胞壁的吸附动力学、细胞壁多糖As吸附效果以及细胞壁多糖傅里叶红外光谱进行了分析研究。结果表明：在低浓度（50 μmol·L^-1） As胁迫时，50.0%的As分布于细胞壁，明显高于其他组分；而在高浓度（≥150 μmol·L^-1） As胁迫时，As优势分布由细胞壁转向细胞可溶组分，细胞壁中的As比例下降至36.4%~37.3%。随着As胁迫浓度升高，细胞壁As含量呈上升趋势，当As胁迫浓度超过100 μmol·L^-1时，细胞壁As含量上升趋于平缓。细胞壁吸附动力学实验表明酯化改性和甲基化改性可降低细胞壁As吸附的平衡容量，其降幅分别为68.5%和42.9%，同时细胞壁多糖红外光谱分析结果也表明羟基、氨基、羧基、硫酸盐基等官能团为细胞壁As吸附提供了结合位点。细胞壁多糖体外吸附实验表明随着多糖浓度的升高，多糖As吸附率呈上升趋势。研究表明铜藻细胞壁具有重要的As吸附能力，其中多糖官能团是细胞壁吸附As的关键因素，随多糖含量的升高细胞壁可吸附更多的As。     

模拟胃环境下柚子黄皮纤维素对Pb2+的吸附性能

【目的】研究柚子黄皮纤维素在模拟人体胃环境下对Pb~(2+)的吸附效果,为开发廉价的功能性排铅产品提供理论参考。【方法】以柚子黄皮为原料,提取柚子黄皮纤维素,在模拟人体胃环境下,以Pb~(2+)吸附量和去除率为考察指标,分析人工胃液pH、吸附时间、柚子黄皮纤维素添加量、Pb~(2+)初始质量浓度对Pb~(2+)吸附效果的影响,探索最佳的吸附条件,并研究柚子黄皮纤维素对Pb~(2+)的吸附平衡及吸附动力学特性,通过红外光谱分析柚子黄皮纤维素与Pb~(2+)作用的基团。【结果】柚子黄皮纤维素对Pb~(2+)的最佳吸附条件为:柚子黄皮纤维素添加量1.0g/L,Pb~(2+)初始质量浓度20mg/L,胃液pH为5,吸附240min达到吸附平衡,在此条件下Pb~(2+)的最大吸附量为(0.662±0.013)mg/g,去除率为(94.83±0.705)%;用准二级动力学模型可以较好地拟合柚子黄皮纤维素的吸附过程,表明其对Pb~(2+)的吸附以化学吸附为主。红外光谱分析表明,-OH是影响柚子黄皮纤维素吸附Pb~(2+)的主要基团。【结论】柚子黄皮纤维素对Pb~(2+)具有一定的吸附作用,可用来开发人体排铅产品。     

改性凹凸棒土添加对盆栽小麦植株重金属离子吸收的影响

凹凸棒石吸附性能优异,作为土壤重金属污染调理剂研发的基础材料,应用前景十分广泛。本研究通过盆栽试验对比热活化改性、无机改性、有机改性材料添加对春小麦植株重金属离子吸收的影响,结果表明:热活化改性凹凸棒土添加显著地降低了盆栽小麦植株体内Cu~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)四种重金属离子的含量,且随着热活化温度和添加量的升高,降低的幅度也越大。当热活化温度为400℃时,相比凹凸棒土原矿土Cd~(2+)吸附性能提升11.46%,对Pb~(2+)吸附性能提升0.54%,对Zn~(2+)吸附性能提升2.48%,对Cu~(2+)吸附性能略有下降;热活化温度为500℃时,相比凹凸棒土原矿土对Cu~(2+)吸附性能上升26.88%,Cd~(2+)吸附性能提升74.18%,对Pb~(2+)吸附性能提升11.18%,对Zn~(2+)吸附性能提升60.47%;热活化温度为600℃时,相比凹凸棒土原矿土对Cu~(2+)吸附性能上升36.86%,Cd~(2+)吸附性能提升177.52%,对Pb~(2+)吸附性能提升18.57%,对Zn~(2+)吸附性能提升67.97%。当无机改性试剂为氢氧化钠时,相比凹凸棒土原矿土对Cu~(2+)吸附性能提升37.56%,对Cd~(2+)吸附性能提升141.89%,对Pb~(2+)吸附性能提升16.15%,对Zn~(2+)吸附性能提升37.40%。当有机试剂为C1时,相比凹凸棒土原矿土对Cu~(2+)吸附性能提升1%,对Cd~(2+)吸附性能提升31.05%,对Pb~(2+)吸附性能提升0.34%,对Zn~(2+)吸附性能下降54.72%。当有机改性试剂为C2、C3、C4时,均减小了凹凸棒土对重金属的吸附性能。因此在凹凸棒土重金属调理的研发过程中,应该避免使用有机改性工艺。     

铁锰氧化物改性铝污泥对Pb2+和Cu2+的吸附性能

【目的】以陕西杨凌某自来水厂铝污泥(Al-WTRs)为原料,对其进行改性,研究改性后铝污泥对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附性能,以期为Al-WTRs的利用提供途径。【方法】采用KMnO_4和FeCl_2·4H_2O对Al-WTRs进行改性,制备铁锰氧化物改性铝污泥(M-Al-WTRs),采用比表面(BET-N2)、扫描电镜(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)等方法对改性前后Al-WTRs进行表征分析,并探讨不同pH、吸附时间、重金属初始质量浓度、温度和离子强度等条件下M-Al-WTRs对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附性能。【结果】与Al-WTRs(9.10m~2/g)相比,M-Al-WTRs比表面积显著增大到100.8m~2/g;SEM-EDS、XRD、FTIR分析结果显示,M-Al-WTRs表面粗糙,且负载许多颗粒,并保持无定形态。M-Al-WTRs对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附量随着pH的增加逐渐增大,最终趋于稳定,其中当pH=5时,M-Al-WTRs对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附量分别为67.18和20.81mg/g,分别比Al-WTRs提高了109.1%和68.64%。M-Al-WTRs对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附动力学符合准二级吸附动力学模型,吸附等温线符合Langmuir等温模型。热力学分析表明,M-Al-WTRs对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附是自发、吸热、增熵的过程。M-Al-WTRs对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附几乎不受离子强度的影响,属于专性吸附。【结论】成功制备了对Pb~(2+)和Cu~(2+)具有良好吸附效果的M-Al-WTRs。     

类芦对铅镉的吸收动力特性及亚细胞分布规律研究

以南方水土保持植物类芦为研究对象,采用营养液培养的方法,以Pb、Cd为目标污染物,设置不同的胁迫浓度和时间,胁迫后测定类芦体内重金属的含量和亚细胞分布。结果分析发现,类芦体内重金属含量与浓度和时间有显著的关系,可利用Freundlich方程和Michaelis-Menten方程进行拟合,R~20.95,相关性强。通过拟合发现,重金属主要分布在根部,类芦对Pb的吸收能力更强(最高含量达到4 687.87 mg·kg~(-1)),但是对Cd的吸收速率增长更为明显,即类芦在吸收Cd方面有一定的潜力。就亚细胞分布而言,两种重金属均主要分布在细胞壁和可溶组分中,不同浓度和时间处理下,两个组分中的重金属含量共占总量的60%以上。由此说明,类芦对Pb的吸收能力更强,同时,类芦通过改变重金属的亚细胞分布来降低重金属的毒害作用,维持自身的稳态。     

Pb在类芦组织和亚细胞中的分布规律和毒害效应

通过研究类芦体内Pb在组织和亚细胞水平的毒害效应和分布规律,分析类芦对Pb的耐性机制,为了解类芦对重金属的富集能力、耐性机制及逆境生理提供理论依据。采用营养液培养的方法,以Pb为目标污染物,胁迫后测定类芦体内(分为根和叶)Pb在各亚细胞组分的含量,并分别通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱透射电子显微镜(TEM-EDS)观察Pb在组织和亚细胞的分布以及对其损伤情况。结果显示:从组织水平来看,Pb胁迫下组织结构由排列整齐变为不规则,局部出现较大破损而形成一些碎片,并出现晶体堵塞导管的现象;从亚细胞水平来看,类芦根叶细胞均损伤,出现细胞壁模糊、线粒体减少、叶绿体肿胀等现象,在根部Pb主要分布于细胞壁(12.28 mg·kg~(-1))和以液泡为主的可溶组分(38.82 mg·kg~(-1)),而叶片中以可溶组分占比例最大(32.56%),且EDS元素分析也显示细胞内含有大量Pb。这些结果表明,类芦对Pb有一定的吸收富集能力,并可通过改变Pb在其组织和亚细胞水平的分布来降低毒害作用,因此类芦对重金属Pb有较强的耐性。     

Removal of Cd and Pb with biochar made from dairy manure at low temperature

Biochar(BC) derived from waste products is a cost-effective sorbent for remediation of metal-contaminated soils.We studied the kinetics and adsorption mechanisms for removal of metal ions,such as lead(Pb~(2+)) and cadmium(Cd~(2+)) with biochar.The adsorption capacities of BC for Pb~(2+) and Cd~(2+) increased after alkaline treatment.The highest sorption capacities were 175.53 and 68.08 mg g~(–1),for Pb and Cd,respectively.The Langmuir adsorption isotherm and pseudo second kinetic equation could well fit the adsorption processes,revealing that the sorption mechanisms of Pb~(2+) and Cd~(2+) by BC are complex and predominantly controlled by chemisorption.BC has a higher affinity for Pb than Cd,due to easy hydrolysis of Pb at low pH.Furthermore,precipitation as carbonate minerals(2PbCO_3·Pb(OH)_2 and CdCO_3) and complexation with functional groups(carboxyl and hydroxyl) were also important for adsorption of Pb and Cd by BC.     

两种先锋植物对铅锌废渣生境改善及重金属迁移的影响

为了研究自然定居的先锋植物对铅锌废渣的生态修复效应,通过野外采样及室内分析,研究了典型的黔西北土法炼锌废渣堆场上自然着生的2种先锋植物(土荆芥及类芦)对废渣基质养分积累、酶活性改善状况,并分析了2种先锋植物生长对炼锌废渣中特征重金属Cu、Cd、Zn、Pb的吸收积累特征及先锋植物根际微域中重金属赋存形态的影响。结果表明,与对照(无植被修复的裸露废渣)相比,自然定居在铅锌废渣堆场上的土荆芥和类芦可显著(P0.05)改善植物根际废渣基质的养分(N、P、K、有机质)、酶活性(碱性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶)及微生物活性(呼吸作用强度);2种自然定居植物对Cu、Cd、Zn、Pb的赋存形态特征具有明显影响,植物生长促进根际废渣基质中残渣态Cu、Cd、Zn、Pb向可交换态转化进而增加废渣基质中重金属的生物有效性。土荆芥对Cu、Cd、Zn、Pb和类芦对Cu、Zn、Pb的转运系数均小于1,但类芦对Cd的转运系数达到2.02,表明类芦对Cd具有较强的吸收转移能力;两种植物均能在极端的废渣环境中生长,表现出对铅锌废渣较强的耐性和抗性。土荆芥和类芦的自然定植及生长对土法炼锌废渣堆场重金属污染有一定的修复作用,可作为先锋优势植物应用于铅锌废渣植被重建或生态修复工程实践的前期修复工作中。     

改性蛇纹石对Pb2+的吸附机理及吸附条件优化

为提升蛇纹石对污染物Pb²⁺的去除效果,实现废水中Pb²⁺的高效去除,本研究将天然蛇纹石矿物高温改性,探究改性后蛇纹石对Pb²⁺的吸附机理、解吸情况及蛇纹石用量、溶液的初始pH、蛇纹石粒径大小和吸附时间对吸附量和Pb²⁺去除率的影响,并通过Box-Behnken响应面法优化改性蛇纹石吸附Pb²⁺的实验条件。结果表明：改性蛇纹石吸附性能明显提升,理论最大饱和吸附容量更高,二者吸附过程均更符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型,且吸附过程为自发吸热进行的。改性蛇纹石吸附Pb²⁺的机理主要为蛇纹石裂解产生的Mg²⁺与溶液中溶解的CO₂结合形成MgCO₃,MgCO₃与溶液中的Pb²⁺发生溶积置换生成PbCO₃沉淀;Pb²⁺与改性后蛇纹石表面形成的高能键结合,以Pb（NO₃）₂·Si-O、PbO·O-Si-O配合物的形式吸附在蛇纹石表面。改性蛇纹石在溶液中Pb²⁺的解吸量及解吸率均较低,改性蛇纹石对Pb²⁺的吸附情况较为稳定,Pb²⁺不易被解吸出来。改性蛇纹石对溶液中Pb²⁺最佳吸附条件为固液比为1∶200（m∶V）,pH=5.5,粒径为140目,吸附时间为36 h,此时吸附量及Pb²⁺去除率分别为15.26 mg·g^-1、79.89%。研究表明,改性蛇纹石对Pb²⁺吸附性能明显提升,具有较高吸附容量且吸附较为稳定不易解吸,对去除废水中Pb²⁺具有潜在应用价值。     

土壤盐分离子对乌鲁木齐小白菜Pb含量的影响研究

为研究土壤中盐分离子对小白菜Pb含量的影响,采取正交试验L₁₆ 4⁵和盆栽试验方法,分析了5种阳离子（Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺、Pb²⁺）和3种阴离子（SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-）对小白菜地上部和根系中Pb含量的影响。结果表明,试验条件下小白菜地上部Pb含量为0.215~0.930 mg·kg^-1,根系中Pb含量为1.648~24.33 mg·kg^-1,可食用部分超标率达81.3%。土壤盐分离子对小白菜地上部Pb含量影响顺序为： Ca²⁺ > Mg²⁺ > Na⁺ > Pb²⁺ > K⁺。根据相关性分析,土壤中Ca²⁺与小白菜地上部Pb含量呈显著负相关（r=-0.540 3,P<0.05）,Na⁺和Pb²⁺呈正相关但不显著。Mg²⁺和K⁺呈负相关,也不显著。Cl^-和NO₃^-与小白菜地上部Pb含量呈显著负相关（r=-0.540,P<0.05）,SO₄^2-呈正相关,但不显著。对小白菜根系Pb含量影响顺序为： Pb²⁺ > K⁺ > Na⁺ > Ca²⁺ > Mg²⁺,土壤中Pb²⁺对小白菜根系Pb的含量呈显著正相关（r=0.483,P<0.05）,Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺、SO₄^2-、Cl^-和NO₃^-相关性不显著。乌鲁木齐土壤中固有的盐分离子对小白菜可食用部分Pb的吸收没有抑制作用。     

水稻土溶解性有机质与Cu2+结合过程及机制研究

农田土壤中Cu²⁺的迁移转化对生物体健康产生重要影响,然而,水稻土中的溶解性有机质（DOM）与Cu²⁺的结合过程和机制尚不清楚。本研究通过动态光散射、三维荧光、同步荧光以及X射线光电子能谱（XPS）等方法,探究水稻土中DOM的粒径、光谱和结构特征及其与Cu²⁺的结合过程及机制。结果表明,土壤DOM的SUVA₂₅₄值为（3.25±0.07）L·（mg·m）^-1,低于4 L·（mg·m）^-1,其亲水性较高同时芳香性偏低,并且其芳香结构中含有较多的含氧官能团。水稻土DOM的构成以类富里酸和类腐植酸为主,Cu²⁺与类腐植酸络合稳定常数（lgK_M=5.07）高于类富里酸（lgK_M=4.81）。表明稻田土壤DOM中的类腐植酸组分与Cu²⁺优先结合,尤其以短波类腐植酸中的酚基、羟基和酚羟基等含氧基团对Cu²⁺的添加表现得更为敏感。另外,DOM表面疏松的介孔结构、负电荷和羟基、酚羟基以及氨基等官能团对Cu²⁺吸附起到关键作用。     

纳米Fe3O4负载酸改性炭对水体中Pb2+、Cd2+的吸附

为探讨纳米Fe₃O₄负载联合硝酸改性椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺单一及复合溶液的吸附特性，通过静态吸附实验，针对吸附剂的表面特性、投加量、溶液初始pH、吸附时间、重金属初始浓度等影响因素进行了探讨，应用等温吸附模型及吸附动力学模型对吸附特性进行了研究。结果表明，纳米Fe₃O₄负载酸改性炭比表面积较未改性椰壳炭增加了221.03 m²·g^-1，表面含氧官能团如O-H、C=O、C-O-C增加，芳香性增强，等电点提高至5.68。从经济效率角度考虑5 g·L^-1为合理吸附剂用量，pH为5.0时，吸附效果最好，吸附在4 h达到平衡。准二级动力学模型对吸附的拟合度更高，吸附主要是化学吸附，吸附由快速外扩散和颗粒内扩散共同作用，Pb²⁺、Cd²⁺的吸附分别更符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型。纳米Fe₃O₄负载酸改性椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺的最大吸附量（Q_m）分别达42.54 mg·g^-1和25.79 mg·g^-1，为未改性椰壳炭的1.87倍和2.23倍，复合溶液中Pb²⁺、Cd²⁺的Q_m分别为单一溶液的65.16%和54.21%，这揭示了离子共存条件下的吸附竞争现象。研究表明，纳米Fe₃O₄负载联合硝酸改性提高了椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺的吸附能力，且Pb²⁺的吸附性能及吸附竞争性优于Cd²⁺。