天然矿物对重金属Pb2+的吸附性能研究

利用天然矿物吸附重金属Pb~(2+),研究吸附剂量、pH、反应时间对吸附效果的影响,对其吸附过程进行吸附等温线和吸附动力学拟合。结果表明,随着吸附剂量的不断提高,初始浓度为50 mg/L与100 mg/L的重金属Pb~(2+)的吸附去除率均不断提高,而其饱和吸附量逐渐下降,天然矿物对重金属Pb~(2+)的最大饱和吸附量为87.67 mg/g。酸性条件下天然矿物对重金属Pb~(2+)的吸附效果较低,而偏酸性环境吸附处理效果较好。天然矿物对Pb~(2+)的吸附去除率随反应时间的增加而不断增加。天然矿物对Pb~(2+)的吸附过程符合Freundlich吸附等温模型,且Pb~(2+)的吸附过程拟合结果更加符合准二级动力学模型。     

环氧氯丙烷改性橙皮对含Pb~(2+)废水的吸附研究

为了将橙皮加以资源化利用,使用氢氧化钠和环氧氯丙烷对橙皮进行改性制备改性橙皮吸附剂,通过SEM分析了改性前后橙皮表面形貌,通过单因素试验考察了改性橙皮对废水中Pb~(2+)的吸附效果,并通过正交试验对吸附条件进行优化。SEM分析表明,改性后橙皮表面发生了显著变化。极差分析结果表明,在影响吸附效果的因素中,Pb~(2+)初始浓度对吸附效果影响最为显著,其次分别是溶液pH值、吸附剂投加量和环氧氯丙烷加入量。最佳吸附条件为:Pb~(2+)溶液初始浓度为350mg/L,pH值为6,吸附剂投加量为6g/L,环氧氯丙烷加入量为5ml,对Pb~(2+)的吸附量为25.13mg/g。该研究为橙皮的综合利用和含Pb~(2+)废水的处理研究提供了理论参考。     

香菇菌糠对重金属离子的吸附作用

为了探讨和研究治理环境中重金属污染的有效途径,以香菇菌糠为吸附剂吸附混合重金属(Cr~(3+)、Cd~(2+)和Pb~(2+))溶液中的重金属离子,通过单因素试验研究吸附时间、p H值、投料量、重金属溶液初始浓度和菌糠粒径对吸附效果的影响。结果显示,对于混合的重金属离子溶液,在固定试验温度25℃和振摇速率200 r/min条件下,综合最佳吸附条件为:吸附时间60 min,p H4.0,投料量5 g/L,菌糠粒径小于0.5 mm。混合重金属溶液中,重金属离子之间存在竞争吸附。菌糠对3种重金属离子的吸附作用符合Lagergern准二级动力学模型;等温吸附模型中Cd~(2+)符合Langmuir吸附模型,Cr~(3+)和Pb~(2+)符合Freundlich吸附模型。在适当吸附条件下,香菇菌糠对混合重金属溶液中Cr~(3+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)都有较强的去除能力。     

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。     

好氧颗粒污泥对蓄电池厂废水中铅的吸附研究

利用序批式活性污泥(SBR)反应器运行稳定后的成熟干燥硝化好氧颗粒污泥作为吸附剂,,探讨了好氧颗粒污泥对铅蓄电池厂废水中的重金属铅的去除效果以及吸附的最佳条件。结果表明,干燥硝化好氧颗粒污泥吸附除Pb~(2+)的最佳pH为3.5,且在pH为3.5~5.5范围内均可达到很好的去除效果,在此范围内Pb~(2+)的出水浓度变化不大;当pH为3.5时,该吸附剂最佳投加量为1.0 g/L,对Pb~(2+)的去除率达97.27%,出水水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)的一级排放标准,总Pb~(2+)含量小于1.0 mg/L,再加大投加量去除效果变化不大。     

几种柚皮制备物在模拟胃环境下对Pb~(2+)、Cr~(6+)的吸附

以柚皮为原料,制备柚皮干粉、柚皮纤维素和柚皮微晶纤维素,比较柚子全皮(PP)、柚子黄皮(YP)、柚子白皮(WP)、黄皮纤维素(YPC)、白皮纤维素(WPC)、柚皮微晶纤维素(PMCC)和市售微晶纤维素(CMCC)在模拟胃环境下对Pb~(2+)、Cr~(6+)的吸附效果,筛选吸附性能最佳的制备物,同时研究其在模拟胃环境下,不同Pb~(2+)、Cr~(6+)初始含量及制备物用量对吸附效果的影响.结果表明,7种柚皮制备物对Pb~(2+)的吸附效果表现为:YPCYPPPWPWPCPMCCCMCC,对Cr~(6+)的吸附效果表现为:YPPPWPYPCWPCPMCCCMCC.在模拟胃环境下,YPC对Pb~(2+)的吸附性能最佳,在YPC用量3.5 g·L~(-1)、Pb~(2+)初始含量20 mg·L~(-1)、温度37℃、吸附时间3 h的条件下,吸附量达3.86 mg·g~(-1),去除率达95.5%; YP对Cr~(6+)具有较好的吸附效果,在YP用量5 g·L~(-1)、Cr~(6+)初始含量5 mg·L~(-1)、温度37℃、吸附时间3 h的条件下,吸附量达2.35 mg·g~(-1),去除率达88.3%.     

铅锌尾矿周边土壤中一株耐镉贪铜菌的筛选鉴定

采集湖南某铅锌尾矿周边土壤,通过浓度梯度筛选得到1株耐镉菌株,菌株编号为KYN。经形态观察、生理生化特性及16S rDNA序列和系统发育分析,判断为贪铜菌(Cupriavidus sp.)。对菌株进行电镜形态观察、菌株生长曲线测定,结果表明:在Cd~(2+)浓度为100 mg/L条件下,菌株形态发生了适应性的变化;在Cd~(2+)浓度为250 mg/L条件下,菌株生长受到明显抑制;当250 mg/L Cd~(2+)浓度≤700 mg/L条件下,菌株迟缓期均延长,但稳定期OD值与Cd~(2+)浓度为250 mg/L时相当;菌株对Cd~(2+)最高耐受浓度为700 mg/L。菌株对Pb~(2+)和Zn~(2+)均具有耐性,Pb~(2+)浓度和Zn~(2+)浓度大于500 mg/L时菌株生长受到抑制。随着Cd~(2+)浓度的增加,菌株对镉去除量表现为先增加后减少的趋势,其中在Cd~(2+)浓度为200 mg/L时达19.106 mg/g。可见,该菌有较好的耐镉能力和镉处理能力,为镉污染的土壤和水体的生物修复提供了宝贵的生物资源。     

南四湖底泥耐铅菌株的分离鉴定及吸附特性

重金属污染土壤中的微生物对重金属有较强的耐受能力并能起到富集作用,是进行土壤净化的重要力量。分离鉴定南四湖底泥中的抗铅菌株,并且对其吸附特性进行研究。从南四湖底泥中采集土样,经过分离、培养,最终筛选出2株抗铅菌株。对所得菌株进行16S rDNA测序和序列相似性分析,鉴定其种属后对其Pb~(2+)质量吸附特性进行研究。结果:菌株1D、8A最大耐Pb~(2+)浓度分别为700 mg/L和600 mg/L。16S rDNA序列相似性分析表明,菌株1D、8A分别与蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)、彭氏变形杆菌(Proteus penneri)亲缘关系最近。经过吸附性能测试,菌株1D在35℃、pH值=5、Pb~(2+)质量浓度为100 mg/L、菌体投放量为30 g/L、转速为180 r/min、吸附时间为15 min时吸附效率最高;菌株8A在20℃、pH值=7、Pb~(2+)质量浓度为300 mg/L、菌体投放量为20 g/L、转速为180 r/min、吸附时间为5 min时吸附效率最高。此外,2株菌株对Zn~(2+)、Cu~(2+)、Co~(2+)和Fe~(2+)等重金属也有一定的耐受性。筛选到的菌株抗铅性能高、吸附性好,丰富了微生物修复的生物资源库,同时对于吸附特性的研究又可以为抗重金属菌株筛选提供参考。     

耐镉芽孢杆菌对Cd2+的吸附机制

从攀枝花矿区淤泥样品中通过逐级提高Cd~(2+)浓度进行驯化,获得1株高耐镉菌株PFYN01,经16S rDNA PCR鉴定为芽孢杆菌(Bacillus sp),最大耐Cd~(2+)浓度为3 900 mg/L。研究初始Cd~(2+)浓度、pH值、菌量对菌株吸附Cd~(2+)的影响,利用扫描电镜(SEM)和傅叶里红外光谱(FTIR)探究菌株吸附机制。结果表明,PFYN01在初始Cd~(2+)浓度为75 mg/L、菌量为1.0 g/L、pH值为5.0时,对Cd~(2+)的吸附率达到34.98%;吸附符合Langmuir模型,最大吸附量为1.974 mg/g。对比分析Cd~(2+)吸附前后的细胞形态和红外光谱变化,证实了"细胞成分羟基(O—H)、酰胺基(N—H)、烃基(C—H)、羧基■、羰基(—COOH)参与了Cd~(2+)与PFYN01的相互作用"的结论。PFYN01是一株对Cd~(2+)有较强吸附能力的细菌菌株,对其吸附Cd~(2+)影响因素及吸附机制研究的结果将为重金属污染微生物修复提供指导。     

改性大蒜茎叶对含Pb(Ⅱ)废水吸附的研究

采用大蒜茎叶为原料,经异丙醇、氢氧化钠和草酸处理,制备出改性吸附剂并用于吸附Pb(Ⅱ)。考察了溶液初始pH、吸附平衡时间、溶液初始浓度、固液比等因素对金属离子吸附平衡的影响。结果表明,改性剂草酸最佳浓度为0.9 mol/L,最佳的制备温度是80℃。改性后大蒜茎叶吸附剂对Pb~(2+)的吸附最佳条件是pH 6,在120 min内建立了反应平衡,对Pb~(2+)的最大吸附量是122.25 mg/g,与未改性的大蒜茎叶相比,吸附量增加了56%。     

节旋藻对Pb~(2+)生理响应及吸附效应研究

通过测定不同Pb~(2+)浓度下节旋藻的生理响应,探讨Pb~(2+)对节旋藻生理特性的影响及节旋藻对重金属Pb~(2+)的吸附效应。结果表明,Pb~(2+)对节旋藻形态与生理特性具有显著影响;当水环境中Pb~(2+)浓度为50 mg/L时,对节旋藻的生长具有明显的抑制作用,此时藻体内的藻胆蛋白、叶绿素a和类胡萝卜素含量都出现最低值,并且藻蓝蛋白对Pb~(2+)浓度变化的生理反应比别藻蓝蛋白更为敏感。节旋藻对Pb~(2+)的吸附量大致与Pb~(2+)浓度呈正相关,但在40～50 mg/L时吸附量急剧增加;吸附率大致与Pb~(2+)浓度呈负相关,但在40 mg/L时吸附率急剧增加。可见,节旋藻作为处理废水中重金属Pb~(2+)的生物吸附剂时,其吸附效应与节旋藻的生理状态及Pb~(2+)浓度有很大关系,对节旋藻吸附重金属Pb~(2+)的初步研究为节旋藻作为生物吸附剂的广泛应用提供理论基础。     

椰衣和椰壳生物质炭的制备及其对溶液中Pb~(2+)的吸附

以椰衣和椰壳作为原材料,在300、500和700℃条件下热解制备生物质炭,表征其物理化学性质;同时,研究所制备的生物质炭对溶液中Pb~(2+)的吸附特征与机制.结果表明:随着热解温度升高,所制备的生物质炭的含氧官能团减少,灰分、pH值、阳离子交换量、比表面积和碱性官能团的含量随之升高.热解温度升高可促进生物质炭对Pb~(2+)的吸附;Langmuir模型可较好地描述所制备的生物质炭对Pb~(2+)的等温吸附;在供试的6种生物质炭中,吸附量最高的是在700℃条件下制备的椰衣生物质炭,且优于大多数已报道的用其他材料制备的生物质炭.拟合发现,所制备的生物质炭的阳离子交换量和灰分含量是影响其吸附Pb~(2+)的重要因子,在初始Pb~(2+)质量浓度为200mg/L条件下,椰衣生物质炭对Pb~(2+)的稳定吸附量为9.83~13.91mg/g,椰壳生物质炭为9.68~25.16mg/g.这表明椰壳生物质炭吸附态Pb~(2+)比椰衣生物质炭吸附态Pb~(2+)更稳定.     

NaOH处理香菇废弃物对铅的吸附研究

【目的】本文研究了废水中常见的铅污染问题,资源化利用香菇废弃物。【方法】用NaOH预处理前后香菇废弃物净化处理含Pb~(2+)废水。对比探讨了吸附时间、pH、Pb~(2+)初始浓度和干扰离子对NaOH处理前后香菇废弃物吸附Pb~(2+)的影响。【结果】预处理后的香菇废弃物对Pb~(2+)吸附平衡时间为10 min,比预处理前对Pb~(2+)吸附平衡时间(60 min)短;预处理前后香菇废弃物吸附Pb~(2+)适宜pH吸附范围均是4~6;Cd~(2+)存在对NaOH处理前后香菇废弃物吸附Pb~(2+)的干扰作用均不显著;Cu~(2+)的存在对预处理后香菇废弃物吸附Pb~(2+)有显著的促进作用(P=0.0494),对预处理前香菇废弃物吸附Pb~(2+)无显著影响(P=0.5549);Zn~(2+)的存在对预处理前后香菇废弃物吸附Pb~(2+)均表现出显著的正干扰(P前=0.0109,P后=0.0237);Langmuir和Freundlich模型对预处理前后香菇废弃物吸附Pb~(2+)的热力学过程拟合结果良好。Langmuir模型拟合结果显示,预处理后香菇废弃物对Pb~(2+)的理论最大吸附量qm(21.74 mg/g)几乎是预处理前香菇废弃物qm(12.08 mg/g)的2倍。Lagergren准二级模型较Lagergren准一级模型能更好地拟合预处理前后香菇废弃物对Pb~(2+)动力学吸附过程,相关系数R2分别为0.9995和0.9999。【结论】预处理后的香菇废弃物对铅吸附平衡时间大大缩短了,且吸附l量提高了。     

紫苏基活性炭对铅镉二元离子的吸附研究

以磷酸法制备紫苏基活性炭,通过对其进行磁性改性后用作吸附剂,考察活性炭投加量、吸附时间、初始溶液pH和重金属离子浓度等影响因素对二元溶液中Pb~(2+)和Cd~(2+)去除效果的影响。采用红外光谱(FTIR)对吸附剂的表面结构进行表征。结果表明,在50 mL pH=5的水溶液中,加入0.05 g活性炭吸附30 min后,其对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附容量达到最大值,分别为141.805和46.083 mg/g,去除率分别高达99.77%和99.80%。吸附动力学分析结果表明,该活性炭对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附满足准二级动力学模型。上述结果表明紫苏有望成为制备金属离子吸附剂的潜在材料。     

羧甲基化沙柳木粉对水溶液中Pb~(2+)的吸附性能

以沙柳木粉(SPP)为原料,以无水乙醇、氢氧化钠、氯乙酸为反应试剂,通过对SPP醚化改性得到羧甲基化沙柳木粉(CMS)。采用透射电镜(TEM)、X线衍射(XRD)、X线光电子能谱分析(XPS)等表征手段对SPP和CMS的微观结构进行分析。考察吸附剂用量、Pb~(2+)溶液初始浓度、吸附时间、吸附温度、Pb~(2+)溶液pH值等因素对SPP和CMS吸附Pb~(2+)性能的影响,研究SPP和CMS吸附Pb~(2+)的吸附动力学和吸附等温线。结果表明,SPP经羧甲基化改性形成的CMS,表面变得疏松多孔,晶体结构发生了变化,羧甲基成功引入到了CMS中。当SPP和CMS的投加量分别为0.7g和0.5g,Pb~(2+)溶液初始浓度均为900 mg·L-1,吸附时间为120 min,吸附温度为30℃,Pb~(2+)溶液pH值分别为5和4时,SPP和CMS对Pb~(2+)的吸附量最大,分别为30.64 mg·g-1和71.55mg·g-1。SPP和CMS对Pb~(2+)的吸附过程均更符合伪二级动力学模型和Freundlich等温线模型。     

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。     

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。     

蒙脱土-稻壳炭复合材料对Pb(Ⅱ)吸附特性研究

采用静态吸附实验,研究蒙脱土-稻壳炭复合材料对Pb~(2+)的吸附动力学和热力学特性,并考察吸附剂用量、共存离子及pH等因素对该复合材料吸附Pb~(2+)的影响。结果表明,复合材料对Pb~(2+)的吸附特性符合准二级动力学模型,等温吸附过程能较好地以Freundlich模型进行拟合,且是以物理吸附为主的自发的吸热反应。复合材料对Pb~(2+)的吸附量随吸附时间的延长先快速增加,后缓慢增加最终达到吸附平衡,且随着复合材料投加量的增加,Pb~(2+)的去除率增大。复合材料对水溶液中Pb~(2+)的吸附性能在pH为5时较好,吸附量达52.79 mg·g~(-1);不同浓度Ca~(2+)、Mg~(2+)均会对Pb~(2+)的吸附反应产生抑制作用,且Mg~(2+)的抑制作用更强。     

胶质芽孢杆菌絮凝剂特性及其对Pb2+的吸附作用

【目的】研究胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginous)MY6-2的絮凝特性及其对重金属Pb~(2+)的吸附作用,为微生物絮凝剂的实际应用提供参考。【方法】通过发酵、醇沉、透析、冷冻干燥得到胶质芽孢杆菌MY6-2生物絮凝剂;研究pH、絮凝剂用量、金属助凝剂及其用量、加热对MY6-2絮凝剂活性的影响;分析溶液pH、Pb~(2+)初始质量浓度及絮凝剂用量对MY6-2絮凝剂吸附Pb~(2+)的影响。【结果】MY6-2絮凝剂的主要成分为多糖,占样品的65.68%;最佳絮凝条件为:pH7.0,絮凝剂用量20mL/L,助凝剂金属离子为Ca~(2+)(质量分数1%,用量为20mL/L),在此条件下MY6-2絮凝活性可达到95%以上。在100℃水浴中加热30min絮凝活性无明显变化,表明该絮凝剂具有良好的热稳定性。MY6-2絮凝剂对Pb~(2+)的最佳吸附条件为:pH 4.0、Pb~(2+)初始质量浓度100~500 mg/L、絮凝剂用量80mL/L,在此条件下,MY6-2絮凝剂对Pb~(2+)的絮凝活性均在80%以上。【结论】MY6-2絮凝剂具有较高的絮凝活性,对重金属Pb~(2+)具有较高的吸附活性,且生产成本低,安全性高,具有较高的推广应用价值。     

皂化虎杖药渣对铜离子(Cu~(2+))的吸附性能

以废弃的虎杖药渣为原料,经乙醇、氢氧化钠处理,得到皂化虎杖药渣生物吸附剂,将其用于对重金属铜离子(Cu~(2+))的吸附研究。采用扫描电镜对皂化虎杖药渣进行表征,并考察吸附剂投加量、溶液p H值、初始Cu~(2+)浓度、吸附温度与时间对吸附性能的影响。此外,研究吸附动力学、等温吸附模型以及吸附剂的循环再生性能。结果表明,虎杖药渣经过皂化处理后表面变得疏松多孔,在吸附剂投加量5.0 g/L、溶液p H值5.5、初始Cu~(2+)浓度50 mg/L、吸附温度30℃、吸附时间120 min的条件下,皂化虎杖药渣对Cu~(2+)的吸附率达87.2%。吸附剂对Cu~(2+)的吸附符合准二级动力学模型,等温吸附符合Langmuir模型,根据Langmuir模型计算可知,30℃时饱和吸附量为34.482 mg/g。解吸再生试验表明,吸附剂可以再生重复使用4次。