稻壳、花生壳、大豆中生物炭去除水体中重金属离子的效果比较研究

通过研究总结不同生物质原料在一定热解温度下热解得到的生物炭对水体中各重金属离子的吸附效果,以归纳生物炭去除水体重金属的去除机制。结果表明,不同生物质来源的生物炭基本上能很好地吸附水体中的各重金属离子,显著的降低了水体中各重金属离子的浓度,归因于水溶液的初始p H值和各生物炭的理化性质,如灰分含量、p H值及比表面积和孔隙结构等,从而使水体中重金属离子浓度显著降低。     

石墨烯气凝胶吸附污水中重金属离子研究的自然辩证法评述

随着经济的高速发展,工业生产中的废水不加处理或处理不当排放到水体中导致水体中重金属离子含量偏高的现象屡有发生。因重金属离子毒性极高,不能生物降解且容易在动植物体内积累,从而会导致严重危害。因此,研究一种高效吸附污水中重金属离子的吸附剂意义重大。水热自组装和热退火工艺制备的具有三维网状多孔结构的石墨烯气凝胶具有高孔隙率,对重金属离子有良好的吸附能力,是去除污水中重金属离子的理想材料。本文运用自然辩证法的指导方法和理论,对石墨烯气凝胶的研发与应用进行了评述,分析不同吸附材料的性能及发展前景,以期更加快速有效地进行科学研究。     

牛粪源和木源生物炭对Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的吸附机理研究

在700℃热解条件下制得牛粪源生物炭(DMBC)和木源生物炭(WC)。研究了二者对水体中Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附去除能力,分析了相关污染物去除机理。结果表明:DMBC的比表面积和碳元素含量均远小于WC,但去除效率却远高于后者。FTIR光谱分析和XRD分析表明,DMBC中含有大量矿物组分(如磷等),易与重金属离子生成沉淀。因此在吸附去除过程中发挥主导作用的是沉淀机制。Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在DMBC上的竞争吸附和单组分吸附结果类似,验证了该结论的正确性。而Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在WC上的单组分和双组分吸附结果相差较大,这说明重金属离子在WC上的吸附是以表面吸附为主。以上研究证实,牛粪源生物炭比木源生物炭更适合用于水体中各类重金属污染的去除。     

改性粘土矿物对重金属吸附的研究进展

快速城市化、工业化发展中,我国水体重金属污染问题十分突出,已对人体健康造成严重威胁。吸附法是水污染控制工程中最高效的方法之一,而改性粘土矿物可实现重金属离子的特异性、高效去除。本文总结了近年来多种改性粘土矿物的结构、组成和合成方法,并对其吸附重金属的性能及机理进行阐述,以期为重金属污染水体修复提供理论参考。     

生物吸附剂对废水重金属污染物的吸附过程和影响因子研究进展

重金属污染物在水体中十分稳定,并且具有相当高的难去除性,会对人类的生命和健康造成直接或间接的危害.本文根据近年来国内外的研究成果较为系统地梳理了生物吸附剂的分类、吸附机理、吸附模型和影响吸附的主要因素等4个方面,并对其研究和应用前景作了有益讨论.结果表明,生物吸附剂已成为水体重金属污染研究和应用的热点和重点,具有十分广阔的前景,对于我国治理水生生态环境问题和改善水生生态环境质量将起到较为深远的影响和作用.     

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。     

生物法处理水体重金属污染研究进展

重金属因其毒性大、易富集、危害不可逆转等原因,是近些年来河流水质污染面临的主要问题之一。在简要介绍水体重金属污染概况及处理方法的基础上,重点介绍了国内外利用生物法处理水体重金属污染的方法和实践。生物法具有吸附量高、耗能低、环境友好等特点,是一项节能、高效、低碳、环保、具有广阔应用前景的新型技术。其中植物法和微生物法是目前研究较多处理效果较好的方法,对水体中的Cu、Zn、Pb、Cr等重金属均有较好的去除效果。     

巯基改性玉米秸秆粉对水体重金属离子的吸附性能初探

【目的】探讨巯基改性玉米秸秆粉对水体重金属离子的吸附性能,为农业秸秆的资源化利用及污水治理提供理论依据。【方法】以化学改性的方法,制备出吸附剂巯基改性玉米秸秆粉,并以未改性的玉米秸秆粉为对照,通过批试验探讨巯基改性玉米秸秆粉对水溶液中重金属离子(Zn²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺和Hg²⁺)的吸附性能。【结果】改性玉米秸秆中含有9.8 g/kg的巯基。未改性玉米秸秆粉对水体重金属离子的吸附率不足5%,而经巯基改性后可达97%以上。巯基改性玉米秸秆粉在pH 5～7时对Hg²⁺的吸附量达到稳定,对水体中除Pb²⁺以外的其余重金属离子吸附能力达到最大时的pH为6～9。随着重金属离子质量浓度的增加,巯基改性玉米秸秆粉吸附量呈先迅速增加后趋于稳定的变化趋势,该吸附过程可用Langmuir模型描述,吸附机理可能为络合作用主导的吸附过程。【结论】巯基改性玉米秸秆粉是对水体重金属离子具有较好吸附能力的潜在吸附剂。     

湿地对重金属镉、铬、砷的去除效果

为更好地分析和评价湿地对重金属的净化作用,于2010年5-10月对湿地的核心区、缓冲区和试验区3种区域的水体及土壤中镉、铬、砷3种重金属的变化进行分析,评价不同区域对重金属的去除效果.结果表明,湿地不同区域对重金属镉、铬、砷均有一定的去除效果,其中,核心区对重金属的去除效果最好,试验区最低.     

废菌体对水体中重金属的吸附特性研究

[目的]研究废菌体对水中重金属的吸附特性。[方法]以某药物生产的副产物废菌体作为吸附剂,进行了废水中Zn2+、Cu2+、Cd2+等金属的吸附去除试验。采用间歇吸附方式考查了不同的化学改性方法、pH值、反应时间以及离子初始浓度等因素对上述金属离子去除率的影响。[结果]与NaOH改性废菌体相比,微波改性废菌体效果更好,且在30 min之内吸附基本达到平衡;当微波改性废菌体投加量为4 g/L,溶液pH值分别在6、6、7时,废菌体对Zn2+、Cu2+、Cd2+的最大吸附量分别为2.503、2.329、4.653 mg/g,而且其吸附过程完全符合Langmuir吸附等温模型。微波改性废菌体吸附重金属离子前后的能谱图表明,废菌体吸附金属离子其机理主要是离子交换。[结论]在废物利用的同时净化重金属污染是可行的,为微生物吸附技术广泛应用于处理重金属污染和回收贵重金属提供了依据。     

鸡蛋膜的生物吸附作用研究新进展

由于人类社会的工业发展和重大安全事故,重金属离子与有机污染物不断向环境排放,造成土壤和水体的污染日益严重。鸡蛋膜(eggshell membrane,ESM)作为一个独特的富含二硫键的天然生物吸附材料在环境水污染处理中应用研究不断拓展。综述近年来鸡蛋膜及改性材料对重金属离子及有机污染物的吸附研究进展,为充分利用廉价吸附材料鸡蛋膜研究提供参考。     

木质纤维素基重金属吸附剂的制备技术研究进展

分析了木质纤维素的组成成分和结构性质,归纳出木质纤维素基吸附剂的制备路线,系统总结了木质纤维素预处理、化学改性技术方法的最新研究进展,阐述了制备过程中主要因素的影响;结合表征手段揭示了其吸附机理,介绍了其吸附及再生研究方法。结果表明,为提高木质纤维素对重金属的吸附效果,可通过化学改性在其纤维素上引入活性官能团。但纤维素被封闭在由半纤维素和木质素构成的致密网状结构内,加之其结晶度较高,使得改性效果较差,因此,在化学改性前需要先进行预处理。目前的预处理技术除了包括物理、化学和生物技术,还有微波、超声等新兴技术;化学改性技术主要包括单体接枝和直接改性。原材料和试剂的种类与用量、反应温度和反应方式等因素对制备过程影响较显著。木质纤维素基吸附剂对重金属离子的吸附机理主要是表面络合和离子交换,目前吸附研究主要采用间歇式静态吸附法,再生研究主要采用溶剂再生法。最后,指出了木质纤维素基吸附剂的制备、吸附和再生过程中存在的问题及今后的发展方向。     

柿单宁在重金属吸附中的应用研究进展

柿单宁是一种来源丰富的天然高分子,由于其分子结构中的B环含有丰富的邻位酚羟基,对金属离子具有很强的降价吸附能力。以柿单宁为有效成分的金属吸附剂具有成本低、环保和高效等优势,近年来发展迅速。本文主要介绍柿单宁的结构特点及其吸附重金属(放射性元素、贵金属、有毒重金属等)离子的研究进展,初步探讨其吸附重金属离子的机理,并对该金属吸附剂的发展趋势进行展望。     

土壤重金属固化稳定化材料研发及其应用基础研究进展

固化稳定化是土壤重金属污染治理的主要技术之一,加强对固化稳定化材料的环境功能研发尤为重要。土壤重金属固化稳定化材料作用机理包括沉淀作用、吸附作用、配位作用、有机络合作用和氧化还原作用等。本文重点围绕土壤重金属固化稳定化材料研究的系统化,提出土壤重金属固化稳定化材料的研发方法,如材料筛选对比方法、优化复配方法、表面改性方法、表面负载和桥连复合等,固化稳定化材料应用基础研究框架包括固化稳定化材料-重金属-水体、固化稳定化材料-土壤-重金属、固化稳定化材料-土壤-植物-重金属、固化稳定化材料-田间-作物-重金属,以及重金属治理的环境安全和应用效果评价等5个层次,针对每个层次研究主要内容及其关键环节进行要点说明,旨在为促进土壤重金属固化稳定化材料的规范化和系统化研究、强化土壤重金属固化稳定化的应用基础研究提供科学参考。     

功能纳米材料在重金属污染水体修复中的应用研究进展

重金属污染对水体生态和人体健康会造成严重危害,通过纳米材料来去除重金属是一个简单便捷的方法,受到了广泛的关注以及研究。本文主要综述了纳米零价铁、铁氧化物、硫化铁、碳纳米管、石墨烯、锰氧化物、铝氧化物、二氧化钛、聚合物纳米材料和壳聚糖纳米材料等几种纳米材料对水中重金属污染修复研究进展。对它们去除重金属的机理也进行了探讨,纳米材料对重金属的去除机理主要包括物理吸附、化学吸附、氧化还原、光催化还原以及共沉淀等。并通过表格的形式对它们的优缺点、机理以及改进方法进行了总结归纳。同时,本文对影响重金属去除的几个因素(溶液pH值、重金属浓度、吸附时间、温度、纳米材料性能、离子强度以及共离子影响)进行了归纳总结。最后,对未来纳米材料在修复重金属方面的研究进行了展望。     

活性炭处理重金属废水的研究与应用进展

概述了活性炭改性的方法,讨论了改性活性炭吸附重金属离子的主要因素,并对国内外近年来采用改性活性炭吸附水体中重金属离子的应用研究进行了综述,指出了改性活性炭用于处理重金属废水存在的问题和今后的研究方向。     

贝壳类废弃物用于钝化土壤重金属的研究进展

本文综述了贝壳类废弃物钝化农田土壤中重金属的应用,介绍了其钝化重金属的机理、效果以及提升材料性能的加工处理方式。贝壳类废弃物修复重金属污染农田土壤的机理主要包括石灰效应、沉淀效应和吸附效应,但微观固化的分子机制尚不清楚。采用物理（如粉碎、球磨）和化学（如煅烧、溶剂反应）法的处理工艺可以大幅提高贝壳的吸附能力及中和土壤酸性的能力。另外,贝壳废弃物与高效、专性、安全的重金属钝化材料进行复配,可提高钝化材料的长期稳定性,实现农产品安全生产。未来的研究应更多地关注贝壳材料钝化重金属的稳定性及经济性。     

金属离子在铁(氢)氧化物与腐殖质微界面上的吸附机理和模型研究进展

铁（氢）氧化物和腐殖质是广泛分布在土壤中的重要天然活性物质,因其具有较大的比表面积并且铁（氢）氧化物表面的-OH 与腐殖质表面的-COOH、-OH 等活性官能团可通过静电作用、配体交换等多种机制对重金属离子产生较强吸附,从而影响重金属离子在环境中的迁移、转化和生物效应。深入了解重金属离子在铁（氢）氧化物-腐殖质复合体微界面相互作用的分子机理,对于阐明重金属离子在环境中的迁移、转化过程具有重要意义。本文综述了金属离子在铁（氢）氧化物与腐殖质上吸附机理和模型的研究进展,为重金属污染土壤的风险评估和控制提供理论依据。     

芹菜源生物炭对重金属离子的吸附性能

[目的]寻找高效低成本的吸附重金属污染物的材料。[方法]以农业剩余物芹菜为原料,研究芹菜源生物炭对一些典型重金属离子[Cu2+、Cd2+、Cr(VI)]的吸附性能。[结果]中温(350、500℃)限氧热解制备的芹菜源生物炭对Cu2+的吸附量可超过50 mg/g,对Cd2+、Cr(VI)等重金属离子也表现出良好的吸附性能。Freundlich和Langmuir吸附方程能较好地描述吸附过程。结合红外光谱、扫描电镜与能谱等表征手段,证明芹菜源生物炭对重金属离子的高吸附性能与其表面沉淀作用、表面络合和离子交换反应有关。[结论]芹菜源生物炭对重金属离子有较强的吸附性能,应用前景广阔。