玉米秸秆生物炭处理含铜废水效果研究

在环境监测过程中,水污染问题一直备受关注。该文以农业生产中产生的废弃物玉米秸秆为原料,采用限氧控温炭化法制得生物炭,研究其吸附废水中铜离子的性能,考察了生物炭投加量、振荡时间、铜离子初始浓度、以及初始pH值对吸附效果的影响,并作正交实验。实验结果表明:出玉米秸秆生物质炭吸附去除废水中铜离子是可行的;正交试验得出玉米秸秆生物炭吸附铜离子的影响因素大小为振荡时间pH初始浓度投加量,最佳水平组合为振荡时间为3h、投加量为0.6g、铜离子初始浓度为10mg/L、pH为6.3,去除率可达95.5%。     

赤泥对废水中镍离子的吸附处理研究

[目的]研究赤泥吸附废水中镍离子的特性.[方法]采用静态吸附方法对赤泥吸附废水中镍离子的影响因素和特性进行研究.[结果]在反应温度为25℃,振荡时间为1.5h条件下,向pH =6.7,50 mg/L含镍废水中投加2 g/L赤泥,镍离子去除率近90％.随着赤泥投加量、振荡时间以及pH增加,镍离子去除率逐渐增大.700℃焙烧赤泥较未经处理赤泥(原赤泥)的吸附能力略高.二级动力学方程可拟合赤泥吸附镍离子的过程,Langmuir模型较好地描述赤泥对镍离子的吸附热力学特性,最大饱和吸附量可达192.308 mg/g.赤泥吸附镍离子为吸热反应,并且为自发行为.[结论]该研究可为资源的可持续利用和重金属废水的处理提供思路和依据.     

谷壳对水中镉离子的吸附动力学及热力学研究

[目的]研究谷壳吸附水中镉离子的吸附过程及其影响因素。[方法]以间歇吸附的方式考察了溶液pH值、反应时间、反应温度、镉离子初始浓度等物化参数对吸附过程的影响,并对吸附过程进行动力学与热力学研究。[结果]吸附过程符合Langmuir吸附等温模式。谷壳对镉离子的吸附动力学模型较好地符合了准二级动力学方程。当反应温度为298 K,pH值为6,谷壳投加量为4 g/L,振荡速度为150 r/min,反应时间为30 min时,谷壳对镉离子的吸附效果最好。随着反应温度的升高,谷壳对镉离子的吸附加快。该吸附反应的焓变值为正,自由能变值为负。[结论]谷壳是处理镉废水的有效的低成本吸附剂,其吸附过程是自发的吸热反应。     

酸化松木粉对废水中重金属离子Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)吸附的动力学研究

【目的】利用生物吸附剂处理含铬和锌等重金属污染废水具有原料便宜,操作简单及吸附效率高等特点,本研究旨在从林木资源废弃物中筛选吸附效果优良的生物吸附剂。【方法】选用鱼鳞松松木粉为吸附剂原材料,使用硫酸对其表面进行酸化处理以提高其表面活性,然后研究溶液p H值、溶液温度、Cr(Ⅵ)及Zn(Ⅱ)初始浓度、吸附剂用量和吸附时间对酸化松木粉吸附重金属离子Cr(Ⅵ)及Zn(Ⅱ)的影响。【结果】酸化松木粉吸附重金属离子Cr(Ⅵ)及Zn(Ⅱ)的最优化条件为溶液p H 2.0,溶液温度40℃,铬和锌离子初始浓度20 mg/L,吸附剂用量1.0 g/L,吸附时间120 min。吸附动力学方程分析表明,酸化松木粉吸附重金属离子Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)能较好地符合准二级动力学方程。吸附等温模型分析表明,酸化松木粉吸附重金属离子Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)能较好地符合Langmuir吸附等温模型。【结论】酸化松木粉对废水中重金属离子Cr(Ⅵ)和Zn(Ⅱ)的吸附效果良好,其吸附过程主要是发生在酸化松木粉表面的单分子层化学吸附。     

铜、锌离子抗性菌筛选及重金属作用下富集特性研究

从湖南临乡桃林矿区土壤中分离到一株高抗铜、锌菌株,经26S rRNA D1/D2鉴定为Aspergillus aculeatus.该菌株单抗铜400 mg/L、锌800 mg/L.优化条件下:30 ℃,pH值5.0,起始离子浓度50 mg/L,摇床转速120 r/min,培养时间120 h,菌体对铜、锌离子的吸附率为54%和60%.铜、锌离子浓度50 mg/L时,菌体内谷胱甘肽含量达到最大值分别为0.98和0.88 mg/g;而正常菌体内只有0.04 mg/g.可初步认为谷胱甘肽的增加缓解了铜、锌离子对Aspergillus aculeatus的氧化损伤.     

γ-聚谷氨酸水凝胶对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附性能

以γ-聚谷氨酸(γ-PGA)为原料,乙二醇缩水甘油醚为交联剂,采用溶液聚合法合成了新型γ-PGA水凝胶重金属吸附剂(γ-PGA-GDE),并研究γ-聚谷氨酸水凝胶对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附特性。采用傅里叶红外光谱及扫描电镜对吸附材料进行表征,同时研究pH值、温度、吸附时间和重金属离子初始浓度对γ-聚谷氨酸水凝胶吸附特性的影响。结果表明,pH值为5利于γ-聚谷氨酸水凝胶对重金属离子的吸附,温度对其吸附重金属离子影响不大。γ-聚谷氨酸水凝胶对Cd~(2+)、Pb~(2+)重金属离子的吸附速率非常快,符合准二级动力学方程。其对重金属的吸附符合langmuir等温式,对Pb~(2+)、Cd~(2+)饱和吸附量分别为526.22、255.54 mg/g,与试验值非常接近。γ-聚谷氨酸水凝胶经盐酸洗脱可再生,再生后可循环使用至少6次。     

壳聚糖及其衍生物对重金属离子吸附性能的影响

介绍了采用壳聚糖及其衍生物吸附处理废水中重金属离子的研究现状,探讨了pH、温度、吸附时间、溶液初始浓度和共存物质等因素对壳聚糖及其衍生物吸附重金属离子的影响,分析了吸附过程的热力学和动力学方程.展望了壳聚糖及其衍生物吸附重金属离子的发展趋势和应用前景.     

壳聚糖和纳米碳铜对铜绿微囊藻的抑制效果

选取0.5、1.0、2.0 mg/L的壳聚糖和25、50、100 mg/L的纳米碳铜分别加至铜绿微囊藻液中,检测藻液中藻细胞浓度和叶绿素a质量浓度,探讨壳聚糖和纳米碳铜对铜绿微囊藻的抑制效果;比较100 mg/L纳米碳铜与100、500 mg/L硫酸铜在除藻过程中藻液的pH值、溶解氧、铜离子的残留量,进一步验证纳米碳铜对铜绿微囊藻的抑制效果。结果表明：壳聚糖抑藻效果不明显;质量浓度为100 mg/L的纳米碳铜则具有明显的抑藻效果,144、360、480 h时,添加100 mg/L纳米碳铜组的藻细胞浓度显著低于其他组的,且72～480 h时,其藻细胞浓度随培养时间的增加而显著降低;48～240 h时,添加100 mg/L纳米碳铜组的藻液叶绿素a质量浓度和铜离子残留量均显著低于添加100、500 mg/L硫酸铜组的,且pH值变动小。这表明100 mg/L纳米碳铜可有效抑制铜绿微囊藻,且水体中铜离子的残留量较少,pH值变动小,可广泛用于水产养殖中。     

核桃壳对水中Ni2+的吸附效应

采用核桃壳吸附模拟废水中的Ni2+离子。结果表明,在25℃下,采用粒径为1.6~2.5 mm吸附剂2.0 g,pH 6.0,处理浓度为10 mg/L的含Ni2+模拟废水100 mL,吸附时间360 min,Ni2+的去除率达最大。吸附剂对Ni2+的吸附行为满足拟二级动力学方程和Langmuir等温方程,Ni2+浓度为10、20、30、50 mg/L时,吸附速率常数分别为0.170、0.165、0.196、0.225 g/(mg·min),最大吸附量为0.687 mg/g。     

重金属锌对猪粪堆肥过程中氧化还原类酶活性的影响

以猪粪和秸秆为主要试验材料,添加不同浓度重金属Zn,采取发酵罐处理方法,在好氧高温条件下研究了重金属Zn对猪粪堆肥过程中多酚氧化酶、脱氢酶活性的变化,以及堆腐过程堆体温度、堆料pH值、胡敏酸E4/E6值的变化.结果表明:(1)低量重金属Zn处理(L)较不添加重金属Zn(CK)和添加高鼍重金属Zn(H)堆料升温快、温度高、高温持续时间长.(2)重金属Zn的加入对堆料的pH值影响不大,不是影响堆肥进程的直接原因.(3)H处理在整个堆肥过程中E4/E6值均高于L和CK,表明高浓度Zn处理抑制腐殖质的缩合和芳构化.(4)L处理的多酚氧化酶活性大多数时间高于H处理的活性,说明低量重金属Zn更好地促进了木质素的降解及其产物的转化.(5)从整个堆肥过程来看,3个不同处理的脱氢酶活性表现出一定的不稳定性,可能是重金属对脱氢酶活性有抑制作用的同时发生"抗性酶活性"现象.     

纳米二氧化钛负载腐植酸对菲的吸附行为

为了研究腐植酸存在条件下纳米二氧化钛对水体污染物迁移的影响,提取两种代表性腐植酸(泥炭腐植酸和底泥腐植酸),研究了腐植酸存在条件下菲在纳米二氧化钛上的吸附行为。吸附实验采用批量平衡振荡法,考察吸附动力学、菲初始浓度以及环境因素(pH值和离子强度)对吸附的影响。结果表明:腐植酸负载到纳米二氧化钛的表面后,使纳米二氧化钛对菲的吸附能力显著提高,纳米二氧化钛对菲的吸附系数为6.71 L·kg-1,负载这两种腐植酸后吸附系数分别为715、348 L·kg-1,并且芳香碳含量高的腐植酸对吸附容量的增量效果明显高于脂肪碳含量高的腐植酸;负载腐植酸后对菲的吸附速率明显加快,吸附平衡时间由168 h减为48 h,并且吸附动力学符合二级动力学模型。体系的pH值和离子强度变化均能影响菲的吸附,可能与不同pH值和离子强度下附着在纳米二氧化钛表面的腐植酸结构不同有关;芳香碳含量高的腐植酸对吸附的影响作用更容易随pH值和离子强度的变化而改变,可能与其在不同条件下的结构变化有关。因此,在评价纳米二氧化钛的环境效应时,腐植酸以及环境因素的影响不容忽视。     

酸碱度和重金属对3种外生菌根真菌生长的影响

为了测定重金属、pH值对外生菌根真菌(ECMF)生长的影响以及探讨ECMF耐重金属的机制,该文利用纯培养方法测定了pH值、不同浓度重金属锌、铜和铅胁迫对粘盖牛肝菌、褐环粘盖牛肝菌和褐黄牛肝菌3种ECMF生长的影响,以及重金属处理和ECMF培养前后培养基pH值的变化。结果表明,在pH值4.1～7.1的范围内3种ECMF均可生长,其中粘盖牛肝菌生长的最佳pH值为6.7～7.1,褐环粘盖牛肝菌和褐黄牛肝菌为5.3～6.7。不同重金属对3种ECMF的生长影响不同,锌浓度≥100 mg/L时就显著抑制褐环粘盖牛肝菌和褐黄牛肝菌的生长,而锌浓度≥600 mg/L时才显著抑制粘盖牛肝菌的生长,低浓度(100～300 mg/L)的锌对粘盖牛肝菌的生长影响最小,粘盖牛肝菌对锌有较强的耐性。10～1 000 mg/L的铜对3种ECMF的生长均有抑制作用(10 mg/L铜对褐环粘盖牛肝菌除外),且随着铜浓度的增加,抑制率逐渐增大,当铜浓度为1 000 mg/L时,对褐环粘盖牛肝菌和褐黄牛肝菌的抑制率均为100%,而对粘盖牛肝菌仅为20.42%,说明粘盖牛肝菌对铜的耐性最强。低浓度的铅(褐环粘盖牛肝菌0～600 mg/L,褐黄牛肝菌和粘盖牛肝菌0～200 mg/L)对3种ECMF的生长具有促进作用,但对褐环粘盖牛肝菌的促进效果最明显,对褐黄牛肝菌的促进效果最差,当铅浓度较高时(褐环粘盖牛肝菌1 000 mg/L,褐黄牛肝菌和粘盖牛肝菌600 mg/L)开始抑制3种ECMF生长。3种重金属胁迫下3种ECMF培养前后pH值变化总体趋势相同:不同浓度重金属处理间及ECMF培养前后pH值均存在极显著差异(P＜0.01)。随着重金属浓度的增加,pH值逐渐降低。ECMF培养后pH值降低,且重金属处理的培养基pH值比对照降低更多。      

1株耐铜、锌离子土霉素降解菌的筛选鉴定及特性

【目的】铜、锌离子和土霉素作为养殖业中常用饲料添加剂,在畜禽粪便和污水中大量残留,形成了复合污染。本文在铜、锌离子的胁迫下筛选出降解土霉素的菌株。【方法】通过选择培养基,从养殖废水中筛选分离出1株土霉素降解菌DJI,优化其降解条件,测定DJ1菌株对其他四环素类抗生素和氯霉素的耐受性。【结果】通过菌株形态学特征及18S rDNA序列比对分析,确定DJ1菌株为Cutaneotrichosporon cutaneum。该菌在pH7、温度30℃、装液量50 mL(使用250 mL三角瓶)、底物质量浓度200 mg/L、接种量为1%(φ)的条件下,培养5 d后对土霉素的降解率为78.83%。在低质量浓度(50 mg/L)土霉素的培养基中,添加50 mg/L Zn~(2+)抑制了土霉素的降解;而在高质量浓度(200mg/L)土霉素培养基中,添加50 mg/L Cu~(2+)抑制了土霉素的降解。菌株DJ1对四环素类抗生素及氯霉素具有高耐受能力,耐受均超过700 mg/L,能在抗生素与重金属铜、锌离子二元交叉培养基平板上生长,具有耐抗生素与重金属的双重抗性。【结论】菌株DJI具有高耐受四环素类抗生素、氯霉素、铜和锌离子的能力,能高效降解土霉素,可在环境抗生素污染防治中发挥积极作用。     

土壤富里酸对镉的吸附特征与影响因素的研究

采用改进的连续电位滴定法,研究了土壤富里酸对重金属镉吸附量的主要影响因素。结果表明：富里酸溶液的pH值升高,吸附量增加;富里酸浓度升高,吸附量降低;pH值升高、富里酸浓度增大,吸附率增大。吸附量和pH值之间的关系可用自然对数方程进行拟合．同时富里酸浓度越小、镉离子浓度越高,方程的斜率越大,说明吸附量的大小同时与二者密切相关。分别用Linear方程、Fruendlich方程和Langmiur方程对富里酸一镉的吸附等温线进行拟合,结果发现,pH值大于5．0时,上述方程拟合均较好;pH值小于5．0时,只能用Langmiur方程拟合。富里酸对镉的吸附系数随着pH值的升高而降低。     

海带吸附铜、镍离子的研究

[目的]研究海带吸附铜、镍离子过程中的影响因素。[方法]在100ml铜/镍离子溶液中加入0.2g海带粉,所有试验的振荡速度均设为120r/min,用原子分光光度计测定过滤后溶液中的铜、镍离子浓度。[结果]海带吸附铜、镍离子的最佳pH值为4.0。海带对镍离子的吸附平衡时间为60min,对铜离子的吸附平衡时间为90min,吸附等温线均符合Freundlich模型。在pH值为3.0时,海带对铜离子的吸附效率达80%以上。前30min海带对2种离子的吸附速度较快,而后30min吸附速度相对较慢。在同一温度下,相同质量的海带粉对铜离子的吸附量大,对镍离子的吸附量小。海带对铜离子的吸附指数介于0.3～0.5,对镍离子的吸附指数介于0.4～0.6。[结论]该研究为利用生物吸附剂处理工业废水奠定了理论基础。     

石英砂-腐殖酸-Cupriavidus gilardii CR3复合体对铜离子的吸附特性及机理研究

[目的]研究pH、初始铜离子浓度和吸附时间对石英砂-腐殖酸-Cupriavidus gilardii CR3复合体吸附铜离子的影响。[方法]利用等温吸附模型和动力学模型拟合试验数据,通过测定复合体吸附铜离子前后的Zeta电位、扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)和傅里叶红外光谱(FTIR),研究吸附剂对铜离子的吸附特性及机理。[结果]pH是影响吸附能力的主要因素,静电作用可使复合体表面负电荷增多,提高吸附量。在最适pH(5.0)下,复合体对铜离子的最大吸附量为13.08 mg/g。复合体对铜离子的吸附过程符合化学单分子吸附的Langmuir模型和二级动力学模型。[结论]该研究认为静电作用和单分子化学吸附是石英砂-腐殖酸-Cupriavidus gilardii CR3复合体吸附铜离子的主要机制。     

废弃茶叶脱除废水中Cr6+效果研究*

 废弃茶叶等非活性生物质脱除废水中铬具有广阔的发展前景。采用室内吸附实验方法,考察了振荡时间、铬离子初始浓度、加入茶渣量、pH及茶叶粒径等对废水铬吸附率的影响,得出废弃茶叶渣对Cr6+最佳的吸附条件。结果表明, 当废水的pH为7、振荡时间为1h时,茶叶渣对浓度为30mg/L和50mg/L的Cr6+溶液的吸附最佳。且废水的pH对吸附效果的影响最大,振荡时间次之。     

保水剂对土壤铜形态和植物吸铜的影响

由矿业和养殖业废弃物的排放所导致的土壤铜污染已对农产品安全造成威胁,鉴于保水剂对重金属具有较强的吸附能力,近年来已被人们作为修复重金属污染土壤的候选材料。通过吸附/解吸试验和黑麦草盆栽试验,对保水剂聚丙烯酸钠在溶液中吸附铜的特点及施入土壤后对不同形态铜转化和植物吸铜的影响进行研究。结果表明,在铜浓度为100 mg/L时,保水剂对铜离子具有较大的吸附能力,最大吸附量可达77. 6 mg/g,但铜浓度继续增加时,最大吸附量迅速下降;盆栽试验表明,添加保水剂可促进土壤残渣态铜的释放,所释放铜中的绝大部分被保水剂所吸附,但植物生长却对这个过程有阻碍作用。结果表明,在土壤中添加保水剂不能明显减少短期内黑麦草对土壤铜的吸收,也不能起到明显的钝化土壤铜的作用。     

黄壤对邻苯二甲酸二丁酯的吸附解吸特征及影响因素研究

采用紫外分光光度法研究黄壤对邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的吸附—解吸特征、动力学特征,以及pH 值、温 度、离子强度等环境条件对吸附的影响.黄壤对DBP的等温吸附可以用Langmuir方程很好地表述,达到极显著相 关,最大吸附量Qmax为0.564mg/g,吸附平衡常数为k=0.1772;解吸量随着吸附量的增加而增大,黄壤对DBP 的最大保有量为0.177mg/g;假二级动力学方程可以很好地描述黄壤对DBP的吸附动力学特征,颗粒内扩散模型 表明黄壤对DBP的吸附过程中土壤颗粒内扩散并不是唯一的速率控制步骤;黄壤对DBP的吸附量在pH 值为7.0 时最低,为0.024mg/g,而在弱酸性范围内随着pH 增大,吸附量降低,在弱碱性范围内,吸附量则随着pH 增大 而增大;温度对DBP的吸附有较大影响,在一定范围内,随着温度升高,吸附量下降,表明升高温度对吸附不利; 随着离子强度的增大,黄壤对DBP的吸附量整体趋势是小幅增大.     

土壤富里酸对铅的吸附作用与影响因素的研究

采用改进的连续电位滴定法,研究了土壤富里酸对重金属铅吸附量的主要影响因素。通过调节富里酸溶液的pH值、富里酸浓度、温度和离子强度,得到吸附量的变化情况,结果表明：溶液pH从10.0滴定至2.5,富里酸对铅的吸附量降低,pH对吸附量的影响可用自然对数方程进行拟合,通过各处理中自然对数方程的比较得出,富里酸浓度越小、金属离子浓度越大,方程的斜率越大,说明吸附量的大小同时与二者密切相关;溶液中富里酸浓度升高,相应的吸附量降低,但吸附率升高;温度升高,吸附量增加;离子强度在设定的范围内,从0.1 mol·L-1加大至0.5 mol·L-1,吸附量逐步降低。