钝化剂对重金属的吸附及其吸附机理的研究

试验探讨了静态条件下沸石和草炭对重金属离子的吸附特性和吸附热力学性质。结果表明,重金属钝化剂沸石和草炭中加入重金属溶液(Cu2+、Mn2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+)的浓度越大,钝化剂对重金属离子的吸附量越多;不同钝化剂对重金属离子的吸附能力略有不同,草炭>沸石;草炭对重金属的吸附亲和力顺序为Zn2+>Mn2+>Cu2+>Cd2+>Pb2+;沸石的为Zn2+>Cu2+>Mn2+>Cd2+>Pb2+;两种钝化剂对重金属的吸附等温线与Freundlich和Temkin方程均有较好的拟合性,Langmuir方程不适宜描述两种钝化剂对重金属的等温吸附过程,其等温线符合Freundlich吸附等温模型。     

外源重金属离子在黄河沉积物中的竞争吸附

以黄河包头段上游清洁河段的沉积物为吸附剂,采用吸附竞争系数对Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+等4种外源重金属离子在黄河沉积物中的竞争吸附进行了探讨。结果表明,当外源重金属离子浓度或体系的离子强度增加时,Pb2+、Cu2+的吸附竞争系数增大,Zn2+、Cd2+的吸附竞争系数减小;不同离子间的竞争吸附有显著的拮抗或协同效应,且此效应的显著程度随体系中离子总量的增加而减弱;黄河沉积物对4种重金属离子的吸附能力排序为:Pb2+≥Cu2+>Zn2+≈Cd2+;温度对外源重金属离子间竞争吸附的影响较为复杂。     

糠醛渣木质素接枝聚丙烯酸水凝胶对Pb2+、Cu2+、Cd2+吸附性能研究

以糠醛渣木质素和丙烯酸为原料,制备了可有效去除水中Pb2+、Cu2+和Cd2+离子的糠醛渣木质素-g-聚丙烯酸水凝胶(FRL-g-PAA水凝胶);研究了pH值、温度和离子强度对FRL-g-PAA水凝胶吸附Pb2+、Cu2+、Cd2+性能的影响;分析了FRL-g-PAA水凝胶对Pb2+、Cu2+和Cd2+的吸附动力学、吸附等温线及吸附热力学的相关数据;采用XPS谱图进一步分析了FRL-g-PAA水凝胶对重金属离子的吸附机制。结果表明:在PAA水凝胶结构中引入糠醛渣木质素提高了水凝胶对重金属离子的平衡吸附容量,吸附体系pH值为5,降低温度有利于FRL-g-PAA水凝胶对Pb2+、Cu2+、Cd2+重金属离子的快速、高效吸附;在K+的干扰下,FRL-g-PAA水凝胶对重金属离子的平衡吸附量顺序是Pb2+>Cu2+>Cd2+;FRL-g-PAA水凝胶和PAA水凝胶吸附Pb2+、Cu2+、Cd2+均遵循准二级动力学方程和弗兰德里希模型的自发放热反应;XPS谱图证明了FRL-g-PAA水凝胶的羟基和羧基与重金属离子之间存在络合作用,FRL-g-PAA水凝胶对Pb2+、Cu2+、Cd2+吸附过程兼具物理吸附和化学吸附的特点。      

富啡酸对潮褐土吸附重金属离子的影响

采用平衡吸附法,研究了不同浓度的富啡酸(FA)对土壤吸附重金属离子(Cu2 、Cd2 、Pb2 )的影响。结果表明,潮褐土对富啡酸的吸附作用很强;潮褐土对富啡酸的吸附随pH的升高先缓慢增大后迅速下降;潮褐土对重金属离子的吸附随pH的升高而增大,且在低pH值下,富啡酸促进潮褐土对Cu2 、Cd2 、Pb2 的吸附和Pb2 的次级吸附,抑制对Cu2 、Cd2 的次级吸附;在高pH值下,富啡酸抑制土壤对Cu2 的吸附和次级吸附,而促进Cd2 和Pb2 的吸附和次级吸附;在富啡酸浓度相同的条件下,潮褐土对重金属离子的吸附能力为:Pb2 >Cu2 >Cd2 。     

聚丙稀酰胺高吸附树脂与重金属离子的相互作用

为探究高吸附树脂对重金属离子的吸附能力,用聚丙烯酰胺高吸附树脂对Cu(NO3)2、Pb(NO3)2标准溶液进行吸附,研究高吸附树脂与Cu2+、Pb2+的相互作用关系。结果表明:高吸附树脂吸水倍率随Cu2+、Pb2+浓度增大而显著减小,两者之间存在显著幂函数关系。离子吸附量随Cu2+、Pb2+浓度增大而显著增大,吸附平衡时Cu2+、Pb2+的最大吸附量分别为131.72、242.68 mg/g,高吸附树脂吸附过程符合Freundlich等温吸附方程。高吸附树脂对Cu2+、Pb2+的吸附量随时间增加而增大,吸附速率逐渐减小,吸附动力学可用准二级动力学方程描述。相同质量浓度下,高吸附树脂对Pb2+的吸附量和吸附速率均大于Cu2+。吸水凝胶在去离子水中和硝酸溶液中解吸很快,大约1 h后达到平衡,高吸附树脂在去离子水中解吸率不高,但在1 mol/L HNO3溶液中Cu2+、Pb2+解吸率均大于85%。高吸附树脂3次重复吸附后,Cu2+、Pb2+平衡吸附量分别为第1次吸附量的75.36%和78.12%,重复吸附性能良好。研究结果可为高吸附树脂应用于含有重金属的污水处理和土壤修复提供参考。      

耐铅锌离子微生物的筛选及其吸附特性

为获得去除铅、锌污染的高效菌株,采用浓度梯度筛选法,从受铅锌冶炼污染土壤中分离筛选耐铅锌离子微生物,并研究其对Pb2+和Zn2+离子的吸附特性。结果表明:筛选的菌株(编号0a)在试验条件范围内吸附基本符合Langmuir单分子层吸附行为,重金属离子浓度为300mg/L时0a菌对Zn2+、Pb2+离子最大吸附量分别达23.6mg/g和31.7mg/g;pH为3～6时对Zn2+、Pb2+的去除率较高,pH值为7.5时分别对Zn2+、Pb2+的吸附量最高,为30.96mg/g和23.5mg/g;吸附率与吸附时间符合吸附+细胞膜传输模型。初步鉴定该菌株为绿色木霉(Trichoderma viride)。     

天然蛭石和沸石吸附铜和锌的特性研究

采用等温吸附方法,研究了天然蛭石和天然沸石对Cu2 和Zn2 两种重金属离子的吸附特性,结果表明这两种矿物对Cu2 和Zn2 有较好的吸附作用。天然蛭石和沸石对Cu2 和Zn2 的吸附量随培养时间的增加而增大。在本试验条件下,当培养时间达到120min时,天然蛭石对Cu2 和Zn2 的吸附量分别达到3945.9 mg.kg-1和3498.3mg.kg-1;天然沸石的吸附量分别达到3641.8mg.kg-1和2865.3mg.kg-1。pH值和重金属初始浓度是影响吸附量的重要因素,两种矿物对Cu2 和Zn2 的吸附量具有随pH值增高而增大的趋势,且随着初始浓度的增加而增大。蛭石和沸石对Cu2 和Zn2 的吸附等温线符合Langmuir方程,天然蛭石对Cu2 和Zn2 的饱和吸附量分别为8795.1mg.kg-1和7657.0 mg.kg-1,沸石对Cu2 和Zn2 的饱和吸附量为7117.4mg.kg-1和6988.1mg.kg-1,天然蛭石对两种重金属的吸附能力要强于天然沸石。     

Cu~(2+)和Cd~(2+)对活性污泥吸附Pb~(2+)的竞争吸附影响效果研究

[目的]通过批量吸附试验,研究Cu2+和Cd2+对活性污泥吸附Pb2+的竞争吸附影响效果。[方法]在单金属、双金属和三金属体系中,不同的pH和不同的初始浓度条件下,对比了活性污泥对Pb2+的生物吸附性能。[结果]吸附时间、pH和初始重金属离子浓度对活性污泥吸附Pb2+具有显著影响。分别采用Langmuir和Freundlich吸附模型,拟合了单金属Pb2+的吸附曲线,其中,Langmuir吸附模型可较好地表征污泥对Pb2+的吸附特性。在单一金属吸附情况下,活性污泥对Pb2+的最大比吸附量(Qe)为186.81 mg/g。在双金属吸附体系中,当添加30 mg/L Cu2+时,Qe减少为138.94 mg/g,相反,当添加30 mg/L Cd2+时,Qe上升为214.58 mg/g。在偏好吸附试验中,在初始吸附量基本相同的情况下,加入第二种金属后,Pb2+的解吸附量为0.089 mmol/L,而Cu2+的解吸附量为0.300 mmol/L。[结论]在多金属吸附体系中,低浓度Cd2+对污泥吸附Pb2+有促进作用,但高浓度会抑制吸附过程;Cu2+不论低浓度还是高浓度,都对污泥吸附Pb2+有抑制作用,且抑制作用大于Cd2+。相对于Cu2+,活性污泥对Pb2+有更好和更稳定的吸附能力。     

添加钠基蒙脱石对重金属污染红壤的影响

[目的]研究添加钠基蒙脱石对重金属污染红壤中Cu、Zn、Pb和Cd的改良效应。[方法]以采自江西贵溪铜尾矿污染红壤为样品,通过室内恒温培养试验,设5个处理(添加钠基蒙脱石0、1%、2%、4%、8%),测定处理后各样品的土壤有效态重金属含量、水浸提液的Na+、电导率及pH值,分析它们之间相关性。[结果]添加4%和8%的钠基蒙脱石能显著降低重金属污染红壤中有效态Cu、Zn、Pb和Cd的含量,与对照相比,分别降低33.8%和40.2%、33.2%和37.2%、28.4%和32.7%、35.7%和34.5%;随钠基蒙脱石添加量的增加,土壤水浸提液的Na+和电导率以及土壤的pH值逐渐升高。[结论]钝化机理分析表明,重金属污染土壤添加钠基蒙脱石使土壤的pH值升高,增加土壤的吸附性能,使重金属离子与钠基蒙脱石中的Na+发生了置换反应。     

曝气池活性污泥胞外聚合物对pb2+、Zn2+、Cu2+的吸附研究

[目的]研究曝气池活性污泥胞外聚合物对Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋的吸附能力。[方法]以曝气池活性污泥提取的胞外聚合物（EPS）作为吸附剂,研究了吸附时间、pH、EPS投加量、不同初始金属浓度以及Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋3种金属离子共存等因素对其吸附Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋的规律。[结果]吸附时间对EPS吸附Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋的影响均为随着时间的延长,去除率不断增加,分别在30、60和20 min处达到吸附平衡。pH对其的影响均表现为在酸性条件下随着pH的上升,去除率先上升后又下降,当pH=6时,去除率均达最大,分别为52.17%、39.83%和65.45%,之后去除率均随pH的升高先下降后上升。随着EPS投加量增加,Pb2＋的去除率先增大后降低,其吸附量呈逐渐下降的趋势;Zn2＋的去除率和吸附量均逐渐减少,而Cu2＋的去除率和吸附量均逐渐增加。随着初始金属离子浓度的增加,EPS对Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋的吸附量均逐渐增加,而去除率均逐渐减小。3种金属离子共存时,EPS对Pb2＋的去除率随着EPS投加量的增加先增加后降低,Zn2＋的去除率是逐渐降低的,Cu2＋的去除率先降低后上升,当EPS投加量〉17 ml后,Cu2＋的去除率远远高于Pb2＋和Zn2＋。[结论]该研究为含重金属废水处理提供理论依据。     

沸石对几种重金属离子的吸附解吸特性研究

通过室内间歇震荡平衡法研究了天然沸石对重金属离子Cd2＋、 Zn2＋、 Cu2＋、 Pb2＋的吸附及解吸特性.研究结果表明：沸石对4种重金属离子Cd2＋、 Zn2＋、 Cu2＋、 Pb2＋的等温吸附曲线均符合Langmuir方程、 Freundlich方程和Temkin方程,其中Freundlich方程的拟合性最好,相关系数在0.981~0.994之间.沸石对4种重金属离子的吸附量,其大小顺序依次为Pb2＋〉Cu2＋〉Zn2＋〉Cd2＋.沸石对4种重金属离子的解吸率,其大小顺序依次为Cd2＋〉Zn2＋〉Cu2＋〉Pb2＋.     

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。     

铅和铜在棕壤上共吸附的试验研究

研究了单一和二元的重金属体系中棕壤吸附Cu2+和Pb2+的热力学特征。结果表明,Freundlich吸附等温线可以很好地描述两种体系中土壤吸附重金属的热力学过程,棕壤吸附2种重金属离子的能力顺序为Cu2+>Pb2+。在相同的条件下,与单一体系相比,二元体系中Cu2+和Pb2+吸附量明显下降。土壤对Cu2+和Pb2+的吸附表现为共吸附现象。     

温度对生物炭吸附重金属特性的影响研究

为探究温度条件对生物炭吸附重金属离子特性的影响,采用吸附试验研究25、45和65 ℃ 3种温度条件下生物炭对单一重金属离子溶液和多种重金属离子混合溶液的吸附能力变化.结果表明:生物炭对4种重金属的吸附均可采用Langmuir和Freundlich方程进行描述;温度是影响生物炭吸附重金属的重要因素,生物炭对Cu的吸附能力...     

蓖麻秸秆对铅、汞、镍和镉的吸附特征

以蓖麻秸秆粉末为吸附剂,采用批量平衡法,研究固液比、pH、重金属离子初始质量浓度对蓖麻秸秆粉末吸附Pb,Hg,Cd和Ni离子的影响,探讨蓖麻秸秆粉末对4种重金属离子的等温吸附和吸附动力学特征。结果表明:Langmuir、Freundlich和Temkin模型能更好地描述蓖麻秸秆粉末对Pb的吸附,Langmuir和Temkin模型能更好地描述蓖麻秸秆粉末对Hg和Cd的吸附,Langmuir模型能更好地描述蓖麻秸秆粉末对Ni的吸附;蓖麻秸秆粉末对4种重金属离子的最大吸附量分别是209.60、129.41、62.78和25.86mg/g;准一级动力学、准二级动力学和叶洛维奇方程能很好地描述蓖麻秸秆粉末对Pb,Hg,Cd和Ni离子的吸附过程。蓖麻秸秆粉末可用于处理多种重金属离子污染的废水。     

合成沸石对重金属离子Ni~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附性能

利用合成沸石吸附混合重金属Ni~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+),考察吸附剂量、初始pH、反应时间对其竞争吸附效果的影响,探讨沸石吸附等温线和吸附动力学。结果表明,吸附剂量、初始pH、反应时间对沸石吸附Ni~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附效果影响较大。随着沸石投加量增大,其对Ni~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附去除率逐渐上升,而单位质量吸附剂对3种重金属饱和吸附量呈下降趋势。沸石对3种重金属离子的竞争吸附去除顺序为PbCuNi。初始pH为强酸性环境不利于Ni~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)吸附,其吸附去除率均低于20%;不同初始pH,沸石对Pb~(2+)吸附效果最好。随着反应时间延长,沸石对Ni~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)吸附去除率逐步提高;不同反应时间下,沸石对3种重金属的吸附去除顺序不变。沸石吸附Ni~(2+)与Cu~(2+)的过程符合Freundlich吸附等温式,对Pb~(2+)的吸附过程符合Langmuir吸附等温式。准二级吸附动力学方程能够描述沸石对Ni~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附行为。     

盐分胁迫下番茄盐分离子和重金属的分布特征

采用盆栽试验方法研究了不同盐分含量处理下番茄不同器官盐分离子(Na+、K+、Ca2+)和重金属离子(Cd2+、Pb2+、Cr2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+)的分布特征,探讨盐分离子对番茄不同器官吸收重金属离子的影响机制,为重金属污染盐渍土壤的农业可利用性评价提供科学依据。结果表明,番茄根、茎、叶和果实Na+含量均随盐分含量增加而增加;番茄根K+含量随盐分含量增加小幅上升,茎K+含量则显著下降,叶K+含量无显著变化;番茄各器官Ca2+含量随盐分含量增加无明显变化。番茄根Cd、Pb、Cr、Zn和Cu含量以及番茄茎、叶Cd含量均随盐分含量增加而增加;番茄根Ni含量、番茄茎叶Pb、Cr、Ni、Zn和Cu含量以及番茄果实各重金属含量受盐分含量变化影响不大。因此,土壤盐分含量的增加对番茄根部吸收重金属(Ni除外)有促进作用。     

紫色土中Cu~(2+)、Zn~(2+)吸附特征研究

[目的]了解紫色土对铜、锌的吸附特点。[方法]采用振荡平衡的方法研究了铜、锌在酸性、中性和石灰性3种紫色土中的吸附特征,并同时比较了不同环境条件对2种离子在3种紫色土中的吸附影响。[结果]研究得出,一定pH值条件下,在同种土壤上的吸附能力大小依次是Cu2+>Zn2+;3种紫色土在一定pH值条件下对同种重金属离子的吸附强度依次是石灰性紫色土>中性紫色土>酸性紫色土,与其表面电荷密度的大小相一致;Cu2+在3种紫色土表面以电性吸附和专性吸附的方式共存,其专性吸附的比例分别约为石灰性紫色土40%、中性紫色土25%、酸性紫色土20%;而Zn2+在土壤表面上绝大多数发生电性吸附。[结论]这2种重金属在紫色土中的吸附特征对库区土壤重金属污染评价有重要意义。