炭化水竹吸附废水中Cu2+的性能

以炭化处理后的水竹为吸附剂,研究了竹炭对水中Cu2+的吸附性能。探讨了溶液pH值、吸附剂用量、初始Cu2+浓度、温度、接触时间对吸附过程的影响,并对其吸附热力学和动力学进行了数值拟合。结果表明,在溶液pH值为5,竹炭用量6 g/L,初始Cu2+浓度120 mg/L时,吸附基本达到饱和,饱和吸附量为6.24 mg/g;在温度为20~35℃时,竹炭对Cu2+的去除率随温度升高而增加。采用Langmuir、Freundlich等温式对吸附平衡数据进行拟合,结果表明竹炭对Cu2+的吸附更符合Langmuir等温吸附模式,吸附反应过程遵循二级动力学模型。     

拉恩氏菌LRP3对Cu2+的吸附特征

研究拉恩氏菌LRP3(Rahnella sp.)对Cu²⁺的吸附性能及吸附产物的形态特征,结果表明：菌体细胞对Cu²⁺的吸附分为快速(0～3 min)、慢速(3～15 min)2阶段,在pH为5、Cu²⁺浓度为50 mg/L、吸附时间为15 min时的吸附率最高,达到了92.37%。菌株LRP3对Cu²⁺的吸附符合准二级动力学方程,等温吸附模型符合Langmuir模型。红外光谱分析表明：菌体细胞通过羟基、羧基、酰胺基和磷酸基等官能团与Cu²⁺结合。SEM分析表明：菌体细胞吸附Cu²⁺后聚集性好,细胞紧密堆积,表面呈现不规则球状。以上研究表明,菌株LRP3在Cu污染环境治理方面有重要的应用价值。     

沸石-纳米零价铁的制备及其对溶液中Cu2+的吸附研究

采用液相还原法制备沸石-纳米零价铁复合材料,并通过添加不同质量的沸石得到不同铁与沸石比例的沸石-纳米零价铁复合材料(Z-nZVI),考查了不同比例复合材料对Cu~(2+)的吸附效果,确定最佳铁与沸石比例为1∶6,并对该比例材料、纳米零价铁与沸石进行了性状表征(包括:TEM、XRD及BET)。该比例复合材料对Cu~(2+)的吸附动力学实验结果表明,其吸附平衡时间约为1 h;动力学方程拟合结果表明,该材料的动力学过程更符合准二级动力学方程,且平衡吸附量达到515.46 mg·g~(-1)Fe0;对等温吸附实验数据进行Langmuir和Freundlich拟合结果表明,Langmuir方程更适用于描述沸石-纳米零价铁对Cu~(2+)的吸附。比较而言,沸石-纳米零价铁(1∶6)对于Cu~(2+)的吸附效果要优于纳米零价铁并远高于沸石。三因素三水平正交试验(溶液温度:25、35、45℃;pH:3、4、5;ZnZVI添加量:0.1、0.14、0.21 g·40 m L~(-1))结果表明,铁沸石比为1∶6的沸石-纳米零价铁对Cu~(2+)的最优吸附条件为:温度45℃,pH 3,Z-nZVI添加量0.21 g·40 m L~(-1)。上述结果表明沸石-纳米零价铁可应用于水体中Cu~(2+)的去除。     

MnOx负载生物质炭对Cu2+、Zn2+的吸附机理研究

为研究MnO_x负载稻秆生物炭对水溶液中Cu~(2+)、Zn~(2+)的吸附机理,以水稻秸秆为原料制备生物炭(RBC),并用不同浓度KMnO_4溶液改性RBC制备MnO_x负载生物炭(MRBC),在此基础上研究50%MRBC对Cu~(2+)、Zn~(2+)吸附动力学、等温吸附-解吸、pH和投加量对其吸附的影响,结合扫描电镜、红外光谱表征分析吸附机理。结果表明:改性稻秆生物炭表面负载MnO_x,增大了吸附剂表面吸附位点,随KMnO4浓度升高能显著提高Cu~(2+)、Zn~(2+)吸附效果,50%MRBC对其吸附效果最佳;吸附动力学遵循准二级动力学模型,240 min基本达到吸附平衡;吸附等温线符合Langumir模型方程。50%MRBC吸附重金属的机理可能为:含氧官能团与重金属离子络合作用;金属离子与π电子发生阳离子-π作用;无机矿质元素(K、Ca、Mg等)与金属离子交换形成矿物晶体。     

响应面法优化羧甲基壳聚糖-膨润土复合吸附剂对Cu2+的吸附

用羧甲基壳聚糖-膨润土复合吸附剂吸附处理模拟含铜废水,在pH为6,吸附30 min达到吸附平衡,吸附容量为114.54 mg·g-1。通过三因素三水平中心组合试验设计及响应面分析法,对各因素的影响作用进行了分析,结果表明各因素对吸附容量影响的重要性依次为初始浓度﹥pH值﹥吸附时间。研究优化了复合吸附剂对铜离子吸附工艺参数,得出吸附最优条件:pH值为6.00,初始浓度为33.00 mg·L-1,吸附时间为25.00 min。在此条件下吸附容量为111.81 mg·g-1,与理论值较吻合。     

新疆棕漠土无机胶体对Cu2+的吸附特征研究

选用采自新疆阿克苏地区典型的棕漠土壤,用模拟吸附方法研究棕漠土无机胶体在不同阴阳离子作用下对Cu2 的吸附特征,得出:棕漠土无机胶体对铜的等温吸附曲线可以用Langmuir等温方程式拟合,解吸后,铜在胶体内的残余量与加入溶液的浓度呈很好的一次函数关系;随着加入支持电解质浓度的增加,胶体对铜的吸附量逐渐减少;不同电解质溶液对土壤无机胶体吸附铜的影响不一样,在Cl-存在下,对铜竞争吸附的影响K >NH4 >Na ;当支持电解质阳离子浓度相同时,阴离子对胶体吸附铜的影响都为SO42->Cl-     

氧化腐殖酸对Ni2+、Cu2+、Zn2+的吸附性能

主要采用吸附法,用氧化腐殖酸作为吸附剂处理重金属。氧化腐殖酸结构中含有羧基、羟基、羰基、甲氧基等活性官能团,能与金属离子进行交换、吸附、络合、螯合等。本试验用含重金属离子Ni2+、Cu2+、Zn2+的标准溶液进行试验,分别进行腐殖酸吸附Ni2+、Cu2+、Zn2+时pH值、反应时间、初始浓度、反应温度对吸附性能的影响的研究。     

木薯渣基生物质炭对水中Cd2+ Cu2+的吸附行为研究

以木薯渣为原料,制备不同温度(350、450、550℃)的生物质炭(BC350、BC450、BC550),对其性质进行表征,探究吸附时间、溶液初始浓度、温度、p H对生物质炭吸附Cd~(2+)、Cu~(2+)作用的影响。结果表明:生物质炭对Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附平衡时间随着生物质炭热解温度的升高而缩短,伪二级动力学模型能较好地描述吸附动力学特性(R20.983)。吸附等温线符合Freundlich模型和Langmuir模型,但Freundlich模型拟合的线性更好,R2分别在0.951~0.998和0.992~0.998之间,说明生物质炭对Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附为多层吸附。lg KF值表示吸附能力,随生物质炭热解温度的升高而增大,说明BC550吸附效果最好,对Cd~(2+)、Cu~(2+)的最大吸附量分别为15.55和5.44 mg·g-1。生物质炭对Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附具有自发的特性,吸附量随p H的增加先增加后下降,最适p H分别为5.5和6.5。     

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。     

响应面优化玉米芯对Cu2+的吸附

以农业废弃物玉米芯作为吸附剂,研究其对水产养殖废水中重金属铜的吸附效果。通过单因素实验研究了pH、水温及废水初始Cu~(2+)质量浓度对铜离子去除率的影响。在此基础上对上述3种因素采用Box-Behnken响应面优化设计和实验,以期获得最佳去除条件。单因素实验结果表明,3个因素均对玉米芯去除Cu~(2+)产生较大影响,影响主次顺序:初始Cu~(2+)质量浓度温度pH。响应面设计分析得到玉米芯吸附养殖废水中铜离子的最佳条件为pH=7、温度18.8℃、初始质量浓度0.4 mg/L,在此条件下铜离子去除率为86.65%,接近于理论值(88.11%)。回归模型的P0.000 1,失拟项的P为0.583 8,说明回归方程极显著,可用以分析玉米芯吸附养殖废水中的铜离子。     

土壤中铜与阿特拉津交互作用下的吸附行为研究

农业土壤中重金属-有机农药复合污染普遍存在,以常见的重金属污染元素铜和具有代表性的三嗪类除草剂阿特拉津(AT)为目标物,通过批量平衡吸附实验考查了两者共存时的吸附等温线变化,并对交互作用下离子强度、有机质含量和p H值等因素对两者吸附过程的影响进行了研究,以期揭示铜与阿特拉津吸附过程的交互作用规律以及土壤环境因子对吸附交互作用的影响。结果表明:在土壤-水体系中,AT和Cu2+的吸附行为发生了交互影响,Cu2+的存在减小了土壤中AT的吸附;低浓度的AT明显抑制了Cu2+的吸附,而在较高浓度时(≥5 mg·L-1),抑制作用随AT浓度增加而减弱。交互作用下,有机质含量的影响与单一吸附情况相同,有机质含量减少,两者的吸附量皆下降;离子强度和p H值的影响与单一污染相比有所变化,两者的吸附量皆随离子强度增加而减少,其中AT的变化趋势与单独存在时相反;实验范围内,酸性条件对土壤吸附铜的抑制作用变得不再明显。     

不同作物秸秆生物炭对溶液中Pb2+、Cd2+的吸附

为研究秸秆生物质炭的性质特征对其吸附重金属的影响,在限氧条件下将粉碎的小麦、水稻、玉米秸秆于450℃热裂解制备三种秸秆炭。研究了三种秸秆炭对溶液中Pb²⁺、Cd²⁺的吸附特性,并对其性质特征进行了测定分析。结果表明:三种秸秆炭对Pb²⁺、Cd²⁺的吸附符合准二级动力学模型,小麦、水稻、玉米三种秸秆炭对Pb²⁺的吸附速率分别为0.044、0.019、0.012 mg·g^-1·h^-1,对Cd²⁺的吸附速率分别为0.195、0.164、0.070 mg·g^-1·h^-1.三者对不同浓度下Pb²⁺、Cd²⁺的吸附符合Langmuir等温吸附模型,小麦、水稻、玉米三种秸秆炭对Pb²⁺的吸附容量分别为99.65、110.31、88.82 mg·g^-1,对Cd²⁺的吸附容量分别为30.64、29.39、21.47 mg·g^-1;在溶液pH 2.5~3.5时,三者对溶液中Pb²⁺、Cd²⁺的去除率急剧增加。小麦和水稻秸秆炭含有较高的碳酸盐、磷酸盐等无机矿物组分以及相对较高的阳离子交换量,对溶液中的Pb²⁺、Cd²⁺的去除可能是由于化学沉淀作用较强烈,而玉米秸秆炭的有机碳及官能团含量较高,孔隙结构较好,比表面积大,可能主要通过表面吸附及官能团的络合作用去除溶液中Pb²⁺、Cd²⁺.     

Cu2+胁迫对克氏原螯虾(Procambarus clarkii)酚氧化酶原激活系统活性的影响

重金属铜是养殖水体的主要污染物,严重影响甲壳动物的免疫机能。以淡水克氏原螯虾(Procambarus clarkii)为实验对象,以亚致死浓度(1.0、3.0、5.0、10.0 mg·L~(-1),96-h LC50=22.14 mg·L~(-1))的Cu~(2+)为胁迫因子,采用静态水质接触染毒法,通过分析血细胞内酚氧化酶原(pro PO)、丝氨酸蛋白酶(SP)以及血淋巴中酚氧化酶(PO)、血蓝蛋白(Hc)和血细胞数(THC)的水平,探讨了Cu~(2+)胁迫对酚氧化酶原激活系统(pro PO-AS)活性的影响。结果表明,与未染毒的对照组相比,Cu~(2+)显著抑制proPO、PO的活性以及THC、Hc的含量(P0.05);但仅在10.0 mg·L~(-1)Cu~(2+)浓度下,SP的活性显著降低(P0.05)。研究结果提示,水体Cu~(2+)对螯虾具有免疫毒性效应,氧化应激导致的血细胞数、血蓝蛋白含量、丝氨酸蛋白酶活性抑制可能是影响pro PO-AS活性的主要机制之一。     

低分子量有机酸对茶园土壤团聚体吸附Cu2+的影响

为探讨低分子量有机酸对茶园土壤团聚体吸附Cu~(2+)的影响,探明蒙山茶园土壤中铜的环境化学行为,以蒙山茶园土壤为对象,通过超声波分散法、沉降-虹吸法等提取土壤团聚体,采用批实验法研究了低分子量有机酸(柠檬酸、苹果酸、草酸)对土壤团聚体吸附Cu~(2+)的影响。结果表明:茶园土壤原土及各粒径土壤团聚体对Cu~(2+)的吸附量均随着Cu~(2+)浓度的增加而增加,而随低分子量有机酸加入浓度的增加呈现先增加后降低的趋势,受到土壤团聚体比表面积、游离氧化铁、阳离子交换量以及有机质等的影响,吸附量大小顺序为(0.002 mm)粒径组0.053~0.002 mm粒径组原土2~0.25 mm粒径组0.25~0.053 mm粒径组;应用Langmuir、Freundlich、Temkin三种方程对其等温吸附过程的拟合均达到了显著水平(P0.05),其中Langmuir方程的拟合效果最佳;低分子量有机酸对土壤吸附Cu~(2+)的影响先表现为促进作用,随着加入量的增加转为抑制作用,柠檬酸、苹果酸浓度在0~1 mmol·L~(-1),草酸浓度在0~0.1 mmol·L~(-1)能促进土壤团聚体对Cu~(2+)的吸附,而柠檬酸、苹果酸浓度1 mmol·L~(-1),草酸浓度0.1 mmol·L~(-1)时却抑制其吸附,柠檬酸、苹果酸为0.5 mmol·L~(-1)时吸附量达到最大。综上可知,低分子量有机酸对土壤团聚体吸附Cu~(2+)的影响受有机酸种类、浓度及土壤团聚体大小的综合作用。     

菌粉、两性黏土复合活性硅酸钙对Cu2+的吸附和阻滞效应

为了探究菌粉、BS黏土复合硅酸钙材料对Cu~(2+)的吸附特征及阻滞效果,分别将啤酒酵母菌粉和100%CEC的BS-12(十二烷基二甲基甜菜碱)修饰膨润土以质量比10%、25%和50%与硅酸钙(CK)组配,形成J-Ca(菌粉+硅酸钙)和BS-Ca(BS黏土+硅酸钙)两类复合材料。批处理法研究不同pH值和温度条件下复合材料对Cu~(2+)的等温吸附特征,并采用运移模型验证两类复合材料对Cu~(2+)的阻滞效应。结果表明,随着菌粉添加比例的增加,J-Ca材料对Cu~(2+)的吸附能力逐渐降低,而BS-Ca材料对Cu~(2+)的吸附量随BS黏土添加比例的增加而增大;相同菌粉和BS黏土添加比例下,复合吸附剂对Cu~(2+)的吸附量表现为BS-CaCKJ-Ca。两类复合材料对Cu~(2+)的吸附是一个自发、吸热(50%BS-Ca除外)和熵增的反应过程。10~30℃范围内,温度对CK和10%J-Ca吸附Cu~(2+)的影响不大,而25%J-Ca和50%J-Ca对Cu~(2+)的吸附量在不同温度处理下差异显著;当BS黏土添加比例达到50%时,BS-Ca吸附Cu~(2+)的温度效应开始从增温正效应向增温负效应转变。随着溶液pH值的升高,两类材料对Cu~(2+)的吸附量均有不同程度的增加。饱和水土柱运移试验中Cu~(2+)穿透的体积数表现为25%J-CaCK25%BS-Ca,出流浓度峰值表现为25%J-CaCK25%BS-Ca;CK、25%J-Ca和25%BS-Ca对Cu~(2+)的吸附率均达到了95%以上,且阻滞因子显示出25%BS-CaCK25%J-Ca。     

不同复配修饰两性麦饭石对紫色土吸附Cu2+的影响

为了探索添加不同复配修饰两性黏土对紫色土吸附Cu~(2+)的影响,分别采用50%和100%CEC的阴离子型聚丙烯酰胺(APAM,简写为PA)、柠檬酸(CA)、乙二胺四乙酸(EDTA,简写为ED)和十二烷基磺酸钠(SDS,简写为SD)对50%CEC十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12或BS)修饰麦饭石进行复配修饰,并将复配修饰后的麦饭石以1%的质量比加入到紫色土(PS)中,形成PS50BS+PA(PS中添加1%的50%BS+PA修饰麦饭石,下同)、PS50BS+CA、PS50BS+ED、PS50BS+SD四类混合土样。批处理法研究各混合土样对Cu~(2+)的等温吸附和热力学特征,并对比不同pH值、温度和离子强度对Cu~(2+)吸附的影响。结果表明:不同混合土样对Cu~(2+)吸附等温线均呈"L"型且符合Langmuir模型。各混合土样对Cu~(2+)的最大吸附量qm在94.90～144.80 mmol·kg-1之间,表现为PS50BS+PA PS50BS+CAPS50BS+SD PS50BS+ED PSBS PS的趋势,且相同复配修饰模式下Cu~(2+)吸附量在100%复配修饰比例更佳。20～40℃范围内,除PS50BS+PA和PS50BS+SD以外,供试土样对Cu~(2+)的吸附量均随温度的升高而升高,增加幅度为8.29%～15.99%。pH值3～5范围内,各混合土样对Cu~(2+)的吸附量均随着pH值的升高而升高。各混合土样(除PS50BS)对Cu~(2+)的吸附量均随着离子强度的增加而降低,以0.01 mol·L~(-1)最佳。混合土样对Cu~(2+)的吸附为自发和熵增的过程,且除PSBS+PA和PS50BS+SD外的土样对Cu~(2+)的吸附为吸热反应。     

氧氟沙星与Cu2+复合物对非洲绿猴肾细胞(Vero)的毒性效应

抗生素氧氟沙星(Ofloxacin,OFL)与重金属铜离子(Cu~(2+))复合污染对离体培养的非洲绿猴肾细胞(Vero)的生长抑制作用及毒性效应,是值得关注的热点问题。通过模拟试验,研究了抗生素OFL与Cu~(2+)及其复合物对非洲绿猴肾活体细胞(Vero)的毒性效应。在正常体细胞环境下培养非洲绿猴肾细胞(Vero)3 d,加入OFL浓度为0.63、1.25、2.5、5、10 mg·L~(-1),加入Cu~(2+)浓度为2.75、6.88mg·L~(-1),反应24 h,并通过MTT法检测OFL与Cu~(2+)及其复合物对非洲绿猴肾细胞生长的抑制率。结果表明:OFL与Cu~(2+)及其复合物会导致细胞形态变化,细胞破碎,贴壁率降低。随着Cu~(2+)浓度增加,Vero细胞生长抑制率逐渐上升;OFL对Vero细胞生长有显著的影响。在2.75 mg·L~(-1)Cu~(2+)浓度时,OFL与Cu~(2+)的复合物对细胞的抑制率在30%到36%之间;当OFL浓度为2.5、5、10 mg·L~(-1)时,OFL与Cu~(2+)的复合物对细胞的抑制率与OFL、Cu~(2+)单一抑制率之和有显著差异,但随OFL浓度的变化没有显著差异;在6.88 mg·L~(-1)Cu~(2+)浓度处理时,OFL浓度为1.25、2.5 mg·L~(-1)时,OFL与Cu~(2+)复合物对细胞抑制率的实测值与OFL、Cu~(2+)单一抑制率之和之间没有显著差异;而当OFL浓度为0.63、5、10 mg·L~(-1)时,OFL与Cu~(2+)的复合物对细胞抑制率的实测值显著低于OFL、Cu~(2+)单一抑制率之和;OFL与Cu~(2+)的复合物对细胞的抑制率随着OFL浓度的增加而增加。OFL与Cu~(2+)的复合物会对Vero细胞产生毒性效应,并表现为抑制细胞生长,对细胞产生了复合污染;OFL与Cu~(2+)的复合物对细胞生长的抑制率小于OFL与Cu~(2+)单一对细胞生长抑制率之和,OFL与Cu~(2+)对细胞生长的毒性具有拮抗作用。     

Ca2+对Cd2+胁迫下板蓝根种子萌发及幼苗抗氧化酶活性的影响

研究了Cd²⁺（10 mg·L^-1、30 mg·L^-1）胁迫下不同浓度Ca²⁺（0、80、160、320 mg·L^-1）对板蓝根种子萌发、幼苗抗氧化酶系统及蛋白质含量的影响。结果表明：低浓度Ca²⁺（80、160 mg·L^-1）可缓解Cd²⁺毒害,显著提高板蓝根种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数,促进蛋白质含量的增加,提高SOD、POD、CAT活性,且160　mg·L^-1 Ca²⁺缓解效果最好,缓解能力随Cd²⁺浓度的升高有所下降;高浓度Ca²⁺（320 mg·L^-1）与Cd²⁺作用,反而抑制了板蓝根种子的萌发,幼苗的POD、SOD、CAT活性及蛋白质含量下降。低浓度Ca²⁺可以显著提高板蓝根的抗性,对Cd²⁺毒害起缓解作用,高浓度的Ca²⁺与Cd²⁺对板蓝根种子起协同毒害作用。