胞外聚合物对Pb2+和Cd2+吸附行为研究

利用改良离心法从好氧颗粒污泥中提取胞外聚合物(EPS),并研究其对重金属废水中Pb2+和Cd2+的吸附行为。结果表明,EPS对Pb2+和Cd2+具有很强的吸附能力,吸附行为符合Langmuir等温式,拟合得到的最大吸附量分别可达534.76和478.47 mg/g。Pb2+和Cd2+在EPS上存在竞争吸附,EPS对Pb2+的吸附选择性更强。Cd2+对EPS吸附Pb2+有一定的抑制作用,但Pb2+的存在对EPS吸附Cd2+具有显著的抑制作用。傅立叶红外光谱(FT-IR)和三维荧光光谱(EEM)测定表明,实验提取的EPS含有大量疏水和亲水性基团,因此可通过络合作用、离子交换、螯合等多种作用与重金属发生强结合。对重金属起主要吸附作用的是存在于EPS蛋白质组分中的—COOH,—NH2,—CH2—,—OH及—C=O官能团。研究表明,EPS吸附Pb2+的主要机理为离子交换和络合作用,而对Cd2+的吸附则主要通过络合作用完成。     

四种原料热解产生的生物炭对Pb2+和Cd2+的吸附特性研究

以木屑、米糠、稻杆、玉米秸杆为原料, 在300, 400, 500, 600和700℃下, 氮气保护的无氧气氛中热解制成生物炭, 探讨不同类型生物炭对水溶液中重金属Pb²⁺和Cd²⁺的吸附效果。研究发现, 对于4种生物质原料而言, 在700℃下制备的生物炭对水溶液中Pb²⁺和Cd²⁺的吸附效果均优于其他制备温度下获得的生物炭, 其中稻杆生物炭(700℃)吸附容量最高, 对Pb²⁺和Cd²⁺分别为126.58和60.61 mg/g。利用X射线荧光光谱、环境扫描电子显微镜、气体吸附仪等方法, 分析700℃下制取的4种生物炭的矿物相元素组成、表面形貌及其比表面积。采用X射线衍射法分析4种生物炭样品在吸附重金属后的矿物相特性, 分析其重金属吸附机理。结果表明, 4种生物炭对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附均满足Langmuir等温吸附模型, 同时XRD分析显示Pb²⁺和Cd²⁺在生物炭表面以碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐和亚硫酸盐形式存在。     

固定化细菌对Pb2+和Cd2+吸附的热力学和动力学研究

将天然水体中吸附Pb2+和Cd2+的优势菌种固定化后进行吸附规律 研究. 结果发现, 固定化细菌对重金属吸附的动力学过程包括快速阶段和慢速阶段, 其中 慢 速阶段符合二级吸附速率方程. Elovich模型和双常数速率模型不能描述固定化细菌对Pb 2+吸附的动 力学过程, 但能很好描述固定化细菌对Cd2+吸附的动力学过程. 固定化细菌对重金 属吸附热力学过程均可以用Henry模型描述, 且其对Pb2+的亲和力比对Cd2+的 亲和力强.     

水稻秸秆生物炭对水中Cd2+的吸附性能

以水稻秸秆为材料,在不同温度下缺氧焙烧制备生物炭.进行FT-IR分析和比表面积测定;利用生物炭对模拟镉污染废水进行吸附试验.结果显示:制备的生物炭含有较多的含氧官能团,且比表面积较大;焙烧温度越高、时间越长,制备的生物炭吸附性能越强,但产率较低.综合分析可知,600℃下焙烧1 h制备生物炭经济合算,吸附效果良好,比表面积可达177.1 m2/g,对废水中Cd2+的去除率接近90％.     

块状花生壳吸附Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的特性研究

研究块状花生壳对Cd2+和Pb2+的吸附特性.考察吸附剂投加量、溶液初始pH、吸附时间和溶液初始浓度等对吸附的影响,在此基础上拟合分析吸附动力学和吸附等温线.结果表明:吸附36h达到平衡,块状花生壳对Cd2+和Pb2+的吸附均符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型.在25℃,Cd2+和Pb2+的初始浓度为100mg/L时,块状花生壳对二者的吸附量分别可达到10.47mg/g和17.37mg/g.     

改性柿子粉吸附剂对Cd2+的吸附性能

以柿子粉为基体,经丙酮和硫酸缩合改性处理制备柿子生物吸附剂,并对柿子生物吸附剂和原始柿子粉进行红外光谱分析,考察柿子生物吸附剂吸附Cd2+的影响因素如初始pH、温度、时间等,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.研究结果表明:改性处理增加了对重金属离子有吸附作用的活性官能团数目并降低了柿子粉的水溶性;柿子生物吸附剂对Cd2+的吸附过程可以很好地用准二级动力学方程描述;吸附等温线均符合Langmuir和Freundlich方程;改性柿子生物吸附剂对Cd2+的最大吸附量为82.78 mg/g.     

KMnO4改性活性炭对Zn2+ 和Cd2+ 的吸附研究

研究了KMnO4改性的颗粒活性炭对Zn2+和Cd2+的吸附去除性能.考察了pH、吸附时间、投加量对Zn2+和Cd2+吸附率的影响,并研究了吸附等温线.结果表明:KMnO4改性活性炭对Zn2+和Cd2+且有强的吸附去除能力,随着pH的增大吸附率增大,对Zn2+的吸附能力高于Cd2+;在25℃及pH=7.0的条件下,Cd2+的吸附比Zn2+进行得快,吸附平衡时间分别为60和120min,吸附行为符合Langmuir吸附模型;在25℃及pH=7.0时,对Zn2+和Cd2+饱和吸附量分别为10.80和4.56mg/g,分别是未改性颗粒活性炭的1.2和1.4倍,升高温度可显著提高Zn2+和Cd2+的吸附量.     

响应面法优化铁锰改性生物炭对Cd2+的吸附

以香蕉秸秆生物炭为基底,采用浸渍改性的方法,制备了一种铁锰负载生物炭用以吸附Cd2+。通过响应面法对改性生物炭制备条件进行优化,在最优制备条件下,铁锰改性生物炭对Cd2+的预测吸附量为235.64 mg·g-1,实际吸附量为221.03 mg·g-1,相对偏差为6.2%。SEM-EDS、XRD、FTIR分析结果表明,改性后的生物炭表面成功负载铁锰元素,经分析对Cd2+的吸附机理为离子交换、官能团络合、矿物沉淀和阳离子-π作用。铁锰改性生物炭对Cd2+的吸附符合Langmuir模型和准二级动力学模型,说明吸附过程是单分子层吸附和化学吸附。     

咖啡渣对铅锌矿山酸性废水中Pb2+和Zn2+的吸附

以咖啡渣为原料,结合电子扫描显微镜、红外光谱分析仪和Zeta电位仪等研究吸附条件对吸附效果影响及吸附机理.结果表明:pH值为4、咖啡渣投加量为20g·L-1时,咖啡渣对Pb2+和Zn2+的吸附量最大,分别为5.49,12.38mg·g-1;吸附反应在4h后达到平衡,用拟二级动力学模型和Freundlich方程拟合效果较好;咖啡渣的电负性随pH值增加而增大,吸附Pb2+和Zn2+后表面变平整且出现白色颗粒;红外光谱图结果发现咖啡渣中参与吸附反应的基团主要有酰胺基、酯基、酮基.     

Cu2+、Pb2+在高岭土中的顺序竞争吸附动力学研究

本文以吸附动力学实验为基础,结合动力学模型对典型的重金属Cu2+ 、Pb2+在高岭土中的顺序竞争吸附动力学特性进行了深入的研究,重点考察了离子的初始浓度、两种重金属离子进入土壤的先后顺序及时间节点对吸附过程和结果的影响。结果表明：高岭土中存在两种类型的吸附位点;高岭土对同时竞争时两种重金属的吸附总量大于顺序竞争时的吸附总量,且进入高岭土的时间点对吸附结果也有很大的影响;此外伪一级动力学方程仅适用于反应的初始阶段,而伪二级动力学方程则可以较好的拟合整个竞争吸附过程。     

不同部位的蟹壳对Pb~(2+)和Cd~(2+)去除的比较研究

研究了梭子蟹(Portunus trituberculatus)蟹背壳与其他部位的蟹壳对水溶液中的Pb2+、Cd2+去除作用的差异,以及加入量、处理时间对其去除作用的影响.结果表明:蟹背壳对Pb2+的极限去除率可达89%,其他部位蟹壳则为74%;两种蟹壳对Cd2+的极限去除率均可达97%;在加入质量分数为0.02%、平衡10 min的条件下,蟹背壳对Cd2+的去除率约为63%,其他部位蟹壳则为90%.可见,不同部位的蟹壳在去除水溶液中的Pb2+、Cd2+特性方面存在明显差异.     

改性生物炭对镉离子吸附性能研究

以废弃松木屑为原料采用热分解法制备生物炭,并以氨气、硝酸、硫化钠和溴水4种化学试剂分别对其进行表面改性。采用BET、FTIR和Bohem滴定等技术对改性前后的生物炭进行表征,研究溶液pH值、初始溶液Cd2+浓度、吸附时间等因素对Cd2+吸附特性的影响,并探讨改性生物炭的吸附机理。结果表明,改性生物炭具有较大的比表面积、发达的孔结构和多种表面官能团;在一定范围内,随溶液pH值的增大、Cd2+浓度的升高、吸附时间的延长,改性生物炭对Cd2+的去除率逐渐提高,其中氨气改性生物炭对Cd2+的吸附效果最优,在溶液pH值为6、初始溶液Cd2+浓度为50mg/L、生物炭加入量为2g/L、吸附时间为6h时,氨气改性生物炭对Cd2+的吸附容量可达12.3mg/g;拟二级动力学方程和等温吸附模型均能较好地描述改性生物炭对Cd2+的吸附过程,其中氨气改性生物炭的Langmuir与Freundlich吸附常数最大。     

胞外聚合物对Pb2+和Cd2+吸附行为研究

利用改良离心法从好氧颗粒污泥中提取胞外聚合物(EPS), 并研究其对重金属废水中Pb²⁺和Cd²⁺的吸附行为。结果表明, EPS对Pb²⁺和Cd²⁺具有很强的吸附能力, 吸附行为符合Langmuir等温式, 拟合得到的最大吸附量分别可达534.76 和478.47 mg/g。Pb²⁺和Cd²⁺在EPS上存在竞争吸附, EPS对Pb²⁺的吸附选择性更强。Cd²⁺对EPS吸附Pb²⁺有一定的抑制作用, 但Pb²⁺的存在对EPS吸附Cd²⁺具有显著的抑制作用。傅立叶红外光谱(FT-IR)和三维荧光光谱(EEM)测定表明, 实验提取的EPS含有大量疏水和亲水性基团, 因此可通过络合作用、离子交换、螯合等多种作用与重金属发生强结合。对重金属起主要吸附作用的是存在于EPS蛋白质组分中的?COOH, ?NH2, ?CH2?, ?OH及?C=O官能团。研究表明, EPS吸附Pb²⁺的主要机理为离子交换和络合作用, 而对Cd²⁺的吸附则主要通过络合作用完成。     

Pb2+和Cd2+对水螅毒性作用的初步研究

应用镉、铅两种重金属离子对水螅进行急性和慢性毒性实验. 急性毒性实验结果显示,Cd2 96h的半致死浓度为1.81mg/L, Pb2 96h的半致死浓度为10.13mg/L.表明Cd2 和Pb2 均对水螅有毒害作用,且Cd2 的毒性强度大于Pb2 .慢性毒性实验结果显示,随着水螅在含两种重金属离子培养液中世代数的增加,水螅的世代时间有明显延长的趋势;此外,Cd2 为0.0025mg/L时,Pb2 为0.015625mg/L和0.0625mg/L时,水螅的世代时间显著大于对照组的值.表明较低浓度的重金属离子可能对水螅的生长繁殖有促进或刺激作用.     

Norcardiaamarae菌体对水相中Pb~(2+)的吸附特性

研究了Norcardiaamarae菌体在不同吸附条件下,对溶液中的Pb2+的吸附效果·结果表明,Norcardiaamarae菌体对Pb2+的吸附是一个快速过程,在5min以内就达到吸附平衡;在pH为3 0～6 0内都有较好的吸附效果;温度对该吸附过程影响不大,室温下操作即可;Norcardiaamarae菌体尤其对质量浓度较低的Pb2+吸附效果最佳,对质量浓度为414mg/L以下的Pb2+溶液,采用Norcardiaamarae菌体对Pb2+进行生物吸附,Pb2+的去除率可达92 5%;若采用Norcardiaamarae菌体进行二次吸附,Pb2+的去除率可接近100%·红外光谱分析表明,...     

非活性马尾藻对水中Cd~(2+)和Ni~(2+)的生物吸附及脱附研究

【目的】以马尾藻粉为生物吸附剂,研究其在静态实验中对Cd2+和Ni 2+的吸附及脱附能力,并对吸附速度、动力学、重金属选择性和吸附剂再生等问题进行探讨。【方法】采用单因素法分析pH值、初始浓度、平衡离子类型等条件因素对重金属吸附容量的影响,采用准一级和准二级动力学模型对Cd2+、Ni 2+的吸附数据进行拟合。【结果】Cd2+的最佳吸附条件为pH值4.5、初始浓度500mg/L、平衡离子为NO3ˉ,Ni 2+的最佳吸附条件为pH值3.0、初始浓度900mg/L、平衡离子为Clˉ;Cd2+、Ni 2+的吸附平衡到达时间分别为50min和25min;准二级动力学模型对吸附数据的拟合效果更好,相关系数(R2)均大于0.99;对混合溶液中不同重金属的选择性吸附顺序为Pb2+Ni 2+Cd2+Mn2+;1.0mol/L HCl对Cd2+、Ni 2+的理论洗脱率均可达到99%。【结论】马尾藻粉对Cd2+和Ni 2+的吸附容量大,吸附条件温和,重金属脱附率高,是一种性能良好的生物吸附剂。     

鱿鱼墨黑色素对Pb2+、Cr6+吸附的影响

以鱿鱼墨黑色素为吸附剂,分别研究鱿鱼墨黑色素添加量、吸附时间、吸附温度和溶液pH对Pb2+、Cr6+清除率的影响,并测定静态吸附等温线方程。结果表明:在水溶液中添加鱿鱼墨黑色素能有效吸附Pb2+和Cr6+,吸附15 min时,鱿鱼墨黑色素对Pb2+和Cr6+的清除率均大于85.00%。鱿鱼墨黑色素对Pb2+清除率随温度的升高而降低,但是对Cr6+的吸附作用在35℃最强。当溶液pH 5.0时,Pb2+的清除率低,溶液pH 4.0～6.0时,鱿鱼墨黑色素能有效地吸附Cr6+。鱿鱼墨黑色素对Cr6+吸附作用符合Langmuir和Freundlich等温线方程,而对Pb2+的吸附仅与Langmuir等温线方程相关性高。     

热解温度对秸秆生物炭钝化重金属污染土壤影响分析

为了探究热解温度对以黄豆秸秆制备生物炭对土壤重金属Pb及Cd的吸附及钝化性能,以黄豆秸秆为原材料,在300,500和700℃热解温度下制备生物炭,并探究其对土壤重金属铅锌的钝化作用。实验结果表明随热解温度升高,生物炭中碳含量呈现上升趋势,且pH由8.95升高至10.23,灰分的含量却由34.5%下降至28.6%。热解温度能对生物炭吸附重金属Pb及Cd产生影响,并且热解温度升高,重金属吸附量呈现上升趋势,并且当热解温度为700℃时,生物炭对Pb及Cd的吸附量分别为1.2和26.8 mg/g。进一步探究表明热解温度能够提高生物炭对Pb及Cd的钝化性能,机制研究表明生物炭能够提高土壤中pH,并且热解温度升高提高了残渣态Pb及Cd的含量而降低酸可提取态Pb及Cd的含量。     

交联羧甲基罗望子胶对Cd2+的吸附研究

以罗望子胶原粉(TKP)为基料,氯乙酸钠(SMCA)为羧甲基醚化剂,环氧氯丙烷(ECH)为交联剂制备了取代度(DS)为0.42,0.64和0.88的3种交联羧甲基罗望子胶(CCMTKP),探究其对水溶液中Cd2+的吸附行为。结果表明:适宜吸附的pH值范围为2~6;吸附剂较佳用量为0.5%(质量分数);3种CCMTKP对Cd2+的吸附在15min内达到平衡,遵从二级动力学方程;吸附符合Langmuir等温吸附,CCMTKP对Cd2+的最大吸附量为64.10mg/g;再生后的CCMTKP吸附性能良好,脱吸附率高,有望作为Cd2+的吸附剂使用。     

Cu2+与Pb2+在高岭土中的迁移和淋洗试验研究

重金属污染与重金属在土壤中的竞争迁移和外界环境有关.通过淋洗试验模拟外界环境降雨对重金属污染的影响,通过竞争迁移试验探究竞争体系下重金属离子的迁移行为与单一离子体系的不同.得出结论:初始浓度越大,Cu2+穿透土柱以及完成迁移的时间越短,并且高岭土对Pb2+的吸附性更强;淋洗试验中,Cu2+与Pb2+的累计释放量前期增长迅速后期增长缓慢,通过修正的Elovich方程拟合结果较好,这说明重金属离子的释放是一个由多因素综合控制的过程;淋洗之后进行竞争迁移,会使得穿透时间和土柱中重金属离子的含量减少,Cu2+竞争迁移时减小的幅度更大.