正丁基壳聚糖吸附重金属离子的性能研究

本文报道了以正溴丁烷为改性剂,制备正丁基壳聚糖,并测定产品的取代度和分子量。研究了正丁基壳聚糖对重金属（Cu2＋、Cd2＋、Zn2＋）离子的吸附性能,结果表明,正丁基壳聚糖对重金属离子Cu2＋、Cd2＋、Zn2＋的吸附能力较大,因而在水质净化方面有较好的应用前景。但由于达到吸附平衡的时间较长,要实现工业化应用,还需对吸附条件和正丁基壳聚糖固体改性方面做进一步研究。     

重金属Cu2+、Zn2+、Cd2+在海泡石中的吸附特征

针对重金属复合污染问题,通过等温吸附实验,研究了海泡石对复合重金属Cu2+、Zn2+、Cd2+的平衡吸附量和吸附选择性,并通过XRD、IR等分析探讨了海泡石的吸附机理。结果表明:海泡石对Cu2+、Zn2+、Cd2+的吸附顺序和富集系数顺序均为Cu2+>Cd2+>Zn2+,并且平衡吸附量随初始溶液质量浓度的提高而增大;海泡石对重金属离子的吸附主要是离子交换吸附及表面络合吸附。该研究证明海泡石具有较强的吸附复合重金属离子的能力,可修复重金属复合污染的废水及土壤。     

斜发沸石对锌冶炼废水中重金属离子的吸附研究

以去除锌冶炼废水中的Zn2＋、Cd2＋、Fe2＋、Pb2＋、Cu2＋等重金属离子、回收利用废水为目的,采用斜发沸石吸附的方法,研究了不同改性剂对斜发沸石的改性效果,以及吸附时间、温度、沸石粒径等因素对吸附效果的影响。实验结果表明：采用15%NaCl活化、400℃煅烧定性制得的沸石吸附效果较佳;吸附时间80 min较为合适;减小沸石粒度,吸附量显著增加。在实验优化条件下、各离子的去除率分别为Zn2＋98.52%、Cd2＋82.31%、Fe2＋98.87%、Pb2＋99.30%、Cu2＋100%。     

过渡金属离子核外电子排布对介孔M-TiO_2-SiO_2吸附剂吸附性能的影响

利用稻壳为模板和硅源合成Fe3＋,Co2＋,Ni2＋,Cu2＋,Zn2＋,Cd2＋,Ag＋,Pb2＋等8种过渡金属离子掺杂的M-TiO2-SiO2吸附剂,研究其在室温避光条件下对番红花T和龙胆紫染料水溶液吸附性能的差异.研究结果表明：掺杂第四周期过渡金属离子的M-TiO2-SiO2吸附剂的吸附性能随着过渡金属离子3d轨道电子数的增加,吸附性能呈现出先增大后减小的趋势;掺杂副族金属离子的M-TiO2-SiO2吸附剂的吸附性能随着金属离子主量子数的增大,吸附性能增大.     

双穗雀稗对5种重金属单-胁迫的生长响应和吸收性研究

以现行土壤环境质量标准为浓度设置依据,结合实际土壤污染状况,研究了不同浓度的Cd、Pb、Cu、Zn和Cr 5种重金属单一处理对双穗雀稗生长特性的影响及双穗雀稗对其吸收性.结果表明:(1)在双穗雀稗正常生长下,Cd、Pb土壤临界值分别达到80 mg kg-1和500 mg kg-1水平以上;Cr临界值在100-120 mg kg-1之间;Zn临界值为400 mg kg-1;Cu临界值在100 mg kg-1以下.(2)双穗雀稗地上部Cd、Zn和Cr含量都随着处理浓度的增加而升高;地上部Pb和Cu含量随着处理浓度的增加先升高后降低.双穗雀稗富集系数大于1的有Cd、Cu和Zn处理,其中Cd在10mg kg-1和Zn在200 mg kg-1处理时富集系数最大,分别为1.87和2.74;Cu在200 mg kg-1处理时富集系数最大,达到7.66,此时双穗雀稗具备了超积累Cu的特征.双穗雀稗对土壤中Zn、Cu、Cd有较强的富集效率,而对Cr和Pb的富集能力较小.     

微波场诱导改性磷石膏吸附Cu2+,Zn2+,pb2+和Cd2+的动力学与热力学研究

选用微波场诱导改性磷石膏作为吸附剂,采用批式振荡吸附法研究改性磷石膏对重金属离子Cu2+,Zn2+,pb2+和Cd2+的吸附动力学及吸附热力学特性,提出吸附机理.研究结果表明:微波场改性磷石膏对Cu2+,Zn2+,pb2+和Cd2+的吸附平衡数据符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,但Freundlich方程能够更好地描述吸附等温线.在改性磷石膏对重金属离子吸附的初始阶段,Lagergren伪一级动力学方程、Lagergren伪二级动力学方程、Elovich方程、粒子内扩散模型均能很好地反映吸附模式,而整个吸附过程则遵循Lagergren伪二级动力学方程,其吸附过程是液膜扩散和粒子内扩散共同作用的结果;Cu2+,Zn2+,pb2+和Cd2+的平衡吸附量分别为3.937 0,3.993 6,2.627 4和3.319 0 mg/g;微波场改性后的磷石膏对Cu2+,Zn2-和Cd2+的吸附是吸热反应,对pb2+的吸附为放热反应.     

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.     

丁二酸酐修饰啤酒废酵母菌去除Cu2＋、Cd2＋的性能研究

将丁二酸酐修饰到戊二醛交联的菌体表面,得到了丁二酸酐修饰啤酒废酵母菌修饰菌1,用饱和碳酸氢钠处理得到了修饰菌2．采用FTIR光谱、XPS能谱对修饰菌进行了表征,考察了温度、pH值、吸附时间、浓度对修饰菌吸附Cu2＋和Cd2＋的影响,研究了修饰及未修饰菌对Cu2＋、Cd2＋吸附的动力学过程,用准二级动力学方程拟合该吸附过程为单分子层化学吸附．修饰菌对Cu2＋、Cd2＋的吸附等温线更符合Langmuir等温模式．25℃,pH〉4．0时,修饰菌2对Cu2＋和Cd2＋吸附容量分别为39．1和60．8mg／g,分别为未修饰菌的3．3和11．5倍．相同条件下,用修饰菌2对含Cu2＋、Cd2＋的模拟水样处理,去除率〉95％．     

铜、锌、镉胁迫下玉米幼苗金属硫蛋白的响应

为研究Zn2+、Cu2+、Cd2+金属离子诱导玉米产生金属硫蛋白,采用实验室溶液培养的方式,通过不同浓度Zn2+、Cu2+、Cd2+(0.05、0.5、1.0、2.0、4.0、8.0、16.0 mmol/L)胁迫下,采用电感耦合等离子体(ICP-MS)测定玉米叶金属硫蛋白(MT)的诱导合成量。随着金属离子浓度的升高,MT的含量呈现先升高后下降的趋势。锌、铜、镉胁迫浓度分别为8.0、0.05和0.5 mmol/L时,玉米叶片中MT含量最高,当铜、镉离子浓度大于2 mmol/L浓度时,玉米出现了一定程度的死亡。研究结果表明玉米可作为锌、铜、镉污染的标志物。     

重金属复合污染对小麦生物量的影响

针对重金属Cd、Pb、Cu、Zn作为复合体对土壤--植物系统的污染时有发生,实验研究了重金属复合污染对盆栽小麦生物量的影响.结果表明,随着Cd、Pb、Cu、Zn四种重金属元素处理浓度的不断升高,小麦的根、穗、茎和叶等生物量总的趋势为不断降低;由于Cu、Zn两种金属是小麦生长必需的微量元素,所以在Cu、Zn低浓度处理状态下,能够抑制Cd、Pb等复合作用的影响,从而使小麦生物量降低幅度相对减少.     

活性污泥吸附重金属离子的研究

重金属废水的污染日益严重,寻找廉价高效的吸附剂是经济地处理重金属废水的关键.试验选择活性污泥为吸附剂,考察其对重金属离子Cu2+、Zn2+和Cd2+的吸附性能.实验结果表明,活性污泥对3种重金属离子都有很强的吸附能力,且吸附很快,前4 min时的去除率和吸附量上升最快;在常温范围内,温度对活性污泥吸附金属的影响并不显著,而体系pH值和吸附剂投加量的影响较为重要;活性污泥对3种重金属离子的吸附均符合Langmuir模型.     

高吸水树脂对重金属盐溶液的吸液及吸附性能

高吸水树脂由于含有-COOH、-NH2、-SO3H,对重金属离子有较强的吸附性.探讨不同基团树脂对重金属离子吸附性能的影响,结果表明:二元树脂对重金属离子吸附效果最好,树脂对单一重金属离子吸附能力的大小顺序为Cd2+＞ Cu2+ ＞Ni2+ ＞Pb2+,最大吸附容量依次为331.80、182.82、165.79、23....     

污泥堆肥对园林植物生长及重金属积累的影响

采用盆栽土培试验的方法,研究了污泥堆肥土地利用对高羊茅(Festuca arundinacea Schreb)和万寿菊(Tagetes erecta)生长及重金属积累特性的影响.结果表明,施用污泥堆肥可显著提高土壤中Zn,Cu和Pb重金属的含量,高羊芧和万寿菊在污泥堆肥施用比例分别为0～10%和0～5%时,植物生物量、株高及总氮、总磷的吸收均随污泥堆肥施用比例的增加而增加,2种植物对Zn均表现出比Cu更强的富集能力,其次是Cr,Ni,而对Cd,Pb的富集能力最低,就不同植物对同种重金属吸收而言,高羊茅对Zn,Cu,Cr和Ni的富集能力显著高于万寿菊,综合分析认为,高羊茅和万寿菊在污泥堆肥施用比例分别为10%和5%时,对污泥混配土壤中的重金属尤其是Zn和Cu的去除效果最佳.     

毛葱的镉吸收积累及亚细胞分布特征

采用营养液培养法、亚细胞组分差速分离技术和电感耦合等离子体发射光谱技术(ICP-AES),研究不同浓度Cd2+(1、10、100μmol/L)胁迫下,毛葱幼苗不同部位Cd、Fe、Mn、Cu、Zn等金属元素吸收积累的特点,以及根和叶中Cd的亚细胞分布状况.结果表明:(1)随着营养液中Cd2+浓度的增加,毛葱根、茎、叶各器官中Cd的含量均显著增加,Cd主要集中在根部,向地上部分的运输量很少;(2)Cd的吸收积累改变了根、茎、叶中Fe、Mn、Cu、Zn等矿质元素的含量;(3)叶和根各亚细胞组分中Cd的含量为:细胞壁组分细胞质可溶性组分细胞核、叶绿体组分线粒体组分;(4)随着营养液中Cd2+浓度的增加,细胞壁和细胞质组分中Cd增加的幅度远远大于线粒体、细胞核和叶绿体组分,Cd在细胞壁和细胞质组分中的分配比例呈上升趋势,在线粒体、细胞核及叶绿体中的比例呈下降趋势.这说明植物吸收的Cd主要积累在根部,细胞水平上,多数的Cd被细胞壁沉淀螯合和液泡区室化,避免了Cd对新陈代谢旺盛的亚细胞组分的影响.     

Cu^2＋、Pb^2＋和Zn^2＋对大型潘的单一及联合毒性效应

重金属的复合污染毒性效应研究在生态环境评价中具有重要的实践意义．本研究以大型潘为试验材料,通过静水生物测试法,研究Cu^2＋、Pb^2＋和Zn^2＋三种金属离子对其的单一毒性及联合毒性效应．单一毒性实验结果表明,Cu^2＋、Pb^2＋和Zn^2＋对大型溢的毒性大小顺序为Cu^2＋〉Pb^2＋〉Zn^2＋联合毒性实验结果表明,Cu^2＋-Zn^2＋、Cu^2＋-Ph^2＋和Cu^2＋-Pb^2＋-Zn^2＋三组的联合毒性均表现为协同作用,Ph^2＋-Zn^2＋的联合毒性表现为拮抗作用．联合毒性与毒物的组合有关,与毒物配比和暴露时间没有关系．     

空气阴极微生物燃料电池处理模拟酸性矿井水的研究

酸性矿井水因pH值低、重金属离子含量高,难以直接采用硫酸盐还原菌生化处理.试验构建了空气阴极微生物燃料电池系统来处理酸性矿井水,有效处理废水H+和重金属离子,同时还能产电.构建的空气阴极微生物燃料电池系统(污泥量40mL,硫酸盐还原菌30mL,阳极材料为碳布,室温)的最大功率密度达到82.24mW/m2,最大电压为332.2mV;硫酸根的最大去除率达到41.6,对Zn2+、Cu2+、Cd2+和Fe2+的去除率分别达到83.7%、77.4%、84.2%和66.8%,化学需氧量的最大去除率达到60.9%.分析认为,空气阴极微生物燃料电池有效处理废水H+,弱化了H2S的生物抑制作用,强化了硫酸盐还原菌还原产生的S2-与重金属离子生成硫化物,并经能谱分析加以验证.     

火焰原子吸收法测定污水处理厂四个季节污泥中铜、锌、铅、镉、铬、镍

采用空气—乙炔火焰原子吸收光谱法测定污水处理厂污泥中铜、锌、铅、镉、铬、镍的含量.详细研究了灰化温度、灰化时间、消解加酸量对不同金属吸光度的影响.在最佳工作条件下,六种元素标准曲线相关性较好（r在0.9970~0.9999之间）,精密度较好（RSD在0.20%~3.72%之间）,样品加标回收率为92.8%~104.9%,测定结果准确可靠,得出了不同季节生活污泥中铜、锌、铅、镉、铬、镍含量变化规律.     

污泥连续施用对玉米、小麦中Zn、Cd累积的影响

利用盆栽试验研究了连续2年施用重金属低污染和高污染污泥后,酸性土壤和碱性土壤中玉米、小麦中重金属Zn、Cd的累积情况,利用内梅洛综合指数法对植物中Zn、Cd的污染情况进行了评估。结果显示,添加重金属高污泥的处理中Zn、Cd含量明显高于其他处理,酸性土壤中添加污泥后植物中Zn、Cd要普遍高于石灰性土壤。污泥第一年施用后,玉米中Zn、Cd含量处于安全范围,第二年继续施加后,小麦中Zn、Cd含量属于轻度污染状况。连续大量地施用污泥,会产生农作物的重金属安全风险。     

Cu~(2+)与解偶联剂协同作用污泥减量化

研究不同初始浓度Cu2+、Zn2+和pNP对污泥增长率、污泥容积指数(SVI)的影响,对比分析Cu2+、Zn2+对污泥COD去除率的抑制作用.结果表明:随Cu2+、Zn2+及pNP浓度的增加,污泥增长率呈下降趋势,SVI值则变化较小,且三者最佳抑制浓度分别为9、15、20 mg.L-1.Zn2+对污泥分解有机物(COD去除)活性的抑制作用小于Cu2+.Cu2+-pNP共存时对污泥减量化作用更为明显,最佳抑制浓度比(Cu2+∶pNP)为9∶1.