胶质芽孢杆菌对重金属离子Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)和Cr~(3+)的吸附与解吸特征

采用微生物絮凝方法高效净化重金属废水并回收重金属离子以便循环利用的研究正受到业界的广泛关注.本文研究胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)K02菌株制得的微生物吸附剂对重金属离子Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)和Cr~(3+)的吸附与解吸作用.采用原子吸收法测定不同处理条件下各重金属离子的浓度,发现该吸附剂对单一金属离子的吸附可在2 h内达到平衡,10 min即可达到吸附平衡时吸附量的60%;对5种金属离子的吸附率均随吸附剂用量增加而呈现不同程度的升高趋势;对Zn~(2+)的吸附率在p H值4~7的范围内均较高,但对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)和Cr~(3+)的吸附率受酸性影响较大;设置的起始离子浓度会显著影响吸附率.在对混合金属离子的吸附中,该吸附剂能同时吸附上述5种金属离子,并显示出对Pb~(2+)较强的选择性,吸附率能达到90%以上.采用草酸、草酸铵、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)和硝酸钠对吸附后的吸附剂进行解吸,发现草酸对Cu~(2+)解吸效果最好,解吸率能达到42.238%;EDTA-2Na对Pb~(2+)解吸率能达到64%以上.试验结果为该菌在处理重金属污染废水中的实际应用提供了基础资料.     

膨化改性稻壳对核素U~(6+)及重金属Cu~(2+),Pb~(2+)离子的吸附特性

研究了新型吸附剂膨化改性稻壳对放射性废水中的核素U~(6+)及重金属Cu~(2+),Pb~(2+)的吸附特性,考察了pH值、吸附剂用量、温度、时间和初始浓度等影响吸附的因素,分析了吸附过程中各种离子在溶液中的反应动力学、热力学参数及等温吸附规律。通过实验证明稻壳经膨化改性后对核素U~(6+)及重金属Cu~(2+),Pb~(2+)吸附效果明显,当pH值分别为3,5,5,吸附时间为40 min时,溶液中U~(6+),Cu~(2+),Pb~(2+)的去除率分别可达到89.10%,86.84%,96.58%;通过吸附理论拟合研究证明膨化改性稻壳对Cu~(2+),Pb~(2+)的吸附行为符合Langmuir单分子层吸附模型理论,对U~(6+)的吸附行为符合Freundlich等温多分子层吸附模型理论。     

壳聚糖/硅藻土复合材料的制备及其对Hg~(2+)吸附

以硅藻土与壳聚糖为原料,戊二醛作为交联剂,制备了一种复合吸附材料,研究了其对水中Hg~(2+)的吸附性能,探讨了复合吸附材料的配比、Hg~(2+)初始浓度、吸附材料的质量与吸附时间等因素对Hg~(2+)吸附性能的影响.研究表明,随着硅藻土含量的增加,对应Hg~(2+)的吸附容量与去除率均下降;此外,随着Hg~(2+)初始浓度的提高,其去除率降低,而吸附容量却提高;增加吸附剂的质量,Hg~(2+)的吸附容量与去除率也相应增加;当吸附时间在45 min以内,对应的吸附容量与去除率随吸附时间的增加而提高,当吸附时间超过45 min后,吸附容量与去除率基本不变.     

改性红蓼对废水中重金属Cu~(2+)的吸附研究

红蓼是一种药用植物,药用后的红蓼残渣表面粗糙,内部疏松多孔,是一种较好的吸附载体。用冰乙酸对药用后的红蓼残渣进行改性处理,用改性后的红蓼残渣对废水中Cu~(2+)进行循环吸附研究。ICP分析表明,冰乙酸改性之后,红蓼残渣对废水中Cu~(2+)的吸附效率达到95.6%,远高于未改性红蓼残渣的吸附效率(59.2%)。3次循环吸附后,吸附效率仍达到87.3%。结果表明,对药用后的红蓼残渣进行酸改性制得的吸附材料具有很好的吸附效果。     

天然高岭土对Pb~(2+),Cd~(2+),Ni~(2+),Cu~(2+)的吸附及解吸性能研究

探讨了吸附时间、溶液pH、重金属离子初始质量浓度、离子强度以及竞争吸附等因素对天然高岭土吸附水中Pb2+,Cd2+,Ni2+,Cu2+等重金属离子的影响.结果表明,pH、初始质量浓度、离子强度以及共存离子,是影响高岭土吸附重金属离子的主要因素;高岭土对Pb2+的吸附性能明显优于其它3种重金属离子,顺序为:Pb2+＞Cd2+＞Ni2+＞Cu2+;吸附等温线均符合Freundlich型等温方程,说明高岭土对这几种离子都是典型的单分子层吸附;Pb2+,Cd2+,Ni2+,Cu2+离子解吸量大小顺序为:Pb2+＜Ni2+＜Cu2+＜Cd2+.     

NaOH改性珍珠岩对重金属离子的吸附研究

以珍珠岩为吸附剂,经NaOH溶液改性后,进行Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附实验,研究吸附剂碱改性对重金属离子的吸附性能.结果表明,碱改性后珍珠岩对Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附去除率明显高于未改性的珍珠岩.在重金属离子溶液初始质量浓度为100 mg/L时,改性珍珠岩对Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附率分别为54.15%,96.34%和48.69%;未改性珍珠岩对Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附率分别为18.41%、29.31%和15.98%.碱改性吸附剂对3种重金属离子的吸附,以对Cu~(2+)的去除最佳,吸附去除容量大小为Cu~(2+)Zn~(2+)Cd~(2+).     

活性炭纤维电吸附去除水中Cd~(2+)的研究

采用不同浓度氢氧化钠溶液对活性炭纤维进行改性,利用改性后的活性炭纤维电吸附去除水中Cd~(2+)离子,结果表明:采用2 mol/L NaOH改性后的活性炭纤维具有更高的Cd~(2+)去除率.因此,实验采用2 mol/L NaOH改性活性炭纤维电极研究电压、温度、Cd~(2+)初始浓度对电吸附去除Cd~(2+)效果的影响.实验结果表明:电压越高,Cd~(2+)去除率越高;温度越高,Cd~(2+)去除率也越高,但是温度太高,溶液蒸发严重;Cd~(2+)初始浓度越大,Cd~(2+)去除率越低,但吸附容量增大.除此以外,电吸附循环实验表明Na OH改性活性炭纤维电极在电吸附Cd~(2+)过程具有良好的再生性.     

重金属离子(Hg~(2+),Cu~(2+),Ag~+)对鲫鱼和鲤鱼呼吸运动机能的影响

本文研究了不同浓度的醋酸酮、醋酸汞和醋酸银溶液对鲫鱼(Carassius auratus)和鲤鱼(Cyprinus Carpio)呼吸运动机能的影响.结果表明,上述三种含重金属离子的溶液.其浓度在0.1,0.3,0.5,1.0mg/l范围内,均能迅速地引起鲫鱼和鲤鱼呼吸运动机能的改变.随着离子浓度的增高,这两种鱼的鳃盖运动频率有些减慢,但清除污物的洗涤运动(Clean-ing movement,又称Cough response)频率则急剧地增加.同一种重金属离子对不同鱼类的呼吸运动机能有不同的影响.Cu~(2+)对鲫鱼的作用大于鲤鱼;相反,Hg~(2+)对鲤鱼的作用大于鲫鱼,而Ag~+对这两种鱼类的作用都特别明显.在这三种重金属离子中,Ag~+对鱼类的呼吸运动机能的影响最大.鲫鱼和鲤鱼对重金属离子具有相当高的敏感性,而且其洗涤运动与重金属离子密切相关,这提示有可能利用这两种淡水养殖鱼类的呼吸运动对重金属离子这种反应特性作为水质重金属污染的生物监测指标.     

改性绿色合成纳米氧化铁的特征及其对水溶液中Cd~(2+)的吸附

以红背桂、桉树和樟树3种植物叶片的提取液制备绿色合成纳米氧化铁颗粒(Iron Oxide Nanoparticles,IONP),并比较了不同纳米氧化铁对水溶液中Cd~(2+)的吸附性能.结果表明,以红背桂提取液制备的纳米氧化铁(E-IONP)对Cd~(2+)的吸附效果最好.因此,通过对E-IONP在200~700℃下进行焙烧改性,研究了不同焙烧温度对E-IONP吸附能力的影响.研究发现,在300℃焙烧温度下改性的E-IONP(300℃-E-IONP)对Cd~(2+)的吸附效果较好,吸附量4.63 mg·g~(-1).XRD结果显示,未焙烧和200℃焙烧改性的E-IONP(EIONP、200℃-E-IONP)为无定型纳米氧化铁,300℃-E-IONP的主要成分为γ-Fe_2O_3和Fe_3O_4.此外,BET测试结果表明,E-IONP、200℃-E-IONP和300℃-E-IONP比表面积大小分别为5.645,86.167,62.219 m~2·g~(-1).300℃-E-IONP的磁滞回线呈"S"型,具有超顺磁性.研究结果表明,300℃-E-IONP是未来处理低浓度重金属废水最具潜力的吸附功能材料之一.     

改性硅藻土对重金属离子的吸附规律

 利用CaCO3对硅藻土矿物进行改性. 研究结果表明: 单组分体系中CaCO3改性的硅藻土对Cu2+,Pb2+,Cd2+和Zn2+的吸附动力学规律均符合伪二阶动力学模型, 吸附热力学规律符合Langmuir模型; 在混合组分体系中, Pb2+,Cd2+和Zn2+的吸附速率降低, Cu2+的吸附速率增加, 对金属离子的吸附动力学规律仍然符合伪二阶动力学模型, 但对金属离子的吸附量均明显降低, 仅Pb2+的吸附热力学规律符合Langmuir模型.     

天然沸石的改性及其吸附Pb~(2+);Cu~(2+)的研究

以天然沸石为原料,结合废水处理应用中对吸附材料的要求,采用酸、碱、盐对沸石进行了改性;并利用改性沸石进行了去除溶液中Pb2+,Cu2+的方法、效果、影响因素和吸附机理的研究.结果表明,NaOH改性的沸石对Pb2+,Cu2+的吸附能力大幅度提高;随着初始浓度的增加,沸石的吸附容量也增加;改性沸石对Pb2+,Cu2+的吸附很快,在较短的时间内即可达到平衡;溶液的pH值越高越有利于沸石吸附Pb2+,Cu2+.     

非活性马尾藻对水中Cd2+和Ni2+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Ni2＋ 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＋ 、Ni2＋ 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,Ni2＋ 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＋ 、Ni2＋ 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（犚2 ）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＋ 〉Ni2＋ 〉Cd2＋ 〉Mn2＋ ;1.0mol/L HCl对Cd2＋ 、Ni2＋ 的理论洗脱率均可达到99%.【结论】马尾藻粉对Cd2＋ 和Ni2＋ 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.     

Cu2+和Zn2+对模拟胃液中NDMA形成的影响

【目的】在模拟胃液条件下研究重金属Cu~(2+)和Zn~(2+)对内源致癌性N-二甲基亚硝胺(NDMA)形成的影响,并进一步探讨其作用机理。【方法】分别用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)和离子色谱法(IC)来测定NDMA、二甲胺(DMA)和亚硝酸根(NO_2~-)含量。【结果】在模拟胃液条件下,Cu~(2+)和Zn~(2+)浓度高于50mg/L时,可以促进NDMA的形成,且当浓度由50mg/L增大到200mg/L时,Cu~(2+)促进率由1.16%增大到94.56%,Zn~(2+)促进率由21.32%增大到45.86%。在重金属浓度为符合或接近符合水质基准值1.0mg/L时,Cu~(2+)和Zn~(2+)对NDMA的形成也分别有16.88%和13.42%的促进率;而当重金属浓度为10mg/L时,两种离子却均抑制NDMA的形成。机理研究表明Cu~(2+)、Zn~(2+)促进NDMA的形成主要是由于其与DMA发生相互作用,进而导致NDMA形成。【结论】高浓度的Cu~(2+)和Zn~(2+)通过与DMA相互作用,形成活性中间体从而促进NDMA的生成。     

沟戈登氏菌吸附Cu2+,Pb2+,Hg2+的重金属抗性研究

用Cu2+,Pb2+和Hg2+3种离子对沟戈登氏菌诱导培养的结果表明,这些离子能促进提高培养后的沟戈登氏菌对Pb2+和Hg2+的吸附活性,但对Cu2+的吸附活性则不明显,甚至有一定的抵抗作用·培养基中加入5 72mg/L的Cu2+连续培养时,沟戈登氏菌对Hg2+的吸附率由39%上升至98%,对Cu2+的吸附率由51%下降至35%,这种差别使吸附过程具有选择性·在利用微生物吸附工业废水中的重金属离子时,选择性诱导培养是提高微生物吸附能力的有效方法·     

Cu~(2+)对UV-nTiO_2光催化降解抗生素的影响研究

Cu~(2+)是环境中常见二价金属离子,但其对光催化降解抗生素废水的影响有待探明。为此,构建UV-nTiO_2体系并探究Cu~(2+)共存下三类抗生素(磺胺类抗生素、氯霉素类抗生素及四环素类抗生素)的光催化降解特性。结果表明,Cu~(2+)可显著影响抗生素光催化降解且呈"低浓度促进,高浓度抑制"效应。当Cu~(2+)浓度介于0.001～0.03mol/L时,抗生素降解半衰期(T_(0.5))可降低15%～90%;当浓度介于0.01～0.1mol/L时,T_(0.5)可增大1.5～4倍。结果也表明,Cu~(2+)浓度和T_(0.5)之间的关系可通过正弦函数进行表征(R~20.905),且Cu~(2+)对抗生素光催化降解效率的影响和抗生素的结构特征显著相关(P 0.05)。     

表面改性活性炭的制备及其去除污水中Cd~(2+)的试验研究

以花生壳生物质炭(PSB)为原料,采用KOH活化法制备了比表面积为461 m2·g-1的花生壳活性炭(K-PSB),利用氮气吸附脱附等温线、SEM等对样品进行了表征,并将孔隙结构发达的花生壳活性炭用于重金属Cd2+的吸附,考察反应时间、溶液p H值、花生壳活性炭的投加量等对Cd2+吸附的影响。结果表明:随着吸附时间的推移,Cd2+的吸附量逐渐增加直至达到平衡,当Cd2+浓度为50 mg·L-1,PH值等于6,投加量为1 g·L-1时,花生壳活性炭对Cd2+的吸附效果最佳;该吸附是一个吸热反应,随着温度的增加,吸附量逐渐增大。     

镍渣表面理化特性及对Pb2+、Cu2+的吸附研究

利用多种表征手段对镍渣的组成和表面特性进行分析,证实了镍渣具备吸附废水中重金属的能力。本实验所采用的水淬二次镍渣中含有含量较高的SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO等活性成分,且具备由不同聚合度的Si-O四面体、Al-O四面体或Al-O八面体组成的岛状、链状或网状骨架结构,能够通过离子交换和专性吸附去除溶液中的重金属离子。此外,镍渣粉体表面的碱中心可以为金属阳离子提供有效的吸附位点,且表面在pH=4~12的范围内均带负电,这些都有利于金属阳离子的吸附。镍渣粉体对模拟废液中的Pb²⁺、Cu²⁺吸附实验结果显示,其对废液中的Pb²⁺、Cu²⁺均表现出较好的吸附效果,且对Pb²⁺表现出更好的选择性吸附效果。     

碳纳米管负载离子液体对铜离子吸附研究

采用浸渍法将手性离子液体1-乙基-3-甲基咪唑L-酒石酸盐(EMIML-Tar)负载到羧基化多壁碳纳米管(CNTs)上,对水溶液中Cu~(2+)进行吸附,考察了离子液体加入量、EMIML-Tar/CNTs吸附剂用量、Cu~(2+)初始浓度、pH、吸附温度、吸附时间对吸附性能的影响。结果表明,负载离子液体后能显著提高多壁碳纳米管对Cu~(2+)的吸附能力,当Cu~(2+)初始浓度为20 mg/L,吸附剂用量为25 mg,溶液pH为6.0,吸附温度为298 K,吸附时间为30 min时,EMIML-Tar/CNTs吸附剂对Cu~(2+)去除率达96%,吸附量为19.19 mg/g。应用2种动力学模型对吸附过程进行拟合,结果表明吸附过程可以很好地用准一级动力学方程描述。     

HA的存在对活性污泥吸附Cu2+的影响

为探讨HA、金属Cu2+以及活性污泥三者间的相互作用关系,研究了在HA存在下,不同吸附时间、pH值、Cu2+质量浓度以及温度对活性污泥吸附Cu2+的影响,并从热力学、吸附前后活性污泥性状以及红外光谱等角度分析了活性污泥吸附Cu2+机理。结果表明,当活性污泥为2g/L、HA质量浓度为50mg/L、pH=6,Cu2+质量浓度为50mg/L时,经过90min达到吸附平衡,Cu2+吸附量为45.98mg/L,吸附率达到91.96%。研究发现,HA可以削弱Cu2+对活性污泥的毒性,活性污泥吸附Cu2+主要依靠氢键力和偶极间力,而多糖类、脂类C—O及苯环C—H等官能团在吸附过程中发挥着主要作用。     

Cu2+对好氧颗粒污泥理化特性的影响分析

以普通活性污泥为接种污泥,葡萄糖和乙酸钠为碳源,在SBR反应器中培养好氧颗粒污泥,考察不同质量浓度Cu2+(0 mg/L、1 mg/L、3 mg/L、5 mg/L和10 mg/L)冲击作用对好氧颗粒污泥理化特性的影响。结果表明,随着Cu2+质量浓度从0 mg/L上升至10 mg/L,好氧颗粒污泥的理化特性均受到不同程度的影响。质量浓度为1 mg/L和3 mg/L的Cu2+对COD和NH+4-N的去除率影响较小,而质量浓度为5 mg/L和10 mg/L的Cu2+对COD和NH+4-N的去除率影响较大。随着Cu2+质量浓度的增加,好氧颗粒污泥的丝状菌逐渐增多,污泥浓度不断下降,沉降性能急剧恶化;密实度降低,结构越来越松散,粒径出现两极分化的现象,而且在质量浓度为10 mg/L的Cu2+作用下颗粒污泥解体。