天然水体中优势菌种非活性细胞吸附Pb2+和Cd2+的热力学及动力学研究

研究了长春市伊通河天然水体中优势菌种非活性细胞对Pb²⁺和Cd²⁺吸附规律, 发现非活性细胞对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附符合Langm uir和Freundlich热力学方程. 非活性细胞吸附Pb²⁺和Cd²⁺的动力学过程分为快速阶段和慢速阶段, 其中慢速阶段符合二级吸附速率动力学方程.     

pH值和流速对向海盐碱湿地土壤草根层吸附铅、 镉规律的影响

利用柱实验, 考察了向海盐碱湿地土壤草根层吸附Pb²⁺和Cd²⁺过程中的影响因素. 结果表明, 流速和pH值对动态吸附有很大影响, 流速加快, 穿透点提前, 穿透点吸附量减小; pH增加, 穿透点滞后, 穿透点吸附量增大; Pb²⁺与Cd²⁺在吸附过程中存在竞争吸附, Pb²⁺对Cd²⁺的吸附影响较大, 而Cd²⁺对Pb²⁺的吸附影响相对较小 . 不同pH值下, Pb²⁺和Cd²⁺的动态吸附过程均可用双常数速率方 程和Elovich方程描述, 且双常数速率方程更好.     

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。     

冻融作用对土壤吸附重金属的影响

以Pb²⁺和Cd²⁺为目标污染物研究冻融作用对土壤吸附重金属的影响, 推断了影响机制, 并分析了温度对冻融土壤吸附重金属的影响. 结果表明, 冻融作用降低了土壤对重金属的吸附量, 影响了吸附曲线的斜率, 但未改变吸附曲线形状, 这与冻融作用改变土壤理化性质有关: 冻融作用影响了土壤对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附机制, 引起专性吸附向非专性吸附转变, 利于Pb²⁺和Cd²⁺向环境的解吸和释放. 冻融作用未影响土壤对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附热力学性质, 随着温度的升高, 冻融土壤和未冻融土壤对Pb²⁺的吸附量逐渐升高, 属于吸热反应; 对Cd²⁺的吸附量降低, 属于放热反应.     

油页岩半焦基矿物/生物炭复合材料制备及其吸附性能研究

基于油页岩半焦中富含的矿物质和有机质,以KOH为活化剂,联用机械力化学和热解炭化窑街油页岩半焦制备油页岩半焦基矿物/生物炭复合材料,考察了矿物/生物炭复合材料对水溶液中Pb²⁺和Cd²⁺的吸附效果.结果表明,制得的复合材料对Pb²⁺和Cd²⁺具有优异的吸附性能,最大吸附量分别为177.83和67.48mg^·g^-1,分别是原油页岩半焦的6.1倍和4.3倍.吸附动力学和热力学拟合数据显示,复合材料对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附属于化学吸附主导的单层吸附,主要吸附机理涉及官能团吸附、²⁺_Pb-π和Cd²⁺-π相互作用、静电吸附和矿物沉淀.该研究为从环境矿物材料角度探究油页岩半焦全组分综合利用提供了可行途径.     

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。     

固定化细菌对低浓度重金属Pb2+的吸附特征及影响因素

采用固定化技术将从污水处理厂活性污泥中筛选的吸附重金属能力强的优势细菌固定， 研究其对重金属离子Pb²⁺的吸附特征及其影响因素. 结果表明, 固定化细菌对Pb²⁺的吸附是动态过程， 180 min吸附达到平衡. 随着Pb²⁺浓度的增加， 固定化细菌与吸附量呈正相关； 当吸附体系pH=6， 离子强度为0.01 mol/L时吸附量最大；环境温度对固定化细菌吸附Pb²⁺的影响包括两个阶段； 吸附率随着吸附剂质量增加呈上升趋势， 而单位质量吸附剂吸附Pb²⁺的量呈下降趋势； 共存离子Cd²⁺降低了固定化细菌对Pb²⁺的吸附量.     

天然水体中优势菌种非活性细胞对Pb２＋和Cd２＋的吸附及其影响因素

研究了长春市伊通河天然水体中优势菌种非活性细胞对Pb^２＋和Cd ^２＋ 的吸附及其影响因素. 发现细菌生物量对非活性细胞吸附Pb^２＋的影响比对Cd^２＋ 的影响大； 细菌对Pb^２＋的吸附 在pH=4.5时吸附量最大， 而对Cd^２＋的吸附在pH=6.0时吸附量最大； 细菌对Pb^２＋和Cd^２＋的吸附在30 ℃最大； 当Pb^２＋和Cd２＋共存时， Pb^２＋对细菌吸附Cd^２＋的影响不显著， 细菌对Pb２＋的吸附量随Cd^２＋浓度的增大而减少.     

不同路域植被类型土壤对Cu2+和Pb2+吸附特性的比较

采用振荡平衡法研究Cu²⁺和Pb²⁺两种重金属在长春地区一些典型路域植被土壤中的热力学和动力学吸附特性. 结果表明: 这两种重金属在不同土壤中的吸附等温线均符合Langmuir方程和Freundlich方程, 但Langmuir方程的拟合效果更好, 即两种重金属在不同土壤中的吸附过程更接近单分子层吸附模型; 灌木丛植被类型的土壤对Cu²⁺和Pb²⁺的饱和吸附量最大, 分别为3 429,5 311 mg/kg; 灌木丛植被类型的土壤对重金属的吸附速率最大, 由Elovich方程可知, 这与该土壤的pH值、 阳离子交换量(CEC)、 有机质含量和黏粒含量较高等理化性质有关, 且Pb²⁺比Cu²⁺更易被土壤吸附.     

不同浓度的镉和铅对烟草种子萌发的影响

通过水培试验法研究了Cd²⁺(0、2、4、8 mg/L和16 mg/L)和Pb²⁺(0、5、10、15 mg/L和20 mg/L)对烟草(云烟87号)种子萌发及幼苗生长的影响.结果显示Pb²⁺抑制云烟87种子的萌发，其浓度在15 mg/L时烟草种子的发芽势和发芽指数出现明显下降；Cd²⁺对云烟87种子的萌发无明显抑制作用，并且对云烟87种子的发芽势呈现促进作用.Pb和Cd均抑制云烟87幼苗的生长，且云烟87幼苗的死亡率随Pb²⁺和Cd²⁺浓度的升高而升高.在水培条件下，云烟87种子对重金属的耐受性高于云烟87幼苗.     

天然水生物膜胞外多糖和胞外蛋白吸附镉的特性

研究了长春市南湖天然水环境中生物膜优势菌种胞外多糖和胞外蛋白对镉的吸附特征及其影响因素.结果表明,胞外多糖和胞外蛋白对镉的吸附过程符合Langmuir和Freundlich热力学等温方程,胞外多糖和胞外蛋白对镉的动力学吸附特征符合Langmuir-Hinshelwood方程的一级反应模式.而铅的存在会影响对镉的吸附.     

多孔壳聚糖膜的渗透性及其对Cd(Ⅱ)离子的吸附性能研究

以邻苯二甲酸二丁酯为致孔剂,制备了一系列多孔壳聚糖膜,SEM研究了各膜的表面及断面结构,FTIR分析了其组成,测定其对小分子物质的渗透性及对Cd(Ⅱ)离子吸附性,探讨了Cd(Ⅱ)离子的浓度、吸附时间、体系pH值、温度等因素对吸附的影响,同时考察了膜再生的方法.结果表明:该多孔壳聚糖膜具有孔隙率高、孔分布均匀、比表面积较大、对小分子物质有强渗透性、不流失、易再生等特点,而且当pH在6.0～7.3范围内,对Cd(Ⅱ)离子的吸附性能较好.     

静态阴离子交换微分阳极溶出伏安法测定铅、镉和锌

以强碱型阴离子交换树脂为吸附剂,以2.5 mol/L HCl为络合剂,去离子水为洗脱液,对铅、镉和锌进行了静态阴离子交换分离富集,提高了在0.03 mol/L HClO4底液中微分阳极溶出伏安法同时测定铅、镉和锌的灵敏度,减少了基体干扰.此法应用于食品中Pb,Cd和Zn的同时测定,回收率分别为91%～95%,93%～97%,89%～93%,相对标准偏差(n=9)分别为1.72%,1.38%,1.96%,获得了较好的结果.     

自然水体细菌胞外有机组分吸附Pb2+的规律

研究了长春南湖水体细菌胞外聚合物中的有机组分胞外蛋白和胞外多糖对Pb^2＋吸附特征及其影响因素。结果表明，Pb^2＋在有机组分上的吸附均符合Freundich和Langmuir热力学方程。而Cd^2＋的存在会影响有机组分对Pb^2＋的吸附。通过红外光谱分析研究了胞外有机组分吸附Pb^2＋的机理。     

聚氨酯复合物对鲍鱼多糖中重金属离子的吸附

为了脱除鲍鱼多糖中的Hg(II)、Pb(II)、Cd(II),利用廉价、易得的贝壳粉（oyster shell,OS）功能化聚氨酯泡沫（polyurethane,PU）,得到吸附重金属离子的复合材料PU/OS;利用火焰原子吸收光谱法,研究OS添加量、pH值、吸附时间对PU/OS吸附重金属离子的影响,并结合吸附动力学和吸附等温曲线探讨了吸附机理。结果表明,在温度为45 ℃、pH=5.0、平衡时间为180 min的吸附条件下,PU/OS对Hg(II)、Pb(II)、Cd(II)的最大吸附容量分别达到54.62,57.80,82.64 mg/g,吸附遵循准一级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,吸附过程为单分子层吸附。利用PU/OS处理鲍鱼多糖后,PU/OS对Hg(II)、Pb(II)、Cd(II)的脱除率分别为59.61%,73.17%,85.71%,对其中的多糖、氨基态氮、蛋白质的保存率分别为83.66%,72.50%,83.21%。结果说明,PU/OS可有效降低鲍鱼多糖中Hg(II)、Pb(II)、Cd(II)的残留量,保障鲍鱼多糖的食用安全性。     

天然水中细菌胞外聚合物对重金属的吸附规律

研究了长春南湖水中优势菌种的胞外聚合物对金属锰、 铅和镉的吸附规律, 结果表明, 3种金属在胞外聚合物上的吸附均遵守Langmuir和Freundlich热力学方程. 而胞外聚合物中锰的存在会影响其对Pb和Cd的吸附.     

玉米秸秆生物炭对重金属镉、铅的吸附性能

利用玉米秸秆制备生物炭,进行吸附重金属Cd~(2+)和Pb~(2+)试验,分析生物炭吸附重金属的吸附量及吸附效率.试验结果表明:Cd~(2+)的最优吸附条件是pH为5,120 min吸附平衡.Pb~(2+)的最优吸附条件是pH为1,60 min吸附平衡;生物炭对养殖废水中Pb~(2+)和Cd~(2+)具有较好的吸附效果,吸附去除率分别为85%和98%,生物炭对Pb~(2+)的吸附效果明显优于Cd~(2+);Cd~(2+)和Pb~(2+)在秸秆生物炭表面上的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型.     

钛酸纳米管形成过程中不同水热反应阶段产物表征及其对Cd(Ⅱ)吸附的特性研究

在以 P25 二氧化钛为钛源, 水热反应时间为1, 2, 3, 4天条件下, 合成钛酸纳米管(TNTs)形成过程中的4种产物, 采用XRD, SAXS和N₂吸附/脱附等温线等手段进行表征。以Cd(Ⅱ)为代表污染物, 研究4种产物对Cd(Ⅱ)的吸附, 并着重分析4种产物的结构对其吸附能力的影响。粉末XRD结果表明, TNTs的4种产物均为单斜晶胞结构。SAXS和N₂吸附/脱附表征证实, 水热法制备TNTs经历二氧化钛源结构解体→钛酸纳米管形成→管状结构解体的过程, TNTs-3d具有最为规整的管状形貌。吸附等温线结果表明, Langmuir-Freundlich模型能够更好地拟合吸附等温结果, 且Cd(Ⅱ)的吸附量大小顺序为TNTs-3d ≈ TNTs-1d > TNTs-4d > TNTs-2d。进一步的分析表明, 样品的回转半径、孔体积对吸附量影响较小, 而比表面积和平均孔径可能会显著影响吸附容量。     

轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)干粉对重金属吸附特征的研究

研究了不同pH值、反应时间、反应温度以及重金属质量浓度条件下,轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)植物干粉对重金属(Cu、Cd、Pb、Zn)的吸附影响,阐述了其对重金属的吸附特征及机理.结果表明,不同pH值、反应时间和反应温度条件下,轮叶黑藻植物干粉对重金属的去除率依次为Pb(Ⅱ)Cd(Ⅱ)Zn(Ⅱ)Cu(Ⅱ),吸附的Langmuir模型中R2变化范围非常大,而Freundlich模型中R2多大于0.9.该吸附过程很好地符合Lagergren二级动力学方程,而一级方程的R2基本小于0.5,表明吸附过程不是简单的单分子层吸附,整个吸附过程中颗粒内扩散机理在起着支配作用.FTIR图谱显示,植物干粉各组分吸附重金属前后的基本峰形没有改变,只有羟基(3 300～3 400 cm-1处强宽吸收峰)、羧基(1 400～1 440 cm-1)、酰胺基(1 620～1 645 cm-1)等吸收峰发生了不同程度的位移.     

甘蔗渣吸附剂的制备及其对Pb 2+、Cu2+、Cr3+的吸附动力学研究

 通过用三氯氧磷对甘蔗渣进行改性,制备了含有强吸附能力的磷酸基团的甘蔗渣吸附剂,研究了磷酸化反应条件对离子吸附性能的影响。产物的结构通过红外光谱进行了表征,同时也测试了所制备的甘蔗渣吸附剂的一些物理性质如表面积、孔径和平均颗粒大小。在恒温及恒定pH条件下,用静态吸附法研究了磷酸化甘蔗渣对Pb²⁺、Cu^2+、Cr³⁺的吸附动力学,并运用3种动力学模型对吸附过程进行拟合,结果表明二级动力学模型对试验数据最为吻合。所制备的改性甘蔗渣吸附剂对这3种离子的吸附量为Cr³⁺>Cu²⁺>Pb^2+。