镁改性水稻秸秆生物炭对酸性矿山废水中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附研究

为提高水稻秸秆生物炭对酸性矿山废水中重金属的去除能力,采用浸渍-热解法制备镁改性水稻秸秆生物炭(MBC)。通过批量吸附试验探究浸渍比、溶液pH、吸附时间及重金属离子初始浓度对MBC去除酸性矿山废水中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的影响,并采用表征技术对吸附前后MBC的特征进行表征分析和探究潜在的吸附机理。结果表明,浸渍-热解法制备的MBC拥有更发达的孔隙结构。吸附试验表明,在浸渍比和溶液pH分别为2∶1和5.0时,MBC对10 mg/L的Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的去除达到最佳值,分别为93.58%和97.95%。此外,MBC去除Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的过程符合拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型。根据Langmuir模型,MBC对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)最大的吸附量分别为90.45 mg/g和138.50 mg/g。FTIR和XRD分析结果表明,MBC对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的去除机理包含络合、共沉淀、离子交换及静电作用。五次再生后,MBC对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的去除率分别为75.62%和80.16%,以上结果说明,MBC在处理含Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)酸性矿山废水方面具有很大的潜力。

改性生物炭吸附固定环境中Cd(Ⅱ)/Pb(Ⅱ)的研究进展

吸附法常用于修复环境中Cd(Ⅱ)/Pb(Ⅱ)的复合污染。环境友好、成本低廉的生物炭成为广泛应用的吸附剂,但存在吸附常量有限、选择性差等缺点,为此常采用改性来增强其吸附固定效果。综合分析了改性生物炭吸附固定镉、铅的影响因素,包括生物炭的原料、改性方法及改性剂种类和浓度、热解温度、Cd(Ⅱ)/Pb(Ⅱ)的竞争、投加量、pH值和干扰离子及改性生物炭吸附固定重金属的机理。最后强调通过调控条件改变生物炭性质提高吸附能力,展望指出需深化复合污染环境下改性方法、生物炭在环境中长期稳定性的研究,实现更有效的重金属修复。

聚乙烯亚胺改性蔗渣纤维素/蒙脱土复合球的制备及对Cd(Ⅱ)的吸附

以聚乙烯亚胺(PEI)改性甘蔗渣纤维素(SBC)(记为PEI-SBC)和改性蒙脱土(SMt)为原料,CaCO_(3)为致孔剂,通过简单凝固浴法制备了PEI-SBC/Mt复合球。采用FTIR、SEM、XRD、TGA、N_(2)吸附对其进行了表征,考察了溶液初始pH、Cd(Ⅱ)初始质量浓度、吸附温度、吸附时间对PEI-SBC/Mt吸附Cd(Ⅱ)的影响,并分析了该吸附剂对Cd(Ⅱ)的吸附机理。结果表明,在25℃、溶液初始pH=6、Cd(Ⅱ)初始质量浓度为450 mg/L、吸附时间120min时,PEI-SBC/Mt对Cd(Ⅱ)的最大平衡吸附量为235mg/g。准二级动力学模型和Langmuir模型能够准确描述吸附过程,PEI的加入为吸附剂吸附Cd(Ⅱ)提供了更多的活性位点。此外,吸附剂具有可重复使用性,经过5次循环吸脱附后,其吸附率只由起始的94.0%降至79.8%。

海泡石改性制备磁性纳米复合材料对Pb(Ⅱ)去除的研究

在天然粘土矿物中,海泡石具有独特的纳米棒状和层链状结构,从而具备较大的比表面积和孔体积,在环境污染修复领域逐渐受到关注.在本研究中,首先以海泡石为原材料通过酸碱化处理制备了SiO_(2)-Mg(OH)_(2)复合材料,再通过磁铁矿的负载,制备出一种新型的具有磁性的、高比表面积含镁纳米复合材料(SiO_(2)-Mg(OH)_(2)-Fe_(3)O_(4)),在此基础上,研究了新型复合材料对水体中Pb(Ⅱ)的去除效果.结果表明,与海泡石原样相比,所制备的含镁纳米复合材料(SiO_(2)-Mg(OH)_(2)-Fe_(3)O_(4))表现出较大的比表面积和良好的磁性,其对重金属Pb(Ⅱ)去除容量为257.6 mg/g.纳米磁性复合材料对Pb(Ⅱ)的吸附过程符合拟一级动力学模型;吸附热力学模拟显示,磁性复合材料对Pb(Ⅱ)的吸附符合Freundich模型.综合海泡石基磁性纳米复合材料制备过程简捷和良好的磁分离性,所制备的复合材料在环境领域具有良好的应用前景.

MnO2改性累托石/污泥生物炭复合材料的制备及其对Pb（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）吸附特性研究

为提高累托石/污泥生物炭复合材料的吸附特性,在通过混合热解法制备的累托石/污泥生物炭复合材料的基础上,利用氧化还原反应制备得到MnO2改性的累托石/污泥生物炭复合材料,对改性前后的复合材料进行了表征和吸附特性研究。结果表明:MnO2改性的累托石/污泥生物炭复合材料的比表面积以及微孔和介孔的数量远高于未改性的复合材料,改性复合材料中的MnO2是无定形的且材料表面含有丰富的含氧官能团;改性后的复合材料对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附量远高于未改性的复合材料,其吸附过程受pH值的影响较大;该改性复合材料对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附动力学和等温线分别符合Elovich模型和Langmuir等温线方程,其吸附热力学分析结果表明该改性复合材料对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附过程是自发的吸热过程,且混乱度增加。可见,MnO2改性的累托石/污泥生物炭复合材料是一种具有潜力的重金属吸附剂。

不同pH下两种可变电荷土壤中Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附与解吸的比较研究

对两种可变电荷土壤的研究表明,土壤对Cu(II)、Pb(II)和Cd(II)的吸附量均随pH的增加而增加,但Cu(II)与Pb(II)吸附量之间的差值随pH增加而减小,Cu(II)和Pb(II)与Cd(II)吸附量之间的差值随pH增大呈增大趋势。土壤吸附的Cd(II)的解吸量随吸附平衡液pH的增加而增加;但Cu(II)和Pb(II)的解吸量先随pH增加而增加,在某一pH时达最大,随后再逐渐减小。3种重金属离子在可变电荷土壤中吸附和解吸行为的不同特征是pH导致的土壤表面电荷的变化和离子水解程度的变化共同作用的结果。本文的研究结果对可变电荷土壤中重金属的控制和污染土壤的修复具有一定的指导意义。

化学调控作用对Cd Pb Cu复合污染菜地土壤中重金属形态和植物有效性的影响

通过盆栽试验,研究了有机物料和无机分子筛材料两种调控剂对集约化菜地土壤Cd、Pb和Cu形态变化及在蔬菜中的累积影响。结果表明,两种调控剂对土壤重金属Cd、Pb和Cu污染调控效果不同,有机物料降低了土壤中可交换态Pb的含量,对小白菜茎叶吸收Pb具有较好的抑制作用,但提高了土壤中可交换态Cd、Cu的含量,使小白菜茎叶中Cd、Cu的含量增加。而施加无机分子筛材料可降低土壤中可交换态Cd、Pb、Cu的含量,对小白菜茎叶吸收Cd、Pb和Cu均起到了较好的抑制作用。研究同时发现,施加两种调控剂后,土壤中重金属Cd、Pb和Cu的各种形态所占比例并无根本性变化,这可能与重金属的特性有关。

土壤CdZnPb复合污染对植物吸收重金属的影响

以潮褐土为供试土壤,用油菜作指示植物,通过模拟试验研究了土壤镉铅锌复合污染对植物吸收重金属的影响。结果表明,在土壤Cd、Zn、Pb复合污染处理条件下,植物Cd、Zn、Pb吸收的线性方程分别为:YCd=1.26+0.12XCd-1.78XZn,YZn=0.97+0.06XZn和YPb=1.26+0.001XPb,分别达到了极显著水准,并发现土壤Cd含量和Zn含量对植物Cd吸收量产生Cd-Zn复合效应,但二者对植物Zn的吸收未产生复合效应,不仅土壤Pb对植物Cd和Zn的吸收量未产生影响,而且土壤Cd含量和Zn含量对植物Pb的吸收量也未产生影响。

Hg(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)对中华哲水蚤总超氧化物歧化酶活性的影响

采用体外亚致死毒性实验,研究了3种重金属离子Hg（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）对中华哲水蚤Calanus sinicus总超氧化物歧化酶（T-SOD）活性的影响。实验结果表明,随着3种重金属暴露时间的延长,中华哲水蚤T-SOD活性发生显著变化。Hg（Ⅱ）浓度为0.001 3~0.005 3 mg/L时,T-SOD的活性在12 h时达到最大;Pb（Ⅱ）浓度为0.468 0、0.936 0、1.872 0 mg/L时,T-SOD的活性分别在36、24、12 h时达到最大。Hg（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）对中华哲水蚤T-SOD活性的影响均表现为随着着暴露时间的延长,呈先上升、后下降的变化趋势。Cd（Ⅱ）对中华哲水蚤T-SOD活性影响呈先上升、后下降、再上升、再下降的变化趋势,12 h时3个浓度组T-SOD值均达到最大。

铁矿渣磁性纳米颗粒的制备及其对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附潜力

【目的】制备铁矿渣磁性纳米颗粒,研究其对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能,促进富含铁的工业固体废弃物的资源化利用。【方法】以铁矿尾矿渣为原料,通过化学方法制备改性磁铁纳米颗粒3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4,对其进行表征,以批处理法探讨了不同pH、Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)平衡质量浓度和吸附时间下3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4对水体中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附潜力,并用X射线光电子能谱分析技术对吸附Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)前后3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4的结构进行分析。【结果】成功制备出了化学稳定性良好、粒径为73~160nm的磁性颗粒3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4,磁化强度23.1emu/g,颗粒表面富含-NH_2官能团。随体系pH以及Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)平衡质量浓度的升高,3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附量总体呈先迅速增加之后趋于平衡。在0~60min时,随着吸附时间的延长,3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附量迅速增加,120min后达到吸附平衡,准二级动力学模型能较好地拟合这一过程。Langmuir吸附等温模型能较好地拟合3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附过程,3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的最大吸附量分别为158.86和88.93 mg/g。3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附机制为不饱和配合吸附。【结论】以铁矿渣等含铁的工业固体废弃物为原料,成功制备出了对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)具有较好吸附能力的磁性纳米颗粒3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4。

Cd-Pb复合污染条件下3种花卉植物的生长反应及超积累特性研究

采用水培实验方法,研究了3种耐性较强的花卉植物在Cd-Pb复合污染条件下的生长反应及可能的超积累特性.结果表明,花卉植物种不同,其对复合污染的生长反应也不同,它们的耐性大小顺序为蜀葵(AlthaearoseaCav.)>凤仙花(ImpatiensBalsaminaL.)>金盏菊(CalendulaofficinalisL.);Cd对植物生长的影响较大、Pb的影响相对较小.3种花卉植物对重金属的积累量都是根部大于地上部;蜀葵对重金属Cd具有很强的耐性和积累性,在Cd、Pb复合污染条件下极具植物修复的潜力.对于这3种花卉植物,Cd-Pb相互作用效应与多种因素有关,包括重金属之间的浓度组合、植物种和植株部位等,表现得极为复杂,不仅仅是单纯的加和、拮抗或协同作用.

Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)在黄土上二元竞争吸附特性研究

铅、铜、镉是3种具有代表性的重金属污染物,可用于模拟多重离子复合污染情况。研究了离子浓度、土水比等因素对3种元素在黄土上二元竞争吸附特性的影响。等温吸附模型Langmuir、Freundlich和D-R模型都能在一定程度上解释Pb(Ⅱ)-Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)-Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)-Cd(Ⅱ)在黄土上的竞争吸附性能。黄土对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的选择顺序为Pb(Ⅱ)>Cu(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)。相比单一吸附,黄土对每种离子的吸附容量均有不同程度的下降。溶液的初始浓度越大,3种离子在单位黄土上的最大吸附量也随之增大,吸附效率随之降低;适当增大土水比可提高离子的去除效率。试验结果为黄土作为防污屏障和污水处理材料提供了依据。

磷基及铁基钝化剂对Pb、Cd、As复合污染土壤的修复效果及其工艺条件优化

通过DTPA和Na HCO3浸提方法评价磷基、铁基钝化剂对Pb、Cd、As复合污染土壤的钝化修复效果。结果表明,磷基钝化剂中磷酸二氢钙对有效态Pb、Cd固定效果较好,35 d后其去除率分别为61%、38%;铁基钝化剂中以硫酸高铁对有效态As固定效果最好,28d后其去除率达74.6%。工艺条件优化结果表明,随磷酸二氢钙用量增加,土壤中有效态Pb、Cd含量明显下降;随硫酸高铁用量增加,对有效态As的固定效果明显增加,当硫酸高铁添加量为土壤中As总物质的量的3.06倍时,28 d后土壤中有效态As的去除率高达74.5%。土壤水分含量在最大田间持水量的60%~80%时,对有效态Pb固定影响不大,但均略高于最大田间持水量30%~50%时的Pb去除率;土壤水分含量在最大田间持水量的60%~80%时,有效态Cd固定效果较好。当磷酸二氢钙用量为土壤中Pb、Cd总物质的量的10倍,土壤水分含量为最大田间持水量的60%时,21 d后有效态Pb、Cd去除率分别达到93%和39%。铁基与磷基钝化剂复配可以同时固定土壤中的Pb、Cd、As。当Fe3＋与PO3-4物质的量的比为7.2∶1时,7 d后土壤有效态Pb、Cd、As去除率分别为99%、41%、69%。

干旱区绿洲土壤Cd-Zn与Cd-Zn-Pb复合污染对芹菜生长吸收特征影响的比较

通过盆栽试验对干旱区绿洲土壤Cd-Zn和Cd-Zn-Pb复合胁迫下芹菜对Cd,Zn的吸收积累和迁移规律进行了研究.结果表明:在Cd-Zn和Cd-Zn-Pb复合胁迫下,芹菜根系干重呈减小趋势,而茎叶干重则先增加后减小.Pb对芹菜的生长为先促进后抑制,对芹菜根系和茎叶吸收Cd,Zn具有一定的促进作用,促进了Cd,Zn从土壤到芹菜根系和茎叶的富集,对Cd,Zn从芹菜根系到茎叶具有一定的阻碍作用.

灰潮土Cd Pb复合污染对萝卜产量品质和矿质元素吸收的影响

以C d、Pb为胁迫因子,以白萝卜为对象,采用盆栽试验方法,研究了武汉市灰潮土受重金属污染后对萝卜产量、品质和矿质元素吸收的影响。结果表明,C d处理降低萝卜的生物产量,Pb处理增加其产量;C d和Pb能显著降低萝卜体内维生素C的含量,且C d对维生素C含量的影响比Pb大;C d、Pb单独作用对萝卜含糖量有显著增加作用,但C d、Pb复合在一定程度抑制萝卜体内糖分的形成和积累;萝卜根和叶中C d、Pb含量均与污染土壤中C d、Pb含量成正相关。Pb的存在能促进萝卜对C d的吸收,而C d的存在抑制萝卜对Pb的吸收。C d、Pb对其他矿质元素吸收存在不同程度的影响,且在作物不同部位影响的主要元素也不尽相同。

Pb、Cd单一及复合污染对弯叶灰藓某些生理特性的影响

主要研究了Pb、Cd单一及复合污染对弯叶灰藓外部形态及总叶绿素含量的影响,结果表明:不同浓度的Pb、Cd对弯叶灰藓造成不同程度的伤害,随着Pb、Cd胁迫浓度的增加,弯叶灰藓表现出逐渐严重的伤害症状,总叶绿素的含量也随之下降,并且复合污染效应明显大于单一污染效应。

PbS/Ru(Ⅱ)配合物敏化Cd(Ⅱ)掺杂TiO_2纳米晶电极的光电化学

合成了Ｃｄ（Ⅱ）掺杂ＴｉＯ２纳米粒子（掺杂５％Ｃｄ（Ⅱ）），用光电化学方法测定了ＰｂＳ、ＲｕＬ２（ＮＣＳ）２（Ｌ＝２，２′联吡啶４，４′二羧酸）分别敏化及ＰｂＳ／ＲｕＬ２（ＮＣＳ）２复合敏化该纳米晶膜电极的光电化学行为，实验证明，ＰｂＳ、ＲｕＬ２（ＮＣＳ）２单独敏化和ＰｂＳ／ＲｕＬ２（ＮＣＳ）２复合敏化的Ｃｄ掺杂电极比纯的ＴｉＯ２电极的光电流产生的起始波长都向长波方向移动；在３８０～６００ｎｍ范围内。

膨润土对水泥固化体中Pb(Ⅱ),Zn(Ⅱ),Cd(Ⅱ)及Cr(Ⅵ)浸出的影响

为了确保含重金属废弃物在水泥基材料中的安全资源化利用,研究了在不同p H条件下纯水泥对Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)及Cr(Ⅵ)等重金属的固化效果及加入膨润土后的影响。结果表明:除Cr(Ⅵ)之外,纯水泥对Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)及Cd(Ⅱ)的固化效果较好,当重金属的掺量达到5‰时,即便在p H=3的强酸条件下,其浸出毒性仍然低于国家标准。加入膨润土后,可进一步降低水泥基材料中各重金属的浸出率,当膨润土掺量为30%、酸性条件下,28d龄期固化体中Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的浸出浓度分别降低了60.9%、51.3%及53.3%,CH峰值下降、AFt峰值明显增高,但膨润土对Pb(Ⅱ)有负效应,酸性溶液中的浸出量高于中性溶液。

二氧化碳驱动离子液体双水相萃取分离印染废水中痕量Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)

制备具有可逆疏水-亲水转变性能的离子液体(ILs),其在室温和常压下与H_(2)O表现出独特的相行为:在CO_(2)存在下为单相,而在脱除CO_(2)时为两相。因此,离子液体-H_(2)O-CO_(2)三相体系适合双水相萃取,且无需使用大量的电解质。建立了将该体系用于印染废水中痕量Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)分离富集并联用原子吸收光谱仪测定其含量的新方法。结果表明,在pH为8.0时,Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)可以被[C_(6)DIPA][Im]相富集,富集倍率25倍,萃取率达到98.8%,Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)检出限分别为0.64 ng/mL和0.13 ng/mL。该方法具有绿色环保、萃取容量大、萃取时间短、灵敏度高等优点。用于标准水样和实际印染废水测定,结果令人满意。

Cd、Zn、Pb单因素及复合污染对土壤酶活性的影响

通过Ｃｄ、Ｚｎ、Ｐｂ单因素处理和复合因素处理的对比性研究发现，无论是单因素或复因素对土壤酶活性的抑制效应顺序均为 Ｃｄ＞ Ｚｎ＞ Ｐｂ；在所研究的 ４种土壤酶中，脲酶受重金属的抑制作用最为敏感； Ｃｄ、 Ｚｎ、 Ｐｂ复合污染与各单因素的影响有较大差异，同时，Ｃｄ、Ｚｎ、Ｐｂ复合污染对４种土壤酶活性的影响效应亦不同。其复合污染对脲酶表现出协同抑制负效应的特征；对过氧化氢表现出一定的屏蔽作用或拮抗作用；转化酶和碱性磷酸酶主要因Ｃｄ浓度的变化而变化。