细菌-矿物复合吸附剂对重金属离子的吸附与解吸作用

将胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)KO2菌株在无氮培养基中培养得到细菌吸附剂,将K02分别接种到含有硅藻土或沸石粉的培养基中培养,得到细菌-硅藻土复合吸附剂和细菌-沸石复合吸附剂,研究三者对几种重金属离子的吸附和解吸作用.结果表明,细菌与矿物的复合吸附剂效果更好,解吸率也更高,其中细菌-沸石复合吸附剂效果最好.比较对Cu2+、Zn2+、Cd2+、Cd3+、pb2+的吸附作用.该吸附剂对Pb2+选择性最好,吸附率达97%,且吸附后可以自动聚集成团沉降,相比细菌和矿粉单独使用,沉降时间明显加快.用浓度均为0.1 mol/L的草酸、草酸铵、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)、硝酸钠4种溶液作解吸剂,分别对上述3种吸附剂体系进行解吸.EDTA-2Na对3种吸附条件下的Pb2+解吸效果最好,最高达到90%.在应用细菌吸附剂和细菌-硅藻土吸附剂条件下,EDTA-2Na解吸效果从大到小为Pb2+、Cu2+、Cr3+其他解吸剂均对Cu2+效果最好;草酸的解吸率从大到小依次为Cu2+、Cr3+、Cd2+、Zn2+、Pb2+.而在采用细菌-沸石吸附剂条件下,不同解吸剂对不同重金属解吸效果完全不同.用EDTA-2Na做解吸剂,5种离子的解吸率都明显高于其他组,草酸对Cr3+解吸率最高.研究表明,对重金属离子废水吸附和解吸效果较好的组合为细菌-沸石吸附剂和EDTA-2Na.     

不溶性腐殖酸对重金属离子的吸附研究

讨论了不溶性腐殖酸(IHA)对水中重金属pb2 、Cd2 、Cu2 的吸附去除作用.将可溶性腐殖酸进行改性处理,制备了不溶性腐殖酸,并应用差热分析(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)等测试手段对其热性能及微观形貌进行了分析表征.研究了不溶性腐殖酸对水溶液中的Pb、Cd、Cu等重金属离子的吸附特征.吸附等温线分别以Linear,Frendlich和Langmuir方程进行拟合,结果显示吸附的最佳模型为Frendlich方程.利用该方程拟合的数据,由Clausius-Claperyon's方程计算出的pb2 、Cd2 、Cu2 吸附焓变值说明,重金属在不溶性腐殖酸上的吸附以物理吸附为主.同时考察了温度、酸度及吸附时间对吸附的影响.结果表明,随着温度的升高和pH值的增大,不溶性腐殖酸对pb2 、Cd2 、Cu2 的吸附量增加.随着pH的增加,在近中性条件下不溶性腐殖酸对重金属离子的吸附率高且稳定.当pH=7时,在实验浓度范围内pb2 、Cd2 、Cu2 在不溶性腐殖酸中的吸附率分别为98.73%,97.86%,99.25%.吸附进行12 h以后,吸附作用基本达到平衡.不溶性腐殖酸对重金属离子具有强烈的吸附作用且吸附率稳定,可以广泛用于去除污水中的重金属离子.     

细菌纤维素负载纳米Fe3O4的制备及其吸附Cd2+的研究

为提高细菌纤维素(BC)处理含重金属离子废水的效果,以BC和纳米Fe3O4为原料,采用共混沉淀法制备了新型的BC负载纳米Fe3O4吸附剂(NFBC).同时将制得的NFBC用于吸附重金属离子Cd2+研究,考察了溶液pH值、吸附时间等因素对吸附效果的影响,并进一步模拟吸附动力学和吸附等温线,初步分析了吸附机理.结果表明:利用纳米Fe3O4比表面积大和表面原子配位不足的特点,将其负载于BC表面,提高了对Cd2+吸附,去除率可达70％,单位吸附量最大为27.97 mg/g; pH值是影响NFBC对Cd2+吸附效果的重要参数;吸附动力学符合二级反应动力学,吸附平衡符合Langmuir吸附等温方程,并具有良好的线性,说明NFBC对Cd2+是典型的单分子层吸附;在外加磁场作用下,纳米Fe3O4粒子超顺磁性有助于吸附剂能快速有效地从液相分离,克服了BC粉末难于有效分离的不足.     

浏阳河底泥中重金属释放污染水体研究

浏阳河底泥中的富集重金属的底泥会以一定形态进行二次释放。主要考察了时间、pH值、温度以及分别固定Cl-、NO-3、SO2-4的条件下常见阳离子Na+和Mg2+等因素对底泥中重金属Cd、Cr、Pb、Ni释放的影响。结果显示:①通过底泥中重金属总含量的测定,发现重金属污染程度为CdPbCuNi;同时Cd对浏阳河的潜在生态危害程度评价等级为强,其他3种重金属则属于轻微生态危害;②重金属Cd和Pb释放比较明显,Ni和Cu释放量未检测出;底泥中重金属的释放量随着时间、温度、阴离子浓度的增加而增大,除pH值在一定范围内对释放量的影响呈凹形趋势;③Cl-、NO-3、SO2-4浓度一定时,Mg2+对重金属释放量的提升作用明显大于Na+;相同浓度时,对Cd和Pb释放影响较大的是Cl-和SO2-4。     

二元含汞重金属混合物对费氏弧菌的联合毒性研究

以费氏弧菌(Vibrio fucheri)作为毒性测试物种,测定了Hg2+、pb2+、Cu2+、Cd2+、Zn2、Cr6+对费氏弧菌的单一毒性;采用等毒性配比法研究了Hg2+/pb2+、Hg2+/Cr6+、Hg2+/Cu2+、Hg2+/Zn2+、Hs+/Cd2+5种二元混合体系的联合毒性作用.结果表明,重金属离子单独存在时均会对费氏弧菌产生毒性作用,发光菌的相对发光强度均与重金属离子质量浓度呈负相关关系,线性相关系数为0.876 4～0.973 0.Hg2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Zn2+、Cr6+单独存在时对费氏弧菌的EC50分别为0.045 mg/L、0.181 mg/L、0.300mg/L、0.117 mg/L、0.614 mg/L、23.000mg/L,重金属离子毒性从大到小为Hg2+、Cd2+、pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+.而与单一重金属相比,其二元混合物对费氏弧菌的生物毒性效应和强度完全不同.Hg2+/pb2+、Hg2+/Cr6+二元混合体系表现为拮抗作用,Hg2+/Cu2+、Hg2+/Zn2+均表现为协同作用,Hg2+/Cd2+表现为加和作用.     

固定香菇(Lentinus edodes)废弃菌柄对溶液中Cd2+的吸附

为开发廉价实用的吸附材料,利用聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA)固定香菇废弃菌柄作为生物吸附剂吸附溶液中的Cd2+,吸附过滤后的溶液用原子吸收光谱仪(AAS)测定Cd2+的浓度.结果表明:对溶液中Cd2+的吸附7 h达到平衡,平衡吸附昔为0.200 8 mg/g;模拟二级方程能很好地拟合吸附过程,决定系数R2为0.994 6;Cd2+适宜的吸附pH值范围为4～7,比自由态香菇粉广;随着Cd2+初始质量浓度的增加,溶液中Cd2+的吸附量逐渐增加;与Cd2+共存于同一溶液中的Cu2+或Pb2+明显降低了Cd2+的吸附率;分别用Langmuir、Fre-undlich、Dubinin-Radushkevich(D-R)和Langmuir-Freundlich等温吸附模型对Cd2+的吸附过程进行拟合,结果表明Langmuir吸附模型能很好地拟合溶液中Cd2+的等温吸附过程,R2达0.9981.微观形态研究表明.PVA-SA香菇小球吸附Cd2+后粗糙多孔的表面变得密实,表面有Cd沉积和Cd晶体存在.红外光谱(FTIR)研究发现,在PVA-SA香菇小球吸附Cd2+的过程中香菇细胞壁上的-OH、-CO、-CO-NH及PVA发挥了作用.用10 mmol/L的HCI作为解吸剂,3次解吸后PVA-SA小球对Cd2+的吸附率仍可以达到64.17%,表明香菇废弃菌柄的PVA-SA固定技术在重金属生物吸附的实际应用中是可行的.     

面包酵母菌对Pb2+和Cd2+单双重金属离子体系的吸附效果

为了探讨灭活面包酵母菌对Pb2+、Cd2+的单、双重金属离子体系(以下简称双离子体系)的吸附效果及影响机制,选择灭活面包酵母菌为吸附剂,对Pb2+、Cd2+的单离子体系和Pb2+-Cd2+双离子体系吸附动力学过程和等温吸附效果进行研究.结果表明,不同离子体系中,在相同初始浓度情况下,面包酵母菌对Pb2+的吸附量总是大于对Cd2+的吸附量.试验条件下,面包酵母菌对Pb2+、Cd2+的单离子体系和Pb2+-Cd2+双离子体系等温吸附符合Langmuir模型,最大吸附量qmax分别为0.414 9 mmol/g、0.346 8 mmol/g和0.488 5 mmol/g.SEM/EDS分析表明,Pb2+、Cd2+被吸附到菌体上,造成菌体变形或出现破裂,并使内部物质外泄,这可能是吸附进行一定时间后出现二次吸附过程的主要原因.灭活面包酵母对Pb2+和Cd2+具有良好的吸附效果,对Pb2+-Cd2+双离子体系的吸附,离子间的点位竞争和联合毒性作用是影响体系总体吸附效果的重要因素.     

核磁共振和XPS法表征盐酸改性斜发沸石的光谱分析

以天然斜发沸石为研究对象,采用不同浓度的盐酸对其改性,分析了改性前后沸石对水中氨氮吸附能力的变化。运用XRD分析沸石的组成特性与骨架结构特征,运用核磁共振、FTIR与XPS表征骨架原子分布与特征变化以及改性后沸石酸性中心的变化。结果表示盐酸的改性机制主要是通过溶解沸石骨架中的四配位铝,溶出孔道杂质及H+置换沸石中的金属阳离子,减少可与氨氮离子进行交换的阳离子数量,导致沸石吸附氨氮的性能下降,但盐酸改性可作为预处理手段,提高复合改性的药剂利用率。     

改性沸石对印染废水深度处理的试验研究

采用改性沸石对印染废水进行深度处理,考察了沸石投加量、pH值、反应时间和振荡速度对改性沸石吸附效果的影响.结果表明:最佳吸附条件为沸石投加量2 g,振荡速率130 r/min,振荡时间60min,废水pH值9.33.正交试验可得,在沸石投加量、pH值、振荡时间3个影响因素中,振荡时间影响最大.     

猪粪降解液改性沸石、膨润土的制备研究

采用湿法工艺用猪粪降解液对沸石、膨润土进行有机改性,通过单因素法分别改变猪粪降解液的加入量、体系pH值、反应温度和反应时间4个因素,研究其对水样中Cu2+吸附性能的影响.结果表明,当猪粪与钙基膨润土的质量比为1∶1,pH值为9.0,反应温度为60 ℃,搅拌反应时间为2.5 h时,制备的改性膨润土对160 mg*L-1的Cu2+水样中Cu2+的去除率达91.29%;当猪粪与沸石的质量比为1∶2,pH值为7.0,反应温度为60 ℃,搅拌反应时间为2.0 h时,制备的改性沸石对160 mg*L-1的Cu2+水样中Cu2+的去除率达92.01%;在最佳制备条件下,改性沸石与改性膨润土对Cu2+的去除率相差不大.