不同作物原料热裂解生物质炭对溶液中Cd2＋和Pb2＋的吸附特性

选择由小麦秸秆、玉米秸秆和花生壳经350-500℃热裂解制成的生物质炭,研究生物黑炭对水溶液中Cd2＋和Pb2＋的吸附特性,分析了pH值、吸附时间、溶液初始质量浓度、生物质炭粒径和投加量对吸附效果的影响。结果表明：生物质炭对Cd2＋和Pb2＋的吸附约10 min即达平衡;3种生物质炭对Cd2＋和Pb2＋的等温吸附均可用Langmuir方程和Freundlich方程拟合,玉米秸秆炭对Cd2＋和Pb2＋的最大吸附量远大于小麦秸秆炭和花生壳炭;在生物黑炭投加量为150 mg（6 g.L-1）时,3种生物黑炭对溶液Cd2＋的去除率均在90%以上,玉米秸秆炭对溶液Pb2＋的去除率达90.30%,而小麦秸秆炭和花生壳炭的去除率仅为52%和47%,玉米秸秆炭有望成为处理重金属污染废水的新型吸附材料。     

人居生活废弃物生物黑炭对水溶液中Cd2+的吸附研究

以人居生活废弃物生物黑炭为材料,探讨生物黑炭对Cd2+的吸附动力学及热力学特性,通过平衡吸附法研究吸附时间、Cd2+初始质量浓度、吸附剂投加量、溶液pH值以及黑炭粒径对Cd2+吸附率的影响.结果表明,吸附时间为2h时基本达到吸附平衡,准二级动力学方程能很好地描述生物黑炭对Cd2+的吸附过程.Langmuir模型能较好地描述生物黑炭对Cd2+的等温吸附过程,根据该模型模拟得到25℃条件下Cd2+最大吸附量为6.22mg·g-1.Cd2+去除率随生物黑炭投加量的增加而增大;生物黑炭对Cd2+吸附量随其粒径减小而增大;溶液初始pH值为4.0～7.5时,pH值变化对Cd2+吸附量的影响不显著.采用人居生活废弃物生物黑炭去除水溶液中Cd2+时,控制溶液Cd2+初始质量浓度30mg·L-1,粒径小于0.25 mm,投加水平8g·L-1,反应温度25℃,反应时间1～2h,Cd2+去除率可达80％.人居生活废弃物生物黑炭可以作为去除污染水体中Cd2+的吸附剂.     

pH对宁夏引黄灌区盐碱化土壤重金属吸附-解吸过程的影响

高pH值是宁夏引黄灌区盐碱化土壤的显著特征,研究盐碱化土壤的高pH值对不同重金属元素的富集和释放规律,可为宁夏引黄灌区盐碱化土壤重金属污染的控制及治理提供科学依据。通过调节pH值,采用土柱淋溶的方法,模拟盐碱化土壤的Cd和Pb的吸附-解吸过程,研究pH对盐碱化土壤重金属Cd、Pb吸附-解吸特征、形态和生物活性的影响。结果表明:在试验设定的pH范围内,盐碱化土壤对Cd的吸附量随着pH值的升高而呈升高趋势,在pH值为8时达到峰值,对Pb的吸附量随pH的升高呈波动状变化状态,在pH值为10时达到峰值;同时,Cd的解吸量随吸附量增加而线性增大,解吸量随pH升高而增加,但解吸量随吸附量变化而变化的幅度随pH值的升高而减小,Pb的解吸量随吸附量增加而呈选择性增加。随着pH的升高,Cd可交换态和碳酸盐结合态的含量变化趋势相反,生物活性基本不变,其Fe/Mn氧化物结合态、有机结合态和残渣态的含量不变;Pb可交换态和碳酸盐结合态的含量随着pH的升高而升高,生物活性增强,有机结合态的含量减少,Fe/Mn氧化物结合态和残渣态的含量不变。宁夏引黄灌区盐碱化土壤的高pH值可以降低土壤对重金属Cd、Pb的吸附,缓解重金属污染引起的生态、粮食及其食品安全压力。     

硅藻土和膨润土对重金属离子Zn~（2＋）、Pb~（2＋）及Cd~（2＋）的吸附特性

以硅藻土和膨润土作为吸附剂,考察微波加热与否条件下,不同吸附时间、不同吸附剂用量和不同pH值对硅藻土和膨润土分别吸附Zn2＋、Pb2＋、Cd2＋重金属离子的影响.实验结果表明,硅藻土和膨润土对3种重金属离子均有很好的吸附效果,吸附时间对去除率影响不大,数分钟即可达到吸附平衡,微波加热、增加吸附剂用量和提高pH值,都有利于提高3种重金属离子的去除率.     

人居生活废弃物生物黑炭对水溶液中Cd^2＋的吸附研究

以人居生活废弃物生物黑炭为材料,探讨生物黑炭对Cd^2＋的吸附动力学及热力学特性,通过平衡吸附法研究吸附时间、Cd^2＋初始质量浓度、吸附剂投加量、溶液pH值以及黑炭粒径对Cd^2＋吸附率的影响。结果表明,吸附时间为2h时基本达到吸附平衡,准二级动力学方程能很好地描述生物黑炭对Cd^2＋的吸附过程。Langmuir模型能较好地描述生物黑炭对Cd^2＋的等温吸附过程,根据该模型模拟得到25℃条件下Cd^2＋最大吸附量为6．22 mg·g^-1 Cd^2＋去除率随生物黑炭投加量的增加而增大;生物黑炭对Cd^2＋吸附量随其粒径减小而增大;溶液初始pH值为4．0-7．5时,pH值变化对Cd2’吸附量的影响不显著。采用人居生活废弃物生物黑炭去除水溶液中Cd^2＋时,控制溶液Cd^2＋初始质量浓度30mg·L^-1,粒径小于0．25mm,投加水平8g·L^-1,反应温度25℃,反应时间1-2h,Cd^2＋去除率可达80％。人居生活废弃物生物黑炭可以作为去除污染水体中Cd^2＋的吸附剂。     

不同作物原料热裂解生物质炭对溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性

选择由小麦秸秆、玉米秸秆和花生壳经350~500℃热裂解制成的生物质炭,研究生物黑炭对水溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性,分析了pH值、吸附时间、溶液初始质量浓度、生物质炭粒径和投加量对吸附效果的影响。结果表明:生物质炭对Cd2+和Pb2+的吸附约10 min即达平衡;3种生物质炭对Cd2+和Pb2+的等温吸附均可用Langmuir方程和Freundlich方程拟合,玉米秸秆炭对Cd2+和Pb2+的最大吸附量远大于小麦秸秆炭和花生壳炭;在生物黑炭投加量为150 mg(6 g.L-1)时,3种生物黑炭对溶液Cd2+的去除率均在90%以上,玉米秸秆炭对溶液Pb2+的去除率达90.30%,而小麦秸秆炭和花生壳炭的去除率仅为52%和47%,玉米秸秆炭有望成为处理重金属污染废水的新型吸附材料。     

不同类型土壤对重金属的吸附特性

为了解重金属在土壤中的迁移转化规律,为确定土壤环境容量和治理土壤重金属污染提供理论依据,采用室内试验方法研究了采自山东的棕壤、黑龙江的黑土、陕西的黄棕壤和山西的褐土吸附Cu2 、Pb2 和Cd2 的特性及溶液pH、外加腐殖酸、溶液中重金属初始含量对吸附的影响.由振荡平衡法进行吸附试验,原子吸收分光光度法测定平衡溶液中重金属的吸光度值.试验结果表明:随着溶液中Cu2 、Pb2 和Cd2 含量的增大,4种土壤对Cu2 、Pb2 和Cd2 的吸附量逐渐增大.溶液pH值对土壤吸附重金属的影响因土壤性质和重金属特性的不同而不同.加入腐殖酸,4种土壤对Cu2 、Pb2 和Cd2 的吸附量明显减少.不同吸附模型拟合结果表明,4种土壤对Pb2 的吸附等温线都符合 Langmuir 方程和Freundlich方程,对Cu2 吸附等温线拟合的Langmuir 方程和Freundlich方程的相关性不理想,对Cd2 吸附等温线拟合符合Freundlich方程.     

高锰酸钾改性活性炭的制备、表征及其吸附Pb2＋的特性

为提高活性炭对废水中Pb2＋的去除效率,采用不同浓度的KMnO4溶液对颗粒活性炭进行静置氧化/冷凝回流改性;利用BET测定了改性活性炭比表面积,并采用BET、SEM、FTIR和XRD等方法对其进行了表征;考察了吸附时间、投加量、pH值、温度对吸附Pb2＋的影响。结果表明,Pb2＋浓度为40 mg/L,在3 g/L的投加量下,0.01KMnO4-GAC和0.03KMnO4-GAC对Pb2＋的吸附去除率分别达到了92%和94%,是GAC对Pb2＋吸附去除率的1.84和1.88倍;在吸附剂3 g/L的投加量下,180 min基本达到吸附平衡;3种吸附剂对Pb2＋的吸附,随着pH值的降低而减少;而温度对吸附Pb2＋的影响相对较小。     

磁性海泡石表面零电荷点和吸附Cd~（2＋）的特性

采用惰性电解质滴定法和静态吸附实验,研究了磁性海泡石表面零电荷点和吸附Cd2＋特性.实验结果表明,海泡石经过磁改性后所对应的pHpzc值由8.0升高到8.5,吸附体系pH的提高,有利于对重金属阳离子Cd2＋的吸附.在pH值大于3时,磁性海泡石对Cd2＋吸附量和去除率随pH值的升高而增大且趋于稳定,其吸附量为16.10 mg.g-1,约为海泡石的3.9倍,去除率为98%,约为海泡石的2.2倍.磁性海泡石对Cd2＋的吸附量与离子强度有较大的相关性,随离子强度的增加而减小;对Cd2＋的吸附量随反应温度的升高而增加,吸附等温式符合Langmuir方程.吸附机理以表面配合吸附和表面沉淀为主.     

Biosorption of low level Cd~（2＋） in water by Aspergillus sojae

以酱油曲霉（Aspergillus sojae）为吸附剂,对水溶液中微量Cd2＋进行了吸附研究.实验考察了预处理方法、菌体用量、pH、温度和吸附时间对吸附的影响,同时分析了其吸附动力学和吸附等温线特性,并对酱油曲霉菌体吸附Cd2＋的可能作用机理进行了探讨.结果表明,碱预处理的菌体吸附效果最好.在菌体用量为0.08 g时,对Cd2＋的吸附量达到最大,为0.095 mg.g-1.pH值在3.4—8之间,酱油曲霉菌体对Cd2＋的吸附效果比较稳定,其最大吸附率出现在pH 3.4.温度在15℃—30℃之间时,菌体对Cd2＋的吸附率差异很小,吸附率在88.3%—94.4%之间.二级动力学方程能很好地表征酱油曲霉吸附微量Cd2＋的过程,R2在0.99以上,其吸附平衡时间大约2.5 h,线性模型更适于描述该吸附平衡过程.SEM、FTIR分析得出,Cd2＋可能是与酱油曲霉菌体表面的羟基、酰胺基、羧基、磷酸基和胺基等基团相络合而被吸附,也可能是形成颗粒沉淀而附着在菌丝上.     

溶液中多种金属离子共存对毛木耳生物吸附能力的影响

用毛木耳(Auricularia polytricha)菌丝体的死细胞作为生物吸附剂吸附溶液中的Cd 2+、Cu 2+和Pb 2+.用原子吸收分光光度计测定吸附前后溶液金属离子的变化,研究了溶液中两种离子共存对毛木耳吸附能力的影响.结果表明:溶液中Pb2+的存在抑制了毛木耳对Cd2+的吸附,是负向干扰;Cd2+的存在促进了毛木耳对pb2+的吸附,是正向干扰;Cu2+的存在促进了毛木耳对pb2+的吸附,是正向干扰;Pb2+的存在抑制了毛木耳对Cu2+的吸附,是负向干扰;Cd2+对Cu2+的影响作用不如Cu2+对Cd2+的影响明显.实验结果为毛木耳作为重金属污染废水的处理材料提供理论依据.     

聚乙烯醇-海藻酸钠固定香菇废弃物吸附Pb和Cd的最佳配方

选用香菇废弃物作为生物吸附剂,用聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钠(SA)同定香菇粉制成PVA-SA固定香菇,以吸附溶液中铅(Pb)和镉(Cd)的能力为主要评价指标,结合成球性、机械强度和耐酸性等,通过正交试验确定出吸附Pb的PVA-SA固定香菇最佳配方是8%PVA+1%SA+3%香菇粉+2%CaCl2的饱和H3BO3,对Pb的吸附率为95.4%,吸附Cd的PVA-SA同定香菇的最佳配方是5%PVA+1%SA+3%香菇粉+2%CaCl2的饱和H3BO3,对Cd的吸附率为63.7%.二小球的成球性、机械强度和耐酸性都较好.Langmuir等温吸附模型能最好地拟合香菇吸附Pb的热力学过程,相关系数R2达0.993 9;Freundlich模型能更好地描述香菇吸附Cd的热力学过程,R2为0.999 3.Freundlich等温吸附模型适合描述PVA-SA同定香菇吸附Pb和Cd的热力学过程,R2分别为0.958 7和0.982 3.自由香菇对Cd的理论最大吸附量qm-Langmuir (2.832 1 mg g-1)小于PVA-SA固定香菇的理论最大吸附量qm-Langmuir (6.447 5 mg g-1),自由香菇吸附Pb的Freundlich模型参数k(0.312 7)小于PVA-SA固定香菇吸附Pb的k(0.431 0),香菇固定后吸附Cd和Pb的能力有所提高.PVA-SA固定香菇吸附Pb和Cd的吸附平衡时间分别为3 h和7 h,比自由香菇吸附Pb和Cd的平衡时间(1 h)长.伪二级动力学模型能很好地拟合固定香菇吸附Pb和Cd的动力学过程,R2分别为0.999 9和0.994 6,由该模型计算出的对Pb和Cd的平衡吸附量理论值分别为0.453 6 mg g-1和0.2060 mg Cd g-1.伪二级动力学模型能很好地拟合同定香菇吸附Pb和Cd的动力学过程,由该模型计算出的固定香菇对Pb和Cd的平衡吸附量理论值分别为0.453 6 mg g-1和0.206 0 mg g-1,自由香菇对Pb和Cd的平衡吸附量理论值分别为1.817 2 mg g-1和0.842 5 mg g-1.PVA-SA固定香菇吸附Pb/Cd的伪二级动力学反应速率常数k2为1.324 1/1.253 1,自由香菇吸附Pb/Cd的k2为0.780 510.213 0,自由香菇吸附Pb/Cd的k2大于固定香菇的k2,表明固定香菇吸附Pb/Cd达到平衡所需要的时间比自由香菇所需要的时间长.图3表6参16     

盐泽螺旋藻对染料的吸附性能研究

本文研究了经过一定处理后失活的盐泽螺旋藻对七种染料的吸附行为;同时探讨了不同重金属对失活的盐泽螺旋藻吸附染料的影响。     

低浓度Pb^2＋对Cd^2＋污染下冬小麦幼苗根微域土壤水解酶活性及与根微域土壤生化特征关系的影响

采用盆栽试验法探讨了Cd^2＋、低于国家“土壤环境质量标准”规定的II类土壤环境基准值300mg-kg^-1干土时的Pb^2＋与Cd^2＋复合处理对冬小麦幼苗根微域土壤磷酸酶、转化酶和脲酶活性及与根微域土壤微生物数量和生化特征关系的影响特征。结果表明：（1）Cd^2＋对冬小麦幼苗根微域土壤转化酶、脲酶和磷酸酶活性表现为显著抑制效应;而低浓度Pb^2＋主要表现为协同Cd抖污染抑制根微域土壤水解酶活性效应;（2）Cd^2＋处理下,磷酸酶活性与微域土壤有机质含量呈极显著正相关;转化酶活性与细菌、真菌和放线菌数量呈显著负相关,与有机质呈显著正相关;脲酶活性与细菌、真菌和放线菌数量及微生物量碳表现为极显著正相关;（3）Pb^2＋／cd^2＋处理下,碱性磷酸酶活性与微生物量碳表现为显著正相关;转化酶活性与全氮含量表现为显著负相关,与有机质含量呈极显著正相关;脲酶活性与全氮呈极显著正相关,与有机质为极显著负相关,总体来讲,Cd^2＋／Pb2＋与Cd^2＋处理之间酶活性与生化特征的关系存在明显差异;同时Pb^2＋／Cd^2＋处理下磷酸酶、转化酶和脲酶活性与土壤微生物数量之间的相关性特点与Cd^2＋处理下也明显不同。     

Interaction between cadmium,lead and potassium fertilizer (K<Subscript>2</Subscript>SO<Subscript>4</Subscript>) in a soil-plant system

A pot experiment was conducted to examine the influence of potassium (K) fertilizer (K₂SO₄) application on the phytoavailability and speciation distribution of cadmium (Cd) and lead (Pb) in soil. Spring wheat (Triticum aestivum L.) was selected as the test plant. There were seven treatments including single and combined contamination of Cd and Pb. CdCl₂·2.5 H₂O and Pb(NO₃)₂ were added to the soil at the following dosages: Cd + Pb = 0.00 + 0.00, 5.00 + 0.00, 25.0 + 0.00, 0.00 + 500, 0.00 + 1000, 5.00 + 500 and 25.0 + 1000 mg kg⁻¹, denoted by CK, T1, T2, T3, T4, T5 and T6, respectively. The K fertilizer had five levels: 0.00, 50.0, 100, 200 and 400 mg K₂O kg⁻¹ soil, denoted by K0, K1, K2, K3 and K4, respectively. The results showed that the K fertilizer promoted the dry weight (DW) of wheat in all treatments and alleviated the contamination by Cd and Pb. The application of K₂SO₄ reduced the uptake of Cd in different parts including roots, haulms and grains of wheat; the optimum dosage was the K2 level. K supply resulted in a significant (P < 0.05) decrease in the soluble plus exchangeable (SE) fraction of Cd and there was a negative correlation (not significant, P > 0.05) between the levels of K and the SE fraction of Cd in soil. The application of the K fertilizer could obviously restrain the uptake of Pb by wheat and there were significant (P < 0.05) negative correlations between the concentrations of Pb in grains and the levels of K in soil. K supply resulted in a decrease in the SE fraction of Pb (except the K1 level) from the K0 to K4 levels. At the same time, the application of the K fertilizer induced a significant (P < 0.05) decrease in the weakly specifically adsorbed (WSA) fraction of Pb and a significant (P < 0.05) increase in the bound to Fe–Mn oxides (OX) fraction of Pb. At different K levels, the concentration of Pb in the roots, haulms and grains had a positive correlation with the SE (not significant, P > 0.05) and WSA (significant, P < 0.05) fractions of Pb in the soil. All the K application levels in this experiment reduced the phytoavailability of Cd and Pb. Thus, it is feasible to apply K fertilizer (K₂SO₄) to alleviate contamination by Cd and/or Pb in soil. Moreover, the level of K application should be considered to obtain an optimal effect with the minimum dosage.     

Biosorption of Cd2+ and Cu2+ on immobilized Saccharomyces cerevisiae

The biosorption of Cd²⁺ and Cu²⁺ onto the immobilized Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) was investigated in this study. Adsorption kinetics, isotherms and the effect of pH were studied. The results indicated that the biosorption of Cd²⁺ and Cu²⁺ on the immobilized S. cerevisiae was fast at initial stage and then became slow. The maximum biosorption of heavy metal ions on immobilized S. cerevisiae were observed at pH 4 for Cd²⁺ and Cu²⁺. by the pseudo-second-order model described the sorption kinetic data well according to the high correlation coefficient (R ²) obtained. The biosorption isotherm was fitted well by the Langmuir model, indicating possible mono-layer biosorption of Cd²⁺ and Cu²⁺ on the immobilized S. cerevisiae. Moreover, the immobilized S. cerevisiae after the sorption of Cd²⁺ and Cu²⁺ could be regenerated and reused.     

Cd2+胁迫对螺旋藻生长、光谱特性及藻胆蛋白质量浓度的影响

Cd2 是造成环境污染的重金属元素之一,如何治理Cd2 污染一直是一个难题。螺旋藻(Spirulina)是一种营光合自养的蓝藻,由于其突出的营养和保健价值而被誉为21世纪最优秀的食品。高浓度的某些重金属,如Cu2 ,Mn2 ,Zn2 等会抑制螺旋藻的生长并在藻细胞内富集,但有关Cd2 对螺旋藻的影响则未见相关报道。采用室内培养法,研究了不同质量浓度(0~25mg/L)Cd2 对钝顶螺旋藻突变株(SP-Dz)的生长、光谱特性及藻胆蛋白质量浓度的影响。结果表明,不同质量浓度的Cd2 处理均会抑制螺旋藻的生长,随着Cd2 质量浓度的增加,抑制作用增强。螺旋藻藻细胞有三个主要吸收峰,分别在440nm(叶绿素a在蓝紫光区的吸收峰),626nm(藻蓝蛋白的吸收峰)和676nm(别藻蓝蛋白和叶绿素a在红橙光区的吸收峰)。Cd2 处理会使藻细胞3个主要吸收峰中的两个发生红移,分别由440nm红移到448nm,676nm红移到684nm。Cd2 会使藻胆蛋白中藻蓝蛋白的吸收峰由626nm红移到630nm,而对别藻蓝蛋白在680nm的吸收峰没有明显影响。随着Cd2 质量浓度的增加,藻胆蛋白质量浓度下降。