表面活性剂强化重金属污染植物修复的可行性

表面活性剂因具有亲水亲脂的两亲性，已被广泛用来治理环境污染。利用表面活性剂强化植物萃取土壤重金属的可行性，是建立在表面活性剂、重金属、土壤、植物等四者之问的关系基础上的。文章根据乳化液膜分离、胶团强化超滤、金属液泡吸收等技术探讨了表面活性剂与重金属的关系。表面活性剂在其浓度超过临界胶束浓度时，在溶液中形成胶团，通过静电吸附与超滤，去除溶液中的重金属。超滤技术与ξ电位的试验结果确定了表面活性剂与土壤的关系，即土壤界面的吸附和金属缔合后，通过降低表面张力和增流作用解吸被吸附的金属。细胞膜透性学说揭示了表面活性剂与植物的关系．即表面活性剂改变生物膜的结构和透性，促使植物对重金属的吸收。开发环境友好性的生物表面活性剂是该研究领域的前沿方向。     

固定化反胶团漆酶及其在修复土壤DDT污染中的应用

采用吸附法将反胶团漆酶吸附在表面改性后的硅藻土上,制备固定化反胶团漆酶.探讨了反胶团漆酶固定化的影响因素及其部分酶学特性,并对其在修复土壤DDT污染中的应用进行了研究.反胶团漆酶固定化的最佳温度是35 ℃,载体硅藻土的改性剂Tween-80的加入量为硅藻土质量的15%.固定化反胶团漆酶的最适作用温度为35 ℃,最适作用pH为3.5~5.0;与游离漆酶相比,固定化反胶团漆酶的热稳定性和酸碱稳定性都显著提高.采用游离漆酶和固定化反胶团漆酶修复DDT污染土壤,游离漆酶处理中DDT总量(DDTs)的降解率为50.53%,而固定化反胶团漆酶处理中DDTs的降解率高达69.17%.固定化反胶团漆酶处理较游离漆酶处理的DDTs降解率提高了近20%.     

向日葵根分泌物对土壤水合铁氧化物(HFO)吸附Cd~(2+)的促进效应

研究了向日葵(Helianthus annuus)根分泌物对水合铁氧化物(HFO)吸附Cd2+的行为的影响.结果表明,向日葵根分泌物具有促进HFO吸附Cd2+的作用.随着pH升高,HFO对Cd2+的平衡吸附量增加,向日葵根分泌物促进了HFO对镉的吸附.Langmuir方程和Freundlich方程可用来描述HFO对Cd2+的等温吸附行为,拟二级速率方程可描述HFO对Cd2+的吸附动力学.等温吸附参数和吸附动力学参数表明向日葵根分泌物增加了HFO吸附Cd2+的速率、强度及吸附容量.HFO吸附Cd2+是一个熵增的吸热反应.向日葵根分泌物的存在使HFO对Cd2+的吸附更容易自发.     

表面印迹材料对水中Cd(Ⅱ)的吸附动力学

采用表面印迹技术,以硅胶为载体、Cd(Ⅱ)为模板离子、γ-脲基丙基三甲氧基硅烷为偶联剂和功能单体、环氧氯丙烷为交联剂,合成了脲基功能化的镉离子表面印迹材料.用制备好的印迹材料为吸附剂进行静态吸附实验,考察了溶液的不同p H值、反应时间、温度和Cd(Ⅱ)的初始浓度等因素对镉离子吸附效果的影响.并用准一级动力学和准二级动力学对实验数据进行拟合,计算出相应的速率常数.结果表明,表面印迹材料对Cd(Ⅱ)的吸附是一个快速的过程,在20 min内即可达到吸附平衡,且准二级动力学方程(R20.99)能更好地描述其吸附动力学行为.吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型,这表明了吸附过程是以单层吸附为主.在最佳的吸附条件下,Cr(Ⅱ)的吸附量可达到83 mg·g-1.此外吸附热力学研究表明该吸附过程是一个自发的、吸热过程.     

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.     

复合表面活性剂对污染土壤中柴油的增溶和洗脱作用

研究了3种表面活性剂及其不同浓度配比对五种柴油链烃的增溶及对柴油污染土壤的洗脱作用.结果表明,复合表面活性剂的增溶效果优于单一表面活性剂,其中尤以阴离子表面活性剂SDS与非离子表面活性剂Tw-80的配比效果最佳;随阴离子表面活性剂复合比例的提高,可以有效地降低复合表面活性剂混合胶束的临界胶束浓度,提高单位表面活性剂接纳目标污染物的能力,增大目标链烃分配进入胶束相的倾向,同时有效降低增溶平衡时对表面活性剂用量的要求;高浓度的阴离子表面活性剂具有很高的污染洗脱效率,非离子表面活性剂Tw-80则易被土壤吸附而导致洗脱效率低下,但阴离子表面活性剂SDS与Tw-80配比能够有效地改善Tw-80易被土壤吸附的现象,并随复合比例提高而不同程度的增强污染土壤中柴油的洗脱效果.     

温度和砷酸根对砖红壤中Cd(Ⅱ)吸附动力学的影响

土壤中砷和镉同时存在的现象普遍存在,但目前对砷酸根与Cd(Ⅱ)在可变电荷土壤表面协同作用的机制还了解不多.用一次平衡法研究了288 K和308 K温度条件下Cd(Ⅱ)在昆明砖红壤表面的吸附动力学,比较了加入砷酸根对Cd(Ⅱ)吸附动力学的影响.结果显示,加As(V)和升高温度均不仅增加Cd(Ⅱ)的吸附量,而且提高了吸附反应的速率.Cd(Ⅱ)在砖红壤表面的吸附反应进行的特别快,几乎在30 min内达到准平衡,假二级动力学方程能很好拟合30 min内的吸附动力学数据(r2》0.9995).从反应速率常数计算得到的活化能的结果表明,加As(V)显著降低了Cd(Ⅱ)吸附反应的活化能,这是As(V)促进可变电荷土壤吸附Cd(Ⅱ)的根本原因.     

水溶液重金属离子在蛭石上的动态吸附行为与化学势变

测试了蛭石-水溶液体系中Pb2+、Cd2+、Zn2+离子的等温动态吸附曲线.实验结果表明蛭石具有较强的去除水溶液中Pb2+、Cd2+、Zn2+离子的能力.基于等温条件下物理化学反应组分的标准化学势为常数的原理,建立了反应体系的动态化学势变方程,为分析离子吸附机理和发展离子吸附技术提供了理论依据与实用方法.测试离子化学势的动态变化证明离子吸附反应遵循电化学势作用定律.     

固定香菇菌柄废弃物对二元溶液中Cd(Ⅱ)的竞争性吸附

利用聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA)固定香菇(Lentinus edodes)菌柄废弃物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,一元溶液中固定香菇菌柄废弃物吸附Cd2+适宜的pH值范围为4～7,比自由态香菇粉的(pH5～7)广;二元溶液中随着pH值的增加,Cd2+的吸附率有线性增加的趋势;当固定Cd2+浓度为10mgg-1,变化干扰离子Cu2+或Pb2+(0～30mgg-1)时,吸附剂对Cd2+的吸附明显降低;分别用Langmuir、Freundlich、Dubinin-Radushkevich(D-R)和Langmuir-Freundlich等温吸附模型对一元和二元溶液中Cd2+的等温吸附过程进行拟合,结果表明,Langmuir吸附模型能较好地拟合一元溶液和Cd2+-Pb2+二元溶液中Cd2+的等温吸附过程,相关系数R2分别为0.9981和0.9291.D-R模型能较好地拟合Cd2+-Cu2+二元溶液中Cd2+的等温吸附过程,相关系数R2为0.9623.     

碱性条件下胡敏酸吸附镉的特征研究

为了探讨胡敏酸在碱性条件下的吸附镉机理,了解碱性盐化土壤中镉污染机理和生态环境之间的关系,实验研究了胡敏酸在碱性条件吸附镉的特征。采用批吸附试验方法,研究不同Cd初始浓度、反应时间、不同pH和离子强度对胡敏酸吸附镉的影响,结果表明：胡敏酸具有较强吸附镉的能力,可以用Langmuir吸附模型和Temkin吸附模型很好地拟合其等温吸附过程（r分别为0.9809和0.9816）;在60 min内的快速反应阶段和60 min至6 h间的慢速反应阶段,胡敏酸对镉的吸附量分别为2.895 mg·g-1和3.342 mg·g-1,吸附反应平衡前6 h的动力学过程可以用Elovich方程进行很好的拟合（r为0.9285）;随着pH增加,吸附率表现出逐步增加趋势,并以pH为4.5和8.5为界,呈现两端增加速度快,中间增加慢的规律性;在较低浓度离子强度下,离子强度的增加促进胡敏酸吸附镉;而在高离子强度下,表现出相反的规律性;在相同的条件下,不同离子强度对胡敏酸吸附镉的影响大小为：氯化钙〉氯化镁〉氯化钾〉氯化钠。土壤在盐化的过程中,由于无机盐浓度的增加,增加了重金属离子的生物可利用性,加大了重金属离子的生态风险。     

小球藻吸附重金属离子的试验研究

分析了影响小球藻吸附Cu2 ,Cd2 和Zn2 三种重金属离子的主要因素 ,并对不同金属离子之间的吸附抑制开展了初步试验研究 .结果显示 ,小球藻吸附重金属离子的速度快 ,吸附容量大 ,适宜的pH值在 3 0— 5 0之间 ,其吸附等温线与Freundlich方程拟合良好 .另外 ,小球藻对Cd2 的吸附性能明显高于其它离子 .由于电子云分布和轨道杂化等结构因素 ,三种金属离子在小球藻上的吸附选择顺序为 :Cu2 >Cd2 >Zn2 .     

低品位硅藻土吸附重金属的研究

硅藻土是一种生物硅质沉积岩,具有较大的比表面积,在工业上常用作吸附材料。但低品位硅藻土不利于直接加工利用,在矿产开发中常被忽视或丢弃。为更好地开发和利用低品位硅藻土,采用静态吸附实验研究了低品位硅藻土吸附四种重金属离子（Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋、Cd2＋）的动力学规律,用伪一阶、伪二阶模型及粒内扩散模型（Weber和Morris模型）对其吸附过程进行拟合,结果表明,硅藻土对四种重金属离子的吸附均符合伪二阶动力学模型。同时,实验也研究了硅藻土吸附Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋、Cd2＋的热力学,并分别用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich（D-R）方程进行拟合。结果表明,Freundlich和D-R方程都能很好地描述硅藻土对Pb2＋、Zn2＋、Cu2＋、Cd2＋的吸附热力学。并且硅藻土对这四种重金属离子的吸附均为吸热反应。     

钠化改性膨润土对Cd2+的吸附研究

通过等温吸附试验,研究了钙基膨润土及钠化改性膨润土对Cd^2 的吸附,并与土壤对Cd^2 的吸附进行了对比．试验表明,钠化改性膨润土对Cd^2 有很好的吸附作用,可用于重金属污染土壤的治理,pH值是影响吸附效果的一个重要因素。     

Influence of some parameters on adsorption rate and toxicity of cadmium in activated sludge

The influence of pH, competitor ions (NaNO₃) and aerobic and anaerobic stabilization of activated sludge on the cadmium uptake by activated sludge solids was investigated. Above 0.08 mg L^‐1 cadmium in solution, biosorption was found to follow the Freundlich isotherm. Active cellular uptake of soluble cadmium does not appear to be a significant mechanism of the biosorption. In addition, the cadmium uptake is not completely reversible. The adsorption of cadmium by activated sludge seems to involve a physico‐chemical mechanism with especially weak electrostatic interactions with ion‐exchange reaction. The optimum adsorption pH was 7.5. Adsorption is influenced by sodium ion concentrations up to an equivalent conductivity of 10 000 μS cm^‐1. Aerobic and anaerobic stabilization of activated sludge increase systematically the initial adsorption capacities. Respirometric measurements were done to evaluate the inhibitive effects of cadmium on activated sludge. Monod's equation and the equation of non‐competitive inhibition were used to describe the toxicity related to cadmium uptake. These two equations appear to be complementary.     

Selenium content of rice,mixed plant foods and fish from Bangladesh

Static and dynamic adsorption studies of Co (II) ions have been undertaken at fixed pH and ionic strength taking binary biopolymeric beads of cross-linked calcium alginate and carboxy methylcellulose as biosorbents. The adsorption data were applied to Langmuir and Freundlich isotherm equations and various static parameters were calculated. The dynamic nature of adsorption process was quantified in terms of several kinetic constants such as rate constants for adsorption (K) and Lagergreen rate constant (K _ad). The influence of various experimental parameters such as solid-to-liquid ratio, pH, and temperature, the presence of salts and chemical composition of biopolymeric beads were investigated on the adsorption of cobalt ions.     

石英砂负载氧化铁吸附除锑的研究

考察了石英砂负载氧化铁(IOCS)在不同的实验条件下(无机阴离子种类及其离子强度、 pH值、IOCS投加量、温度等)对水溶液中锑的去除效果.结果表明:三种无机阴离子(NO-3,Cl-,SO2-4)对IOCS吸附锑的去除率、吸附容量以及反应速率几乎没有影响;在pH3-9范围内,锑的去除率达到90%.二级反应动力学模型及Langmuir等温吸附模型可分别较好地描述锑的吸附动力学及吸附等温线实验结果.随着温度的增加,反应速率以及吸附容量也随之增加.     

城市污泥中重金属镉对苏云金杆菌发酵的影响机制

为揭示苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis,简称Bt）富集重金属的可行性,考察重金属对Bt发酵的影响,以生物毒性较大的重金属镉（Cd）为研究对象,以城市污泥为培养基,研究了添加Cd（II）对Bt生长和晶体蛋白合成的影响,分析了Bt发酵过程中Cd有效态质量浓度的变化,利用傅立叶红外光谱（FTIR）和X线光电子能谱（XPS）初步探讨了Cd（II）在Bt表面吸附的作用机制。结果表明：培养基中外加Cd（II）对Bt生长的影响主要取决于Cd有效态质量浓度,污泥培养基在支持Bt生长和降低重金属有效态质量浓度上均明显优于常规培养基;Bt对Cd（II）有较好的耐受性,当Cd有效态质量浓度在20 mg.L-1以下时,Bt能较好地完成生长代谢过程;光谱学分析表明Bt对Cd（II）有少量吸附,吸附位点主要为羟基,少量C=O基团也可与吸附反应,可有效降低重金属的生物有效性。     

卤素阴离子对镉离子电化学检测的影响

以玻碳电极为工作电极、pH 6.0的磷酸缓冲溶液为底液,研究了卤素离子氯离子、溴离子和碘离子对镉离子在此条件下电化学测定的影响.结果表明,3种卤素离子均能有效提高镉离子的响应电流.此外,当多种卤素离子同时存在时,镉离子的响应电流相对于单一卤素离子能进一步提高.进一步研究表明,卤素离子能吸附于电极表面,通过提高镉在电极表面电化学反应速度以及表面吸附量来提高镉离子的响应电流.     

Removal and recovery of uranium(VI) by adsorption onto a lignocellulosic-based polymeric adsorbent containing amidoxime chelating functional group

A new adsorbent (ABS) with amidoxime functional group was prepared through graft polymerization of acrylonitrile onto banana stem (BS) using ceric ammonium nitrate (CAN)/HNO₃ initiator system, followed by treatment with hydroxylamine hydrochloride in alkaline solution. Infrared spectroscopy, surface area analyzer, thermogravimetry, and potentiometric titration were used for the characterization of the adsorbent. Effective removal of U(VI) ions was demonstrated at the pH range 4.0–6.0. The mechanism for the removal of U(VI) ions by ABS was based on complexation adsorption model. Equilibrium was achieved in approximately 3 h. The experimental kinetic data were analyzed using first-order, second-order, and Elovich kinetic models, and are well fitted with second-order kinetics. The temperature dependence indicates an exothermic process. U(VI) adsorption was found to decrease with increase of ionic strength. The Freundlich isotherm model fitted the experimental equilibrium data well. The adsorption efficiency was tested using synthetic nuclear industry effluents. The maximum adsorption capacity for U(VI) removal was found to be 80 mg g^-1 at 20°C. Adsorbed U(VI) ions were desorbed effectively, about 99% by 0.2 M HCl. Repeated adsorption/desorption cycles show the feasibility of the ABS for the removal of U(VI) ions from water and nuclear industry effluents.