工业搬迁区绿化带土壤铜污染及其在植物体内的迁移

老工业搬迁区主要道路两旁绿化带土壤由于历经老工业企业的变迁和环境的污染破坏,可在一定程度上对这一地区环境的历史变迁及重金属污染状况起到指示作用。采集沈阳铁西老工业搬迁区绿化带土壤及其绿化乔木和灌木植株样品,分析土壤中铜的总量及生物有效态含量,同时分别分析了绿化乔木(8种)和绿化灌木(6种)植株根、枝条和叶片的含铜量。结果表明,搬迁区绿化带土壤中含铜量为29.14~166.95mg/kg,显著高于沈阳市土壤铜元素的背景值;土壤有效态铜为0.23~1.72mg/kg,达到中等水平(0.3~1.0mg/kg)的占采样点总数的70.0%。数据还显示,绿化乔木和灌木对铜的蓄积能力依品种不同差异显著,同种植物不同部位(根、枝条和叶片)对铜的富集能力不同;总体上,绿化乔木植株体内含铜量的分布规律为根叶片枝条或叶片根枝条,绿化灌木植株体内含铜量的分布规律为根叶片枝条。对铜蓄积能力较强的绿化乔木为榆叶梅(Amygdalus triloba Lindl.)、垂柳(Salix babylonica Linn.)、旱柳(Salix matsudana Koidz.)和银杏(Ginkgo biloba),对铜蓄积能力较强的绿化灌木为大叶女贞(Ligustrum lucidum Ait.)、小叶女贞(Ligustrum quihoui Carr.)和紫叶小檗(Berberis thunbergii cv.Atropurpurea)。     

膜电解法退镀废ABS电镀件及回收铜和镍

采用膜电解法对废丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）电镀件进行退镀处理。以退镀废液作为阴极液和阳极液,在阳极室退镀ABS电镀件,在阴极室电解退镀废液,进行铜镍分离,回收铜粉和NiCl₂。实验结果表明：在阴极电流密度为500 A/m²、初始铜离子质量浓度为24.00 g/L的条件下电解160 min,阴极铜回收率可达97.65%,电流效率达86.60%,得到的铜粉纯度为97%~99%,处理1 L退镀废液可回收铜粉20.0 g,2 mol/L盐酸0.87 L,NiCl₂晶体43.8 g;在阳极电流密度为500 A/m²、液固比为6的条件下电解60 min, ABS电镀件的退镀率为77.22%。     

聚甲亚胺酰胺树脂对水中Cu~(2+)的吸附

制备了聚甲亚胺酰胺树脂,对其进行傅里叶变换红外光谱分析。采用批处理方法实验了pH、铜离子初始浓度、吸附时间、吸附剂用量对吸附量的影响,研究了等温吸附模型和吸附动力学模型。优化后的吸附条件为:在铜离子溶液体积50 mL、初始浓度为300 mg/L、pH为6.0时,吸附剂投放量50 mg、吸附时间60 min,此时吸附量达到269.1 mg/g,去除率达89.7%。25℃时在研究浓度范围内,铜离子吸附过程用Langmuir等温线模型和Freundlich等温线模型描述均可;与准一级动力学方程、Elovich方程及内扩散方程相比,准二级动力学方程能更好地描述其吸附动力学过程。     

微波诱导AC/Cu、AC/Fe催化非均相Fenton 反应催化降解垃圾渗滤液

采用活性炭载体负载Cu、Fe为催化剂,在微波诱导作用下,对垃圾渗滤液污染物进行降解。实验结果表明,活性炭负载金属前经适当浓度硝酸浸泡处理后,催化剂对COD去除率提高可超过15%,过高硝酸盐浓度对COD去除有不利影响;催化剂对COD去除率随Cu、Fe金属负载量增加呈先增加后降低的趋势,催化剂对Cu、Fe的最佳负载量分别为质量百分比2.11%和1.12%。对于AC-Cu体系,在初始pH=3,H2O2投加量为4.98×103mg/L,催化剂用量为5.0×103mg/L,420 W功率下微波辐射10 min时,垃圾渗滤液COD去除率可达到84.13%;对于AC-Fe体系,当H2O2投加量为0.33×103mg/L,催化剂AC-Fe用量为2.0×104mg/L,420 W功率下微波作用10 min时,垃圾渗滤液COD去除率为60.16%。分析2种催化剂对COD去除差异的原因,可能是催化剂AC-Cu表面单分子分布的阈值比AC-Fe高。降解液的pH值对AC-Cu体系、AC-Fe体系COD去除影响存在拐点,最高COD去除率点对应的降解液pH值为3。微波辐射功率较低时,体系COD去除率随辐射功率增加而增加;辐射功率较高时,高温下垃圾渗滤液中有机硫化物分解成小分子硫化物,对催化剂活性存在一定抑制作用。     

硼氢化钠还原法回收电镀废液中的铜

采用NaBH4作为还原剂回收电镀废液中的铜。正交实验结果表明,各因素对剩余铜离子质量浓度的影响的显著性顺序为n(NaBH4)∶n(CuSO4)反应时间反应温度。最佳实验条件为:n(NaBH4)∶n(CuSO4)=1.50,反应温度30℃,反应时间25min。经该工艺可获得平均粒径为33nm的近球形立方晶系纳米铜粉,处理后废液中铜离子质量浓度低至0.2mg/L。在铜粉制备过程中加入非离子型表面活性剂可有效阻止晶粒长大,并提高其分散性能,使产物粒径均匀。采用苯骈三氮唑处理后的铜粉抗氧化能力明显提高。     

厌氧颗粒污泥藻酸盐对铜离子的吸附研究

从厌氧颗粒污泥中成功提取出细菌藻酸盐并制备成藻酸钙吸附剂,研究其对水中Cu~(2+)的吸附性能。实验结果表明,接触时间、Cu~(2+)初始浓度和溶液初始pH是影响Cu~(2+)吸附性能的重要因素。吸附等温线研究表明,Langmuir模型比Freundlich模型能更好地描述吸附过程。Cu~(2+)在藻酸钙上的吸附动力学过程可以很好地用Pseudo二级动力学方程来描述。以100 mmol/L HCI为解吸剂,可有效洗脱藻酸钙上95%的Cu~(2+),实现Cu~(2+)的回收。     

颗粒物对无电压作用下离子交换膜分离去除铜离子的影响

在无外加电压条件下研究了颗粒物对阳离子交换膜分离去除铜离子效果的影响。选用硅酸、二氧化硅、氧化铝和水杨酸等4种物质作为颗粒物分别进行实验,其添加量均为50 mg/L。Cu2+及其补偿离子K+的浓度分别为0.0787mmol/L(5 mg/L)和0.787 mmol/L,水温为25±1℃,搅拌强度为600 r/min,水力停留时间为12 h。在所述实验条件下运行96 h后,水中无颗粒物干扰时,铜离子去除率为84%;水中存在带负电荷颗粒物(硅酸)和不带电荷颗粒物(二氧化硅和氧化铝)时,铜离子去除率略为下降至81%;而当水中存在带正电荷颗粒物(水杨酸)时,铜离子的去除率进一步下降为79%。研究结果表明带正电荷颗粒物对铜离子的交换去除影响较带负电荷或不带电荷颗粒物大,因为带正电荷颗粒物更易迁移至阳离子交换膜表面甚至进入膜内,并与膜表或膜内离子交换基团结合,从而导致铜离子交换去除明显下降。     

柠檬酸对褐土中DTPA提取态铜、镉含量及对紫花苜蓿吸收铜、镉的影响

为了阐述有机酸对土壤中重金属生物有效性的影响,通过盆栽实验,研究了Cu、Cd复合污染下柠檬酸对褐土中二乙基三胺五乙酸(DTPA)提取态铜和镉含量的影响,并探讨了柠檬酸对植物吸收铜、镉的影响。结果表明,土壤中DT-PA-Cu含量随柠檬酸添加量的增加而减小,添加高浓度铜(Cu 1 000)处理中,DTPA-Cu含量减小更明显。在添加低铜浓度(Cu600)处理下,柠檬酸添加量为2和12 mmol/kg时,土壤DTPA-Cu含量随土壤镉含量的增加而增加,而柠檬酸含量为5mmol/kg时,DTPA-Cu含量在低镉处理(Cd 1)时含量最低。紫花苜蓿中铜含量随柠檬酸添加量的增加明显降低。土壤中DTPA-Cd含量随柠檬酸添加量的增加而减小,且随铜添加量的增加而降低。紫花苜蓿中的镉含量随柠檬酸添加量的增加先增加后减小;在相同柠檬酸添加量处理时,紫花苜蓿中镉的含量随镉含量的增加而增加;在低镉处理下,铜的加入对较低柠檬酸浓度时紫花苜蓿镉含量影响不明显,但柠檬酸浓度为12 mmol/kg时,紫花苜蓿中镉含量随铜添加量的增加而明显增加。     

柠檬酸盐络合铜在污泥上的吸附

利用二沉池污泥进行吸附柠檬酸盐络合铜实验。研究了吸附动力学、热力学、液固比以及pH值对吸附的影响,同时对比污泥吸附前后FTIR光谱推测吸附主要基团。结果表明,吸附速率受多种机制共同影响;准二级动力学模型能较好地描述污泥吸附柠檬酸盐络合铜动力学数据;增加液固比,总铜去除率下降;偏酸性环境下污泥对络合铜吸附效果较优;吸附过程符合Langmuir等温模型;红外光谱特征分析表明,污泥含有的—OH、酰胺基、—COO-、硅酸盐物质可能是污泥吸附络合铜的主要活性基团。     

g-C3N4/MnO2@PANI光催化阴极的产电性能及其对废水中铜的回收效果

以石墨相氮化碳(g-C₃N₄)、二氧化锰(MnO₂)及苯胺(An)为原料,通过溶液沉积法及化学氧化聚合法制得g-C₃N₄/MnO₂@PANI光催化阴极,将其应用于光催化微生物燃料电池(PMFC),考察其产电性能并回收含铜废水中的铜。表征结果显示,制备的电极层状结构上有球形和棒状小突起,材料致密。实验结果表明：g-C₃N₄/MnO₂@PANI光催化阴极产电最大功率密度为48.4 mW/m²,内阻仅有475.2 Ω,其产电性能较佳;g-C₃N₄/MnO₂@PANI光催化阴极的铜回收率达97.6%,重复使用4次后铜回收率均大于90%;回收的铜结晶性良好。