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ALG/HA/HGMs复合吸附剂对水溶液和污染土壤中铜的去除

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摘 要

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1绪论

1.1研究背景

近几十年来,随着工业化的迅猛发展,重金属被过量释放到环境中。石油炼制、冶炼、电镀及表面处理等工业废水中含有过量的铜、镉、铅、锌、镍、汞、铬等重金属[1],利用这些工业污水灌溉土壤后,容易使地表土壤中的重金属含量超标。重金属的生物不可降解性、高毒性、在自然水体及生态系统中的流动性和生物组织中的生物累积性,已成为影响生态环境安全和危害人类身体健康的重要环境问题[2]。

1.2铜污染废水的处理方法

众所周知,重金属铜污染的水环境问题已经影响了我们的生活质量,给社会和生产带来了危害。现阶段处理铜污染废水的方法主要有化学沉淀法、离子交换法、膜过滤法和吸附法等[5]。

1.3含铜废水吸附剂的研究进展

近年来,国内外认为吸附法是去除废水中重金属的简单有效方法,关于去除重金属的新型吸附剂的文献资料也层出不穷。研究报道的吸附剂主要集中在以下三大类:磁性吸附剂、生物吸附剂、漂浮吸附剂[17]。

1.4铜污染土壤的修复方法

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摘要

近年来重金属污染土壤的现象愈加严重,土壤中重金属的含量超标不仅会对农作物产生毒害作用,而且还可以通过食物链的累积,危害人类的健康,因此探索出一种治理土壤中重金属问题的方法具有十分重要的意义。现阶段,淋洗法是治理污染土壤中重金属的有效方法之一,这种方法虽能通过利用淋洗剂去除污染土壤中的重金属,但是淋洗剂残留对土壤的危害以及淋洗废液中重金属的二次污染问题仍未得到有效解决。针对上述问题,我们研究出了一种利用含吸附剂的去离子水淋洗土壤的新型淋洗方式。 本论文中,通过将空心玻璃微球和腐植酸钠包封在海藻酸钙凝胶珠中制备了两种漂浮型复合吸附剂AHG(acid)和AHG(base),并进一步研究了这两种吸附剂在水溶液和污染土壤中去除铜的机理。具体研究结果如下: (1)合成AHG(acid)和AHG(base)吸附剂,并用FTIR、SEM-EDXS、TGA等对材料的组成及结构进行了表征。 (2)研究了AHG(acid)和AHG(base)对水溶液中铜(Ⅱ)离子的吸附性能。在水溶液中,AHG(acid)和AHG(base)对铜(Ⅱ)离子的最大吸附容量分别为34.8mg·g-1和40.4mg·g-1,并且AHG(acid)和AHG(base)的吸附动力学遵循拟二级动力学模型,其热力学平衡数据符合Langmuir等温模型。 (3)探究了含AHG(acid)和AHG(base)的去离子水对模拟铜污染高岭土(Cu:100mg·kg-1)中铜(Ⅱ)的振荡淋洗的去除效率。在AHG(acid)用量为3%,水土比为3∶1,处理时间为48h的土壤振荡淋洗条件下,AHG(acid)对高岭土中铜的去除效率为72.8%,并且重复使用5次后AHG(acid)的去除效率仍保持在70%,而且淋洗后的高岭土pH值保持在4.60~4.80之间;而用含AHG(base)的去离子水淋洗高岭土后,随着吸附剂用量的增加,AHG(base)去除铜的效率逐渐降低,去除铜的最高效率为29.6%,同时淋洗后高岭土的pH值在5.70~7.18之间;这说明AHG(acid)对污染高岭土中铜的去除效果优于AHG(base)。 (4)探究了含AHG(acid)的去离子水对铜污染水稻田土中铜(Ⅱ)的振荡淋洗去除效率。结果表明:随着AHG(acid)用量的增多,土壤中铜的去除效率也在增加,并且用3%AHG(acid)对100mg·kg-1和500mg·kg-1铜污染水稻田土壤分别进行了三次振荡淋洗,土壤中铜的总去除效率分别为61.97%和72.35%,比单独用10%AHG(acid)进行淋洗的效果要高, (5)通过与传统淋洗法相比,含AHG(acid)的去离子水淋洗去除土壤中的铜,不仅铜的去除效率高,淋洗之后对土壤pH值的影响也较小,而且淋洗过程中产生的淋洗废液中的重金属浓度含量很低,可以达到直接排放的标准,不会引起二次污染,同时减少了漂洗水的用量。

著录项

  • 作者

    赵霞;

  • 作者单位

    华中科技大学;

  • 授予单位 华中科技大学;
  • 学科 无机化学
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 彭红;
  • 年度 2018
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类
  • 关键词

    ALG; HGMs; 复合吸附剂; 水溶液; 污染土壤;

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