羊栖菜干粉对水体中Cu~(2+)、Cr~(6+)、Cd~(2+)和Ni~(2+)的生物吸附特性研究

羊栖菜干粉对水体中Cu~(2+)、Cr~(6+)、Cd~(2+)和Ni~(2+)的生物吸附特性研究

作者:师大云端图书馆 时间:2018-09-28 分类:硕士论文 喜欢:3753
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【摘要】工业化带来的环境问题已经逐渐成为世界性的难题,有学者报道,水质污染已经步入危机阶段,其中重金属污染是重要的一方面。利用非活性藻体去除重金属是近些年的研究热点。本文选取采自浙江温州海域的羊栖菜为研究对象,研究其对铜离子、铬离子、镉离子、镍离子的吸附特性,并探讨了吸附热力学与吸附动力学,得出的主要结论是:(1)随着pH的增加,Cu2+、Cd2+、Ni2+去除率逐渐增加;当pH值超过一定范围时,金属去除率会降低,pH存在一个最适吸附范围;pH对Cr6+的影响有些复杂,主要与Cr6+在水环境中的多种离子存在形态有着直接关系。在pH1~6时,随着pH值的增加,Cr6+去除率下降;在pH为6~8时,金属去除率增加,pH大于8时,金属去除率逐渐降低;羊栖菜吸附重金属Cu2+、Cr6+、Cd2+、Ni2+的最佳pH值分别为4、1、5、5。酸度太高一方面会增加污水处理成本,一方面易造成二次污染,因此本试验中铬离子是于pH=2的条件下进行吸附的。(2)羊栖菜投入量影响其吸附效果,当吸附剂的添加量逐渐增加,金属离子吸附率随之增大,吸附容量逐渐下降;羊栖菜吸附重金属Cu2+、Cr6+、Cd2+、Ni2+的最佳用量为分别为1、4、5、5g/L。(3)在溶液中重金属离子的初始浓度是影响羊栖菜吸附效率的重要因素。随着重金属离子初始浓度的逐渐增加,羊栖菜对其吸附率随之下降,而其吸附量则有显著的增加,吸附量的增幅会越来越小,接近于饱和;羊栖菜对镉离子和铜离子的去除率较高,初始浓度阈值于10-60mg/L的范围内,吸附率一直高于80%。(4)溶液离子强度增加时,Cu2+、Cr6+、Cd2+、Ni2+的吸附率均呈下降趋势,当NaNO3的浓度由0mol/L增至0.01mol/L时,羊栖菜对Cu2+、Cr6+、Cd2+、Ni2+的吸附率分别下降了6.17%、1.78%、2.5%、4.4%;当Ca(NO3)2的浓度由0mol/L增至0.01mol/L时,羊栖菜对铜离子、铬离子、镉离子、镍离子的吸附率分别下降19%、10.07%、14.7%、11.4%;在相同的试验条件下,溶液中钙离子对羊栖菜吸附的影响均大于钠离子。(5)在一定平衡浓度范围内,随着初始浓度的增加羊栖菜对金属离子的吸附容量增大,符合朗格缪尔吸附模型。非活性羊栖菜对Cu2+、Cd2+的吸附容量在25℃时较大,而其对Cr6+、Ni2+的吸附容量则在35℃时较大。25℃时,羊栖菜在Langmuir吸附模型拟合下对铜离子、铬离子、镉离子、镍离子的最大吸附容量分别为127.38mg/g、73.09mg/g、79.11mg/g、45.37mg/g;35℃时,羊栖菜在Langmuir吸附模型拟合下对铜离子、铬离子、镉离子、镍离子的最大吸附容量分别为108.22mg/g、85.76mg/g、76.74mg/g、68.11mg/g。非活性羊栖菜对铜离子具有较大吸附容量,具有开发为工业废水铜吸附剂的潜能。(6)溶液中重金属离子初始浓度越大,反应达到平衡所需时间越短。在不同浓度条件下,非活性羊栖菜对铜离子、铬离子、镉离子、镍离子的最佳的吸附时间分别是60min、50min、60min、60min。吸附时间不宜太久,一方面造成不必要的资源浪费,一方面可能影响到吸附效果,Cu2+在吸附的最后10min内,吸附率有所下降,可能是溶液中发生的解吸作用造成的,具体机制,需要进一步进行探究。
【作者】李晓婷;
【导师】吴常文;
【作者基本信息】浙江海洋学院,海洋生物学,2014,硕士
【关键词】羊栖菜;生物吸附;重金属;热力学;动力学;

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