環(huán)境科學畢業(yè)設計論文蕎麥殼對污染水體中cu2+、zn2+離子的吸附性能研究

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　蕎麥殼對污染水體中Cu2+、Zn2+離子的吸附性能研究</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級

2、 環(huán)境科學 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　目錄&

3、lt;/b></p><p><b>　　引言1</b></p><p><b>　　1材料與方法3</b></p><p><b>　　1.1實驗儀器3</b></p><p>　　1.2實驗試劑與試樣3</p><p>　　1.2.1實

4、驗試劑3</p><p>　　1.2.2實驗試樣3</p><p><b>　　1.3實驗方法3</b></p><p>　　1.3.1蕎麥殼粒徑的改變對重金屬離子吸附性能的影響3</p><p>　　1.3.2初始濃度的改變對重金屬離子吸附性能的影響3</p><p>　　1.3.3溫

5、度的改變對重金屬離子吸附性能的影響4</p><p>　　1.3.4吸附時間的改變對重金屬離子吸附性能的影響4</p><p>　　1.3.5 pH的改變對重金屬離子吸附性能的影響4</p><p>　　1.4Cu2+、Zn2+標準曲線的制作5</p><p>　　1.4.1 GB/T5750.6-2006水質銅的測定 二乙基二硫代氨

6、基甲酸鈉分光光度法5</p><p>　　1.4.2 GBT 7472-87 水質 鋅的測定 雙硫腙分光光度法6</p><p><b>　　1.5計算公式8</b></p><p><b>　　2結果與討論9</b></p><p>　　2.1不同蕎麥殼粒徑對重金屬離子吸附性能的影響9&

7、lt;/p><p>　　2.1.1蕎麥殼粒徑的改變對Cu2+吸附量和吸附率的影響9</p><p>　　2.1.2蕎麥殼粒徑的改變對Zn2+吸附量和吸附率的影響10</p><p>　　2.2初始濃度的改變對重金屬離子吸附性能的影響11</p><p>　　2.2.1初始濃度的改變對Cu2+吸附量和吸附率的影響11</p>

8、<p>　　2.2.2初始濃度的改變對Zn2+吸附量和吸附率的影響13</p><p>　　2.3溫度的改變對重金屬離子吸附性能的影響14</p><p>　　2.3.1溫度的改變對Cu2+吸附量和吸附率的影響14</p><p>　　2.3.2溫度的改變對Zn2+吸附量和吸附率的影響15</p><p>　　2.4吸附時間

9、的改變吸附重金屬離子性能的影響16</p><p>　　2.4.1吸附時間的改變對Cu2+吸附量和吸附率的影響16</p><p>　　2.4.2吸附時間的改變對Zn2+吸附量和吸附率的影響17</p><p>　　2.5 pH的改變對重金屬離子吸附性能的影響19</p><p>　　2.5.1 pH的改變對Zn2+ 吸附量和吸附率的

10、影響19</p><p><b>　　3小結21</b></p><p><b>　　參考文獻22</b></p><p>　　致謝錯誤!未定義書簽。</p><p>　　蕎麥殼對污染水體中Cu2+、Zn2+離子的吸附性能研究</p><p>　　[摘要] 在處理工

11、業(yè)廢水中金屬離子的方法中，吸附法以其操作簡單、高效低耗而作為一種重要的重金屬污染治理方法得到了廣泛的應用。廉價高效的吸附材料成為水處理領域中的研究熱點，其中金屬的生物吸附因其科學的新穎性和在環(huán)境保護中的應用潛力，一直受到極大的重視。本文將蕎麥殼作為生物吸附劑，選擇Cu2+、Zn2+兩種離子作為吸附質，研究蕎麥殼對污水中Cu2+、Zn2+的吸附特征。本實驗將蕎麥殼粉碎篩分成20、40、60、80、100（目）5種粒級，在單一重金屬離子體系

12、中，探討不同粒度、吸附時間、pH值和吸附劑初始濃度情況下，蕎麥殼對Cu2+、Zn2+兩種離子的吸附能力，從而得出蕎麥殼對重金屬的最佳吸附條件。實驗表明在優(yōu)化條件下：35℃，起始銅離子為10mg·L-1，蕎麥殼粒徑100目，吸附時間1h，蕎麥殼對銅離子吸附率和吸附量達到62.78%和0.000157g·g-1；43℃，起始鋅離子為10mg·L-1，蕎麥殼粒徑100目，吸附時間5h，蕎麥殼對銅離子吸附率和吸附量

13、達到93.10.78%和0.00931g·g-1。</p><p>　　[關鍵詞] 生物吸附；蕎麥殼；重金屬離子；銅離子；鋅離子</p><p>　　The study of adsorbing Zn2+ 、Cu2+in the polluted water by buckwheat shell</p><p>　　[Abstract] In the t

14、reatment of industrial waste water of metal ions method, adsorption method with its simple operation, high efficiency and low energy consumption as a kind of important heavy metal pollution treatment method has been wide

15、ly used. Cheap efficient adsorption materials become a hot spot in the field of water treatment, biosorption of metals has beenrecently receiving a great deal of attention for both its scientific novelty and application

16、potential in environmental protection or </p><p>　　[Keyword] biosorption ;buckwheat shell ;heavy metal ;Zn2+ ;Cu2+</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　重金屬是指比重大于5g·cm-3的金屬元素

17、，在自然界中大約存在45種。但是，由于不同的重金屬在土壤中毒性差別很大，所以在環(huán)境科學中人們通常關注Hg、Cd、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni、Mu、Co等。重金屬廢水主要來自礦山坑內(nèi)排水、廢石場淋浸水、選礦廠尾礦排水、有色金屬冶煉廠除塵排水、有色金屬加工廠酸洗水、電鍍廠鍍件洗滌水、鋼鐵廠酸洗排水，以及電解、農(nóng)藥、醫(yī)藥、煙草、油漆、顏料等工業(yè)。</p><p>　　重金屬是最具潛在危害的重要污染物。重金屬隨廢水排出

18、時，即使?jié)舛群苄。材茉斐晌：?。其廢水污染有如下特點[1][2]：（1）毒性具有長期持續(xù)性；（2）經(jīng)生物可大量富集，這種生物富集的特性是重金屬廢水污染的突出特點；（3）重金屬無論采用何種處理方法或微生物都不能降解，只不過改變其化合價和化合物種類；（4）在天然水體中只要有微量重金屬，即可產(chǎn)生毒性反應，一般重金屬產(chǎn)生毒性的范圍大約1.0~10mg之間，毒性較強的重金屬如鎘、汞等毒性濃度范圍在0.001~0.1mg·L-1。因此，必

19、須嚴格控制重金屬廢水的污染。</p><p>　　當前，在世界范圍內(nèi)，人們對重金屬廢水的治理愈益重視。對重金屬廢水的處理技術進行了大量的研究，提出了許多新的有效的處理方法。重金屬廢水的處理方法有物理法、化學法，但更多的是把化學和物理方法結合起來。目前采用的常規(guī)方法有中和法、硫化法、電解處理法、膜分離法、離子交換法、吸附法、離子浮選法、萃取法、化學沉淀法、氧化還原法和液膜法等[3][4]。</p>&

20、lt;p>　　生物吸附劑是具有從重金屬廢水中吸附分離重金屬能力的生物體及其衍生物。從操作可行性及經(jīng)濟性方面考慮，生物吸附劑應具備以下幾個條件：(1)吸附和解吸速率快；(2)生產(chǎn)成本低，可重復使用；(3)具有理想的粒度、形狀、機械強度，以便在連續(xù)流系統(tǒng)中應用；(4)與水溶液的兩相分離應高效、快速、廉價；(5)具有選擇性：(6)再生時吸附劑損失量小，經(jīng)濟上可行。</p><p>　　常用的生物吸附劑有：（1）細

21、菌。趙曉紅等[5]研究了SRV菌(脫硫腸桿菌屬)對Cu2+的吸附，在菌廢比1∶1的情況下，對初始Cu2+濃度為246.8mg·L-1的廢水去除率達99.12%。李清彪等[6]用黃抱展齒革菌形成的菌絲球處理含Pb2+廢水，去除率達到了95%以上；(2)真菌。李明春等利用活性和非活性假絲酵母菌對銅、錫、鎳的吸附能力進行研究，實驗表明30min時吸附量己達到總吸附量的90%以上[7];(3)藻酸鹽是從褐海藻中提出來的，它是重金屬離子

22、的吸附劑，吸附時重金屬離子與其中的金屬離子(如Na)發(fā)生離子交換，實驗測定，藻酸鈉對Cu2+的吸附容量為107mg/g；(4)梧桐落葉碎屑也能吸附水中的重金屬離子，尤其是對Cu2+的吸附效率更高達90%。</p><p>　　蕎麥（學名：Fagopyrum esculentum）是蓼科蕎麥屬的植物，普通蕎麥和同屬的苦蕎麥（F. tartaricum Gaertn）、金蕎麥（F. cymosum L.）都可以作為糧

23、食，但蕎麥和其他糧食作物不同，不屬于禾本科，是一種雙子葉植物。</p><p>　　蕎麥殼多做枕頭，據(jù)介紹，蕎麥殼對人體具有明目的療效，而且蕎麥殼在枕頭里慢慢地挪動，能起到按摩的作用，緩解頸部疲勞。 </p><p>　　因此，該資源的開發(fā)利用潛力巨大，前景廣闊。而直接用蕎麥殼作為吸附劑去除廢水中的重金屬離子，目前尚未有報道。</p><p>　　本項目是研究蕎麥殼

24、對污水中Zn2+、Cu2+離子的處理效果，研究蕎麥殼粒度、離子初始濃度、溫度、吸附時間、pH值變化對吸附的影響。從而得到Zn2+、Cu2+離子的最佳處理條件。</p><p><b>　　1材料與方法</b></p><p><b>　　1.1實驗儀器</b></p><p>　　722s型可見光分光光度計（上海精密科學

25、儀器制造有限公司）；精密試紙（上海三愛思試劑有限公司）;EL204型電子天平(梅特勒托厲多有限公司)；YA.ZBI-20自控型不銹鋼蒸餾水器（上海申安意料器械廠）；GHG9240ZHWY-200B全溫型多振幅軌道搖床（上海自城分析儀器制造有限工資）；五兩裝高速中藥粉碎機（武義縣屹立工具有限公司）</p><p>　　1.2實驗試劑與試樣</p><p><b>　　1.2.1實驗

26、試劑</b></p><p>　　四氯化碳；乙酸；雙硫腙；金屬鋅；五水合硫代硫酸鈉；乙酸鈉；銅粉；乙二胺四乙酸二鈉；檸檬酸三銨；甲酚紅；乙醇；氨水 </p><p>　　以上試劑都是分析純（國藥集團化學有限公司制造）</p><p>　　硝酸 優(yōu)級純（國藥集團化學有限公司制造）</p><p><b>　　1.2.2

27、實驗試樣</b></p><p>　　將收集到的蕎麥殼用蒸餾水清洗數(shù)次后放入烘箱中，65℃下烘干。待冷卻至室溫后粉碎，過尼龍篩，得到20、40、60、80、100(目)粒徑的蕎麥殼，裝入聚乙烯袋中密封保存以備使用。</p><p><b>　　1.3實驗方法</b></p><p>　　1.3.1蕎麥殼粒徑的改變對重金屬離子吸附性能

28、的影響</p><p>　　1.3.1.1蕎麥殼粒徑的改變對Cu2+吸附性能的影響</p><p>　　分別稱取不同目數(shù)的蕎麥殼2g加入錐形瓶中，加入90mL去離子水和10mL0.1g·L-1硫酸銅溶液。在搖床中震蕩1h后靜置24h，用中速定量濾紙過濾，用分光光度計法測定溶液中銅離子的濃度。</p><p>　　1.3.1.2蕎麥殼粒徑的改變對Zn2+吸附

29、性能的影響</p><p>　　稱取不同目數(shù)的蕎麥殼0.1000g加入6只錐形瓶中，加入90ml去離子水和10mL0.1 g·L-1硫酸鋅。在搖床中震蕩1h后靜置24h，用中速定量濾紙過濾，用分光光度計法測定溶液中鋅離子的濃度。</p><p>　　1.3.2初始濃度的改變對重金屬離子吸附性能的影響</p><p>　　1.3.2.1初始濃度的改變對Cu2

30、+吸附性能的影響</p><p>　　準確量取100mL溶液濃度分別為0.01、0.04、0.08、0.12、0.16、0.20g/L的銅溶液與1~6號250mL錐形瓶中，分別加入2g100(目)的蕎麥殼搖勻，在振蕩器中振蕩5h，靜置24h，用中速定量濾紙過濾，用分光光度計法測定溶液中銅離子的濃度。</p><p>　　1.3.2.2初始濃度的改變對Zn2+吸附性能的影響</p>

31、;<p>　　準確量取100mL溶液濃度分別為0.01、0.02、0.04、0.06.、0.08、0.10 g·L-1的銅溶液與1~6號250mL錐形瓶中，分別加入0.1000g100(目)的蕎麥殼搖勻，在振蕩器中振蕩5h，靜置24h，用中速定量濾紙過濾，用分光光度計法測定溶液中鋅離子的濃度。</p><p>　　1.3.3溫度的改變對重金屬離子吸附性能的影響</p><

32、;p>　　1.3.3.1溫度的改變對Cu2+吸附性能的影響</p><p>　　分別往6只錐形瓶加入2g 100（目）蕎麥殼，加入90ml去離子水和10mL0.1 g·L-1硫酸銅溶液搖勻。在搖床上以15℃、20℃、25℃、30℃、35℃的的恒定溫度振蕩5小時后靜置24小時，用中速定量濾紙過濾，用分光光度計法測定溶液中銅離子的濃度。</p><p>　　1.3.3.2溫度的

33、改變對Zn2+吸附性能的影響</p><p>　　分別往6只錐形瓶加入0.1000g100（目）蕎麥殼，加入90ml去離子水和10ml0.1 g·L-1硫酸鋅搖勻。在搖床中以18℃、28℃、33℃、38℃、43℃的恒定溫度振蕩5小時后靜置24小時，用中速定量濾紙過濾，用分光光度計法測定溶液中鋅離子的濃度。</p><p>　　1.3.4吸附時間的改變對重金屬離子吸附性能的影響&l

34、t;/p><p>　　1.3.4.1吸附時間的改變對 Cu2+吸附性能的影響</p><p>　　準確量取10mL100m g·L-1的標準銅溶液，加入1-7號錐形瓶中，稀釋至100ｍL，分別加入2ｇ100（目）蕎麥殼搖勻，在振蕩器中分別振蕩1-7ｈ，靜置２４ｈ，用中速定量濾紙過濾，用分光光度計法測定溶液中銅離子的濃度。</p><p>　　1.3.4.2 吸

35、附時間的改變對Zn2+吸附性能的影響</p><p>　　準確量取1 0mlL100m g·L-1的標準鋅溶液，加入１-７號錐形瓶中，稀釋至100ｍL，分別加入0.1000ｇ100（目）蕎麥殼搖勻，在振蕩器中分別振蕩1-7ｈ，靜置２４ｈ，用中速定量濾紙過濾，用分光光度計法測定溶液中鋅離子的濃度。</p><p>　　1.3.5 pH的改變對重金屬離子吸附性能的影響</p&g

36、t;<p>　　1.3.5.1pH的改變對Zn2+吸附性能的影響</p><p>　　準確量取1 0mL100m g·L-1的標準鋅溶液，加入1-7號錐形瓶中，稀釋至100ｍL，用NaOH將溶液的ｐＨ分別調成3、4、5、6、7分別加入0.1000g100（目）蕎麥殼搖勻，在振蕩器中分別振蕩5ｈ，靜置24ｈ，用中速定量濾紙過濾，用分光光度計法測定溶液中鋅離子的濃度。</p>&

37、lt;p>　　1.4Cu2+、Zn2+標準曲線的制作</p><p>　　1.4.1 GB/T5750.6-2006水質銅的測定 二乙基二硫代氨基甲酸鈉分光光度法</p><p>　　1.4.1.1方法和原理</p><p>　　在弱堿介質中，銅與二乙氨基二硫代甲酸鈉生成黃棕色絡合物，以四氯化碳萃取分離后，于440 nm處測定吸光值。</p>&

38、lt;p>　　1.4.1.2試劑的配制</p><p>　　除非另作說明，所用試劑均為分析純，水為去離子水或等效純水。</p><p>　?、陪~標準貯備溶液：1.000 mg·mL-1-Cu稱取0.2000 g銅粉(純度99.99%)，置于50 mL燒杯中，加10 mL硝酸溶液微熱溶解，全量轉入200 mL容量瓶中，加水至標線，混勻。此溶液1.00 mL含銅1.00 mg。

39、</p><p>　?、?銅標準中間溶液：100μg·mL-1量取10.0 mL銅標準貯備溶液至100 mL量瓶中，加硝酸溶液至標線，混勻。</p><p>　?、?銅標準使用溶液：10.0μg·mL-1移取10.0 mL銅標準中間溶液至100 mL量瓶中，加硝酸溶液至標線，混勻。此溶液1.00 mL含銅10.0 μg。</p><p>　?、?

40、乙二胺四乙酸二鈉-檸檬酸三銨溶液稱取20 g檸檬酸三銨〕和5 g乙二胺四乙酸二鈉，溶于水中，稀釋至100 mL，混勻。用砂芯漏斗濾去不溶物，濾液貯于試劑瓶備用。</p><p>　?、?甲酚紅指示液：1 mg·mL-1</p><p>　　稱取0.1 g甲酚紅指示劑，溶于20 mL乙醇，加水至100 mL，混勻，貯于棕色滴瓶。</p><p>　?、?二乙

41、氨基二硫代甲酸鈉溶液：10 g·L-1稱取1.0 g二乙基二硫代氨基甲酸鈉，溶于水中并稀釋至100 mL，混勻。經(jīng)砂芯漏斗過濾，濾液貯于棕色瓶中，放于暗處可用兩星期。</p><p>　　1.4.1.3分析步驟</p><p>　　1.4.1.3.1標準曲線的測定</p><p>　?、?在6個250 mL錐形分液漏斗中分別加入200 mL水，依次加入0，

42、0.10，0.20，0.30，0.40，0.50 mL銅標準使用溶液，混勻。</p><p>　?、?加入10 mL二乙胺四乙酸二鈉-檸檬酸三銨溶液，混勻。</p><p>　?、?加入2滴甲酚紅指示液。</p><p>　　⑷ 用氨水調節(jié)至溶液呈淺紫紅色(pH8.0～8.5)。</p><p>　?、?加入5 mL二乙氨基二硫代甲酸鈉溶液，

43、混勻。放置5 min。</p><p>　　⑹ 加入10.0 mL四氯化碳，振搖10 s，從分液漏斗管底放氣。再振搖2 min，靜置分層。</p><p>　　在分液斗管頸處塞進少量脫脂棉，將有機相濾入2 cm測定池中，在440 nm波長處，以四氯化碳參比調零，測定吸光值Aw和空白溶液吸光值A0(零濃度)。</p><p>　?、?以吸光值(Aw-A0)為縱坐標，相

44、應的銅量(g)為橫坐標，繪制標準曲線。</p><p>　　1.4.1.3.2測定水樣</p><p>　?、?量取200 mL水樣置錐形分液漏斗中，測定吸光值Aw。</p><p>　?、?量取200 mL與水樣同步過濾并加酸固定的無銅純水，測定分析空白吸光值A0。</p><p>　　1.4.1.3.3數(shù)據(jù)記錄與標線制作</p>

45、;<p>　　表2-1-1Cu2+標準曲線數(shù)據(jù)</p><p>　　Table 2-1-1Cu2 + standard curve data</p><p>　　1.4.2 GBT 7472-87 水質 鋅的測定 雙硫腙分光光度法</p><p>　　1.4.2.1方法和原理</p><p>　　在pH4.0~5.5的水溶液中，

46、鋅離子與雙硫腙生成紅色贅合物，在435nm處用四氯化碳萃取后比色定量。</p><p>　　在選定的pH條件下，用足夠量的硫代硫酸鈉可掩蔽水中存在的少量鉛、銅、鎘、鈷、鉍、鎳、金、鈀、銀、亞錫等干擾金屬。</p><p>　　1.4.2.2試劑的配制</p><p>　　⑴ 鋅標準貯備溶液：0.100 0 g· L-1-Zn稱取0.100 0 g金屬鋅(9

47、9.9%以上)于50 mL燒杯中，用10 mL硫酸溶液溶解后，全量移入1 000 mL量瓶中，加水至標線，混勻。此溶液1.00 mL含鋅0.100 0 mg。</p><p>　?、?鋅標準使用溶液：1.00 m g·L-1。稱取1.00 mL鋅標準貯備溶液于100 mL量瓶中，加水至標線，混勻。此溶液1.00 mL含鋅1.000 μg。使用前配制，當日有效。</p><p>　

48、?、?硫酸溶液：C(H2SO4)=3 mol·L-1</p><p>　　取5.6 mL硫酸(H2SO4，ρ=1.84 g/mL)緩慢地滴加于95 mL水中，混勻。</p><p>　?、?雙硫腙-四氯化碳貯備溶液。</p><p>　?、?雙硫腙-四氯化碳使用溶液：T=50%。</p><p>　?、?乙酸-乙酸鈉緩沖溶液<

49、/p><p>　　稱取136 g乙酸鈉于500 mL燒杯中，用400 mL水溶解，加60 mL冰乙酸，混勻，移入500 mL錐形分液漏斗中，每次用10 mL雙硫腙-四氯化碳使用溶液萃取，直至四氯化碳層保持綠色為止，加20 mL四氯化碳洗除水溶液中殘留的雙硫腙，棄去有機相，加水稀釋至500 mL，貯存于聚乙烯瓶中。</p><p>　?、?硫代硫酸鈉溶液：50 g·L-1稱取25 g硫

50、代硫酸鈉于500 mL燒杯中，加水溶解并稀釋至500 mL，貯存于試劑瓶中。</p><p>　　1.4.2.3分析步驟</p><p>　　1.4.2.3.1標準曲線的測定</p><p>　?、?取6支250 mL錐形分液漏斗，各加入100 mL去離子水。分別移入0，0.50，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00 mL鋅標準使用溶液，混勻。</

51、p><p>　?、?分別移入5 mL乙酸-乙酸鈉緩沖溶液，混勻。再移入0.5 mL硫代硫酸鈉溶液，混勻。</p><p>　?、?各移入10.0 mL雙硫腙-四氯化碳使用溶液，強烈振蕩4 min，靜置分層。</p><p>　　⑷ 用濾紙(先經(jīng)1+1硝酸溶液浸泡過夜。再用去離子水洗凈并晾干)吸干分液漏斗管頸內(nèi)壁水分，并塞入濾紙卷，將有機相放入1 cm測定池中，用四氯化碳

52、調零，于535 nm波長測定吸光值A0(標準空白)和Aw。</p><p>　?、?將數(shù)據(jù)記入表3-2中。以吸光值Aw-A0(標準空白)為縱坐標，相應的鋅微克數(shù)為橫坐標，繪制標準曲線。</p><p>　　1.4.2.3.2樣品測定</p><p>　?、?量取2份100 mL去離子水(分析空白)和2份100 mL水樣，分別移入250 mL錐形分液漏斗中。</

53、p><p>　?、?測定水樣吸光值Aw，分析空白吸光值A0。</p><p>　　1.4.2.3.3數(shù)據(jù)記錄與標線制作</p><p>　　表3-2 Zn2+標準曲線數(shù)據(jù)</p><p>　　Table 3-2 Zn2+standard curve data</p><p>　　圖3-2.Zn2+標準曲線</p>

54、;<p>　　Fig.3-2 standard curve of Zn2+</p><p><b>　　1.5計算公式</b></p><p>　　(1)濃度計算公式：根據(jù)朗伯—比爾定律數(shù)學表達式：A=lg(1/T)=Kbc</p><p>　　A為吸光度,T為透射比,是投射光強度比上入射光強度c為吸光物質的濃度 b為吸收層厚度&

55、lt;/p><p><b>　　從而可得到：</b></p><p>　　標準溶液的吸光度A0和未知溶液的吸光度Ax，未知溶液的濃度是Cx（g·L-1），標準溶液的濃度是C0（g·L-1）。</p><p>　　(2)吸附量與吸附率計算公式：</p><p>　　蕎麥殼對Cu2+、Zn2+的吸附量按下公式

56、計算：</p><p>　　吸附率按下公式計算：</p><p>　　Θt/(mg·g-1)為t時刻平衡吸附量；C0/(mg·L-1)為起始濃度；Ce/(mg·L-1)為平衡濃度；V/L為溶液的體積；m/g為吸附劑的質量；η/%為平衡吸附率。 </p><p><b>　　2結果與討論</b></p>

57、<p>　　2.1不同蕎麥殼粒徑對重金屬離子吸附性能的影響</p><p>　　蕎麥殼對重金屬的吸附與其粒度密切相關。任何物體的分子間都有相互作用，處于物體表面的分子，由于受力不均而具有多余的引力，即表面能。表面能的大小決定于物體的比表面積，半徑越小，比表面積越大，相應的表面能也越大，吸附的吸附質也就越多[8]。</p><p>　　2.1.1蕎麥殼粒徑的改變對Cu2+吸附量和

58、吸附率的影響</p><p>　　表2-1-1粒徑的改變對Cu2+吸附量和吸附率的影響</p><p>　　Table 2-1-1 The effect of copper adsorption efficiency and adsorption quantity caused by different size </p><p>　　圖3-1-1粒徑的改變對Cu2

59、+吸附量的影響</p><p>　　Fig. 1-１-2 The effect of copper adsorbance caused by different size of buckwheat shell</p><p>　　圖2-1-2粒徑改變對Cu2+吸附率的影響</p><p>　　Fig. 2-１-2 The effect of copper remov

60、er rate caused by different size of buckwheat shell</p><p>　　蕎麥殼粒徑與銅離子吸附量和吸附率之間的關系見圖2-1-1和圖2-1-2。從圖可以看出，銅離子的吸附量隨著粒徑的減小呈上升趨勢。粒徑在100（目）之前，被吸附的銅離子的量變化比較大，而在100（目）之后，基本保持平衡。因此，為使吸附反應充分進行，將蕎麥殼粒徑定為100（目）。</p>

61、;<p>　　2.1.2蕎麥殼粒徑的改變對Zn2+吸附量和吸附率的影響</p><p>　　表 2-5-2蕎麥殼粒徑的改變對Zn2+吸附量和吸附率的影響-</p><p>　　Table 2-5-2 The effect of zinc adsorption efficiency and adsorption quantity caused by different size

62、 </p><p>　　圖2-1-3粒徑改變對Zn2+吸附量的影響</p><p>　　Fig. 2-1-3The effect of zinc adsorbance caused by different size of buckwheat shell</p><p>　　圖2-1-4粒徑改變對Zn2+吸附量率的影響</p><p>　　F

63、ig.2-1-4The effect of zinc remover rate caused by different size of buckwheat shell</p><p>　　從圖2-1-3中可知，當蕎麥殼粒徑在100（目）之間的時候，此時的吸附量最大，表明溶液中鋅離子的濃度最小，因此，為使吸附反應充分進行，將蕎麥殼粒徑定位100（目）。</p><p>　　2.2初始濃度的改

64、變對重金屬離子吸附性能的影響</p><p>　　重金屬離子吸附劑初始濃度是影響重金屬吸附的主要因素[9]。實驗結果表明，在溫度為25℃時，只要結合尚未飽合，不同粒徑沉積物樣品對銅離子的吸附隨著金屬離子溶液初始濃度的增加而增加，吸附量與吸附劑初始濃度呈線性關系。重金屬離子濃度增加，與吸附劑表面碰撞的機會增多，有更多的吸附機會；同時，重金屬離子水解形成的羥基金屬離子也增多，促進了重金屬的離子交換、絡合或沉淀反應的進

65、行[10]。</p><p>　　2.2.1初始濃度的改變對Cu2+吸附量和吸附率的影響</p><p>　　表2-3-1初始濃度的改變對Cu2+吸附量和吸附率的影響</p><p>　　Table2-3-1 the influence of Cu2 + adsorption efficiency and adsorption quantity caused by

66、 initial concentration</p><p>　　圖2-2-1初始濃度對Cu2+吸附量的影響</p><p>　　Fig. 2-3-1 The effect of copper adsorbance caused by initial concentration</p><p>　　圖3-2-2初始濃度對Cu2+吸附率的影響</p>&

67、lt;p>　　Fig. 3-3-2 The effect of copper remover rate caused by initial concentration</p><p>　　從圖2-3-1可知，吸附量隨著溶液中銅離子初始濃度的增加而增加。從圖2-2-1可知，吸附率隨著溶液中銅離子初始濃度的增加而減小。因此，為使吸附效果好，將Cu2+初始濃度定位10m g·L-1。</p>

68、<p>　　2.2.2初始濃度的改變對Zn2+吸附量和吸附率的影響</p><p>　　表2-2-2初始濃度的改變對Zn2+吸附量和吸附率的影響</p><p>　　Table 2-3-2 the influence of Zn2+ adsorption efficiency and adsorption quantity caused by initial concent

69、ration</p><p>　　圖2-2-3初始濃度對Zn2+吸附量的影響</p><p>　　Fig. 2-3-2 The effect of zinc adsorbance caused by initial concentration </p><p>　　圖2-2-4初始濃度對Zn2+吸附率的影響</p><p>　　Fig.2-２

70、-４ The effect of zinc remover rate caused by initial concentration</p><p>　　鋅離子在蕎麥殼中的吸附曲線如圖2-2-3和圖2-2-4所示，從圖2-2-3可知，隨著液相Zn2+濃度的增加，蕎麥殼對其吸附量也隨之增加，且從低濃度到高濃度的過程中曲線斜率均逐漸降低。初始濃度為0.01g/L時吸附強度較大，吸附曲線與初始濃度呈線性關系，當初始濃度

71、大于0.01g/L時，吸附強度逐漸減弱，吸附曲線趨緩。</p><p>　　2.3溫度的改變對重金屬離子吸附性能的影響</p><p>　　溫度是影響吸附過程的重要環(huán)境因子之一，其作用機理主要包括：（1）溫度升高可加速反應進行，使吸附劑對吸附質的吸附速率提高，吸附容量增加；（2）發(fā)生在固體顆粒表面上的吸附包括物理吸附和化學吸附?；瘜W反應熱可正可負，溫度增高時反應產(chǎn)物的量可能增加也可能減少，

72、而物理吸附總是伴隨有能量的釋放，因此溫度升高物理吸附量減少；（3)離子交換吸附是吸熱反應，非離子交換吸附是放熱反應，因此，溫度升高有利于離子交換吸附，而不利于非離子交換吸附；(4）由于羥基絡合離子的形成，使得不同的pH值下溫度對吸附的影響不同。</p><p>　　2.3.1溫度的改變對Cu2+吸附量和吸附率的影響</p><p>　　表2-3-1溫度的改變對Cu2+吸附量和吸附率的影響&

73、lt;/p><p>　　Table 2-6-1 The effect of copper adsorption efficiency and adsorption quantity caused by temperature</p><p>　　圖2-３-１溫度對銅離子吸附量的影響</p><p>　　Fig. 2-３-１The effect of copper ads

74、orbance caused by temperature</p><p>　　圖3-３-２溫度對銅離子吸附率的影響</p><p>　　Fig. 2-３-２The effect of copper remover rate caused by temperature</p><p>　　圖2-３-１和圖2-３-２是溫度對銅離子吸附的影響曲線。由圖可知，隨著溫度的升

75、高，被吸附的銅離子的量和溶液中銅離子的去除率都逐漸升高。但其變化的趨勢越來越小，所以，為使吸附能夠充分進行，把實驗溫度定為35℃。</p><p>　　2.3.2溫度的改變對Zn2+吸附量和吸附率的影響</p><p>　　表3-3-2溫度的改變對Zn2+吸附量和吸附率的影響</p><p>　　Table 3-6-2 The effect of zinc adso

76、rption efficiency and adsorption quantity caused by temperature</p><p>　　圖2-3-3溫度對Zn2+吸附量的影響</p><p>　　Fig. 2-３-３The effect of zinc adsorbance caused by temperature</p><p>　　圖2-3-4溫

77、度對Zn2+吸附率的影響</p><p>　　Fig. 2-３-４ The effect of zinc remover rate caused by temperature</p><p>　　根據(jù)參考文獻研究證明，吸附量隨溫度的升高而增大，但溶液的吸附量與溫度并不呈簡單的線性關系，而是存在一最佳溫度值范圍[11]。物理吸附和化學吸附都是放熱過程，所以只要吸附已經(jīng)達到平衡，升高溫度無論是

78、物理吸附量還是化學吸附量都會降低。圖2-3-3為溫度與吸附量的關系曲線。從圖2-3-3中可知，蕎麥殼樣品對鋅的吸附能力呈現(xiàn)下降后上升的趨勢，對鋅的吸附能力在溫度33℃時呈現(xiàn)下降的趨勢，而溫度在大于33℃時，又逐漸升高。為使反應充分進行，將溫度設為43℃。</p><p>　　2.4吸附時間的改變吸附重金屬離子性能的影響</p><p>　　生物吸附劑顆粒具有較大的比表面積，表面有許多吸附活

79、性位點，可吸附溶液中的離子，極易為生物吸附劑吸附，隨時間延長，最終達到平衡，達到一個最大值[12]。</p><p>　　2.4.1吸附時間的改變對Cu2+吸附量和吸附率的影響</p><p>　　表2-4-1吸附時間的改變對蕎麥殼吸附Cu2+吸附量和吸附率的影響</p><p>　　Table 2-4-1 The effect of copper adsorpti

80、on efficiency and adsorption quantity caused by time</p><p>　　圖2-4-1吸附時間對Cu2+吸附量的影響</p><p>　　Fig. 2-4-1 The effect of copper adsorbance caused by time</p><p>　　圖2-4-2吸附時間對Cu2+吸附量的影響

81、</p><p>　　Fig. 2-4-2 The effect of copper adsorbance caused by time</p><p>　　由圖2-4-1和圖2-4-2可知，在1h之間，銅離子的吸附量和吸附率逐漸升高；在1h之后，兩者基本保持不變考慮到經(jīng)濟效益，因此，為使吸附反應充分進行，將吸附時間定為1h。</p><p>　　2.4.2吸附時間

82、的改變對Zn2+吸附量和吸附率的影響</p><p>　　表2-4-2吸附時間的改變對蕎麥殼吸附Zn2+吸附量和吸附率的影響</p><p>　　Table2-4-2 The effect of zinc adsorption efficiency and adsorption quantity caused by time</p><p>　　圖2-4-3吸附時間

83、對Zn2+吸附量的影響</p><p>　　Fig. 2-4-3 The effect of zinc adsorbance caused by time</p><p>　　圖2-4-4吸附時間對Zn2+吸附率的影響</p><p>　　Fig. 2-4-4 The effect of zinc remover rate caused by time</p

84、><p>　　圖2-4-3和圖2-4-4為吸附時間與吸光量和吸附率的關系曲線。從圖中可知，在5h以前，吸附量逐漸增大，而5h以后，吸附量逐漸減小。因此，為使吸附反應充分進行，將吸附時間定為5h。</p><p>　　2.5 pH的改變對重金屬離子吸附性能的影響</p><p>　　對大多數(shù)吸附過程而言，系統(tǒng)pH值是影響吸附量的決定因素[13][14]。吸附量隨pH值的升

85、高而增大，但金屬的吸附量與pH值并不呈簡單的線性關系，而是存在一最佳pH值范圍[15]。由于在近中性和弱堿性條件下，金屬溶液易發(fā)生水解，其水解和吸附作用會同時進行[16]，pH增高到一臨界值時會完全沉淀[17]。</p><p>　　2.5.1 pH的改變對Zn2+ 吸附量和吸附率的影響</p><p>　　表2-5-1 pH的改變對吸附Zn2+ 吸附量和吸附率的影響</p>

86、<p>　　Table 2-5-1 The effect of zinc adsorption efficiency and adsorption quantity caused by pH</p><p>　　圖2-5-1 pH對Zn2+吸附量的影響</p><p>　　Fig.2-5-1 The effect of zinc adsorbance caused by pH&

87、lt;/p><p>　　圖2-5-2 pH對Zn2+吸附率的影響</p><p>　　Fig.2-5-2 The effect of zinc remover rate caused by pH</p><p>　　從圖2-5-1和圖2-5-2中可以看出，蕎麥殼樣品對鋅的吸附能力呈現(xiàn)上升后下降的趨勢，對鋅的吸附能力在pH值等于５時達到最大。此時的吸附量為0.00811ｇ

88、·ｇ-1。實驗表明，吸附量隨pH值的升高而增大。從圖2-5-2可以看出：pH值過高也不利于吸附進行，當溶液pH值超過鋅微沉淀的上限時，溶液的鋅則以難溶的氫氧化物形式存在，有時難以觀察到，影響了吸附反應的進行[18]。</p><p>　　一直以來，研究人員在進行環(huán)境因子對重金屬附一解吸影響研究時，均提出水體pH值是主要影響因素。水體中pH值的變化將會影響到吸附劑表面的官能團，從而會促進或抑制對H+和OH

89、-的吸附[19]。Louise J.和DimitriA.[20]研究發(fā)現(xiàn)隨pH值升高各金屬元素的吸附量均不同程度地增加，在pH=5時吸附強度突然增加，發(fā)生突躍，吸附突躍范圍為pH=5~7。本實驗與該數(shù)據(jù)有點偏差。</p><p><b>　　3小結</b></p><p>　　本文主要研究蕎麥殼對重金屬離子Cu2+、Zn2+的吸附附特性，考察蕎麥殼粒徑、濃度、溫度、時

90、間、pH值等對吸附性能的影響，主要結論如下：</p><p>　?。?）蕎麥殼粒徑的改變對重金屬離子吸附吸附性能的影響實驗表明：蕎麥殼對銅、鋅離子的吸附量和吸附率都隨著蕎麥殼粒徑目數(shù)的增大而增大。鋅離子的變化趨勢比銅離子的變化趨勢明顯。但兩者的吸附量均在蕎麥殼的目數(shù)為100的時候達到最大，銅離子和鋅離子的吸附量分別為0.000166ｇ·ｇ-1和0.00872ｇ·ｇ-1。因此，蕎麥殼對銅、鋅離子

91、吸附的最佳粒徑為100目。</p><p>　?。?）初始濃度的改變對重金屬離子吸附吸附性能的影響實驗表明：蕎麥殼對重金屬銅、鋅離子的吸附量與吸附劑初始濃度基本呈線性關系。蕎麥殼對銅、鋅離子的吸附量隨平衡濃度增加而逐漸增大，吸附量曲線均呈上升趨勢。蕎麥殼對銅離子的吸附量曲線較緩，對鋅離子的吸附量曲線則較陡。蕎麥殼對重金屬離子吸附率與吸附劑初始濃度的曲線呈下降趨勢，當銅、鋅離子初始濃度均為10mg·L-1

92、的時候，兩者的吸附率最大，銅離子的吸附率為81.3%，鋅離子的吸附率為91.5%。因此，蕎麥殼對銅、鋅離子吸附的最佳初始濃度都是10 mg·L-1。</p><p>　?。?）溫度的改變對重金屬離子吸附吸附性能的影響實驗表明：蕎麥殼對重金屬銅離子的吸附量隨溫度的升高而增加，但隨著溫度的升高，蕎麥殼對銅的吸附率隨溫度的升高，增幅逐漸減小。當溫度在35℃時，蕎麥殼對銅離子的吸附量達到最大值0.177mg&#

93、183;g-1，所以蕎麥殼對銅離子的最佳吸附溫度為35℃。而蕎麥殼對鋅離子吸附量溫度曲線是先下降后上升的趨勢。在33℃前，吸附量隨溫度增加而減??；當溫度大于33℃時，吸附量隨溫度增大而增大，在溫度為43℃是達到最大值為0.0075 g·g-1,所以蕎麥殼對鋅離子的最佳吸附溫度為43℃。</p><p>　?。?）吸附時間的改變對重金屬離子吸附吸附性能的影響實驗表明：蕎麥殼對銅、鋅離子的吸附平衡時間存在差

94、異。銅離子在1h達到吸附平衡，此時的吸附量為0.000164 g·g-1，因此蕎麥殼對銅離子的最佳吸附時間為1h；鋅離子在5h達到吸附平衡，此時的吸附量為0.00911 g·g-1，所以5h為蕎麥殼吸附鋅離子的最佳吸附時間。</p><p>　?。?）pH的改變對重金屬離子吸附吸附性能的影響實驗表明：在pH=2~7之間，隨pH的增大，蕎麥殼對鋅離子的吸附量先增大后減小。當pH=5時，蕎麥殼對鋅

95、離子的吸附量最大，為0.00899 g·g-1，所以蕎麥殼對鋅離子吸附的最佳pH值為5。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]戴樹桂編著.環(huán)境化學.北京:高等教育出版社,1997</p><p>　　[2]常學秀,文傳浩,王煥校.重金屬污染與人體健康.云南環(huán)境科學,2000,19(1):59<

96、/p><p>　　[3]J.W.帕特參.廢水處理技術.北京:化學工業(yè)出版社,1987,45-53</p><p>　　[4]劉慶文.重金屬離子廢水的處理方法.天津化工,1995,(4):16-17</p><p>　　[5]趙曉紅.高效菌活性污泥法處理分散染料廢水實驗研究.環(huán)境工程,2002,20(1):77-81</p><p>　　[6]吳涓

97、,李清彪.黃孢原毛平革菌吸附鉛離子機理的研究.環(huán)境科學學報,2001,21(3):291-295</p><p>　　[7]李明春,姜恒,候文強.酵母菌對重金屬離子吸附的研究.菌物系統(tǒng),1998,17(4):367-373</p><p>　　[8]余海燕.河湖沉積物對重金屬吸附解吸的研究概況[J].化學工程,2005.7,30-33.</p><p>　　[9]莊

98、云龍,石秀春.銅、鋅、鉛和鎘在淀山湖沉積物上的吸附特性[J].上海大學學報(自然科學</p><p>　　版),2002,8(6):526-529.</p><p>　　[10]王長科,劉彩虹,呂憲國.吉林向海自然保護區(qū)濕地資源的保護[J].資源與環(huán)境,2002,16(3):</p><p><b>　　167-168.</b></p&g

99、t;<p>　　[11]孫衛(wèi)玲,倪晉仁.泥沙吸附重金屬研究中的若干關鍵問題[J].泥沙研究,2001,12:53-57.</p><p>　　[12]莊云龍,張滬春.重金屬在淀山湖沉積物上的吸附研究[J].安全與環(huán)境學報,2003,3(1):37-39.</p><p>　　[13]楊芬.固定化藻細胞對水中Cu(Ⅱ)的吸附研究[J].曲靖師專學報,2000,19(11):46

100、-48.</p><p>　　[14]A.Lodi,C.Solisio,A.Convweti,M.Del.Borghi.Cadmium,Zinc,Copper,Silver and hromium(Ⅲ)</p><p>　　removal from wastewaters by Sphaerotilus natans.Bioprocess Engineering 19(1998):197-

101、203.</p><p>　　[15]周建偉.巰基泥炭吸附重金屬離子機理研究[J].化學世界,2002,2:59-61.</p><p>　　[16]田建民.生物吸附法在含重金屬廢水處理中的應用[J].太原理工大學學報,2000,31(1):</p><p><b>　　74-78.</b></p><p>　　[17]

102、李雨霏,馬小凡.利用剩余污泥吸附銅、鎘的研究[J].長春:吉林大學碩士學位論文,2004.</p><p>　　[18]周建偉.巰基泥炭吸附重金屬離子機理研究?；瘜W世界，2002，2：59-61.</p><p>　　[19]劉衡,王建龍,文湘華.啤酒酵母吸附重金屬離子鉛的研究。環(huán)境科學研究，2002，15（2）：26-29.</p><p>　　[20]Louis

103、e J.Criscenti.Dimitri A.Sverjensky1.A single-site model for divalent transition and</p><p>　　heavy metal adsorption over a range of metal concentrations.Journal of Colloid and Interface</p><p>