重金属对生物脱氮性能影响及活性污泥生物学效应的meta分析

目前有关重金属对于生物脱氮系统影响的研究较多，但受不同反应器工况和实验环境的影响，结论具有一定偏差，因此借助统计学方法评价多项研究的一致性十分有必要。为系统评估重金属对于生物脱氮系统的影响，采用meta分析方法，从数据库检索到2000年以来国内外发表的相关论文，通过统计分析论文的结果，分析了Cd²⁺、Cu²⁺、Cr⁶⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺6种重金属离子对于SBR和厌氧氨氧化工艺脱氮性能的影响，Cd²⁺、Cu²⁺、Cr⁶⁺3种重金属离子对于SBR活性污泥的生物学效应，及影响重金属毒性的主要因素。结果表明，SBR工艺对6种重金属的敏感性大小为Cr⁶⁺>Cu²⁺>Pb²⁺>Cd²⁺>Zn²⁺>Ni²⁺，厌氧氨氧化工艺对6种重金属...     

粘质沙雷氏菌HB-4吸附重金属镉的机制

从重金属污染土壤中筛选出1株对Cd²⁺具有高耐受能力和高吸附容量的菌株HB-4,经16S rDNA序列分析鉴定为粘质沙雷氏菌（Serratia marcescens）。该菌株能在Cd²⁺浓度为300 mg·L^-1的条件下正常生长;对Cd²⁺的最大吸附量为（154.7±0.9（ mg·g^-1。考察了Cd²⁺初始浓度、pH、盐浓度以及共存离子对HB-4吸附Cd²⁺的影响,结果表明：pH=3.0~8.0时,对吸附效果无影响;NaCl含量为8.0%时,菌株对Cd²⁺的去除率仍可达到49.9%±0.1%;Pb²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺与Cd²⁺共存时,几种重金属离子的去除率分别为98.7%±0.2%（Pb²⁺）、44.6%±0.6%（Zn²⁺）、52.7%±0.1%（Cu²⁺）和64.2%±0.3%（Cd²⁺）。解吸实验证明了HB-4对Cd²⁺极强的吸附能力,洗脱液pH=7.0时,解吸率小于2%。检测了细胞内外镉的分布情况,并利用SEM、XPS和FTIR对吸附机理进行了研究,推断HB-4对Cd²⁺的吸附机理为胞外吸附和胞内摄取。     

空心类水滑石对重金属的吸附性能研究

重金属废水是一类难处理的废水，对其进行有效处理一直是环境领域的研究热点。类水滑石(LDHs)因比表面积大、制备简单、环境友好等特性，成为一类具有较高应用潜力的重金属吸附剂。制备了具有更多吸附位点的空心类水滑石(LDHs-H)，选取重金属离子Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺作为研究对象，探究了初始重金属离子浓度、吸附时间、溶液p H和竞争离子等因素对LDHs-H吸附重金属离子的影响。结果表明，LDHs-H对Cu²⁺和Pb²⁺的等温吸附数据较好地拟合了Freundlich等温模型，对Zn²⁺和Ni²⁺的等温吸附数据较好地拟合了Langmuir等温模型。准二级动力学模型较好地描述了LDHs-H对4种重金属离子的动力学吸附过程。LDHs-H层板上的羟基与Cu²⁺和Pb²⁺反应生成沉淀是Cu²⁺和Pb²⁺去除的主要方式，与Zn     

一种膨润土的表征及其对重金属离子吸附研究

以原矿膨润土为原料，对其结构进行表征和分析。然后从单因素条件分析膨润土对Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺的吸附效果。结果表明：在相同条件下，膨润土加入量为0.30 g、温度为25℃时，Cu²⁺初始浓度为200 mg/L,溶液pH值为5.0,其最大吸附率为99.92%;Cd²⁺初始浓度为150 mg/L,溶液pH值为6.0,其最大吸附率为99.84%;Pb²⁺初始浓度为50 mg/L,溶液pH值为3.5,其最大吸附率为99.12%。竞争吸附中膨润土对Cd²⁺吸附效果最佳。此研究对处理含重金属离子的废水具有较好的潜在价值。     

黄腐酸基Cd2+离子印迹聚合物的吸附性能测试

以改性黄腐酸为功能单体,反相悬浮聚合法制备了Cd²⁺离子印迹聚合物,并研究其吸附性能。动力学模型表明,黄腐酸基Cd²⁺离子印迹聚合物对Cd²⁺的吸附符合准二级动力学吸附模型,相关系数达到0.9977;热力学研究发现,黄腐酸基Cd²⁺离子印迹聚合物吸附重金属离子的形式为单分子层表面吸附,与Langmuir等温吸附模型相符;竞争吸附实验显示,竞争离子Pb²⁺、Cr³⁺存在时,Cd²⁺/Pb²⁺、Cd²⁺/Cr³⁺的相对选择性系数分别为4.32、13.47,说明MFA-IIP对模板离子拥有较强的选择识别性能,竞争离子化合价不同,选择识别性更加显著。     

改性香菇废弃物在二元重金属废水中的吸附特性研究

采用NaOH处理后的香菇废弃物作为生物吸附剂,研究其在二元金属溶液中对Pb⁽²⁺⁾、Zn(2+)、Zn⁽²⁺⁾、Cu(2+)、Cu⁽²⁺⁾的吸附行为特征。结果表明,在二元金属溶液中,干扰离子Zn(2+)的吸附行为特征。结果表明,在二元金属溶液中,干扰离子Zn⁽²⁺⁾的存在对改性香菇吸附Cu(2+)的存在对改性香菇吸附Cu⁽²⁺⁾有显著的正向干扰作用;而干扰离子Cu(2+)有显著的正向干扰作用;而干扰离子Cu⁽²⁺⁾/Pb(2+)/Pb⁽²⁺⁾的存在显著抑制了改性香菇对Zn(2+)的存在显著抑制了改性香菇对Zn⁽²⁺⁾的吸附;Cd(2+)的吸附;Cd⁽²⁺⁾的存在对改性香菇吸附Zn(2+)的存在对改性香菇吸附Zn⁽²⁺⁾的干扰作用不显著,Pb(2+)的干扰作用不显著,Pb⁽²⁺⁾的存在对改性香菇吸附Cu(2+)的存在对改性香菇吸附Cu⁽²⁺⁾的干扰作用也不显著;Cu(2+)的干扰作用也不显著;Cu⁽²⁺⁾显著促进了改性香菇对Pb(2+)显著促进了改性香菇对Pb⁽²⁺⁾的吸附,Zn(2+)的吸附,Zn⁽²⁺⁾的存在对改性香菇Pb(2+)的存在对改性香菇Pb⁽²⁺⁾的影响不显著,而Cd(2+)的影响不显著,而Cd⁽²⁺⁾的存在显著促进了改性香菇对Cu(2+)的存在显著促进了改性香菇对Cu⁽²⁺⁾/Pb(2+)/Pb⁽²⁺⁾的吸附。     

粘质沙雷氏菌对重金属的耐受性和去除作用

微生物修复是治理重金属污染的重要手段之一。本文考察了粘质沙雷氏菌对重金属Cu²⁺、Zn²⁺和Cr⁶⁺耐受性和去除作用。结果表明,粘质沙雷氏菌对重金属Cu²⁺、Zn²⁺、Cr⁶⁺具有良好的耐受性,耐受程度表现为：Zn²⁺> Cu²⁺>Cr⁶⁺。不产灵菌红素时,最大耐受浓度分别为100～150 mg/L、200～250 mg/L、50～100 mg/L;产灵菌红素时能增加菌体对重金属的耐受性,最大耐受浓度分别为150～200 mg/L、>250 mg/L、150～200 mg/L。菌体对重金属的去除效果表现为Zn²⁺>Cr⁶⁺> Cu²⁺,48 h内最大去除率分别为分别为63.3%、44.5%、32.3%。     

Cu2+、Cd2+、Zn2+在高炉水淬渣上的竞争吸附特性

利用等温吸附法考察了高炉水淬渣对Cu²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺的单组分吸附和竞争吸附性能。结果表明,单一组分吸附时,金属离子吸附等温线属于“H”形等温线,吸附平衡符合Langmuir吸附等温模型,高炉水淬渣吸附的顺序为Cu²⁺ >Cd²⁺ >Zn²⁺,这与重金属离子电负性、水合离子半径及荷径比等有关。当加入竞争离子后,Cu²⁺的吸附等温线基本维持原来形状,且仍旧与Langmuir吸附等温模型比较相符,而Cd²⁺ 和Zn²⁺的吸附无法与现有等温吸附模型很好地拟合,等温线的形状由于竞争作用也与传统的等温线均不相同,同时各金属离子的吸附量都比单组分的吸附量降低了。吸附动力学过程先是一个快速阶段,然后进入慢速阶段。无论是单组分还是竞争条件下,伪二级动力学方程拟合结果较好,说明高炉水淬渣与Cu²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺之间的吸附过程主要是以化学吸附为主。     

壳聚糖交联微球的制备及其对重金属离子的吸附作用

采用碱解法制备出高脱乙酰度的壳聚糖,再采用戊二醛或环氧氯丙烷对壳聚糖进行交联制得多孔交联微球。结果表明:环氧氯丙烷比戊二醛更适宜作为壳聚糖的交联剂,交联微球对Cu²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺的吸附容量受金属离子初始浓度、吸附时间和溶液pH值的影响,其关系为:Cd²⁺>Cu²⁺>Ni²⁺。     

Pb2+在高岭土土柱中迁移时吸附特性的研究

通过单一Pb²⁺迁移试验和Pb²⁺、Cu²⁺的竞争、顺序迁移试验来研究Pb²⁺在高岭土中迁移时的吸附特性。对迁移试验的结果进行分析,表明Pb²⁺刚穿透土柱所需的时间随离子浓度的增大而减少,随溶液pH的增大而增大;Pb²⁺和Cu²⁺竞争迁移会使得Pb²⁺刚刚穿透土柱所需的时间、各深度土样对Pb²⁺的吸附量都减少;竞争迁移时的穿透时间比单一Pb²⁺迁移的穿透时间减少了0.11倍;顺序迁移会使得Pb²⁺穿透土柱所需的时间和各深度土样对其的吸附量都减小,并且时间和吸附量减小的幅度与竞争迁移时十分接近。     

改性煤气化灰渣吸附重金属离子的研究

以煤气化灰渣为原料,采用酸改性法(HF酸)制备改性煤气化灰渣。通过静态实验研究了改性煤气化灰渣对溶液中Pb⁽²⁺⁾、Cu(2+)、Cu⁽²⁺⁾、Cd(2+)、Cd⁽²⁺⁾的吸附特性,测定了溶液pH值、吸附时间、金属离子初始浓度对吸附的影响。结果表明,二级动力学方程很好的描述溶液中重金属离子在改性煤气化灰渣上的吸附过程;吸附等温线符合Langmuir模型,Pb(2+)的吸附特性,测定了溶液pH值、吸附时间、金属离子初始浓度对吸附的影响。结果表明,二级动力学方程很好的描述溶液中重金属离子在改性煤气化灰渣上的吸附过程;吸附等温线符合Langmuir模型,Pb⁽²⁺⁾、Cu(2+)、Cu⁽²⁺⁾、Cd(2+)、Cd⁽²⁺⁾的静态饱和吸附量分别为112.07,40.18,31.21 mg/g。     

硝化腐植酸基离子印迹聚合物的制备及吸附性能研究

以腐植酸为原料、浓硝酸为氧化剂合成硝化腐植酸（NA）,再以硝化腐植酸为基质、N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）为功能单体、Pb（NO₃）₂为模板、N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂、过硫酸钾（K₂S₂O₈）与亚硫酸氢钠（NaHSO₃）为复合引发剂,经过沉淀聚合法制备铅离子印迹聚合物IIPs。利用SEM、FT-IR、TG-DSC表征所得产物,探究产物的结构与性能,并通过紫外-可见分光光度法（UV-Vis）研究了IIPs的吸附性能。结果表明,IIPs对Pb²⁺的最大吸附量为21.71 mg/g,该吸附过程符合二级动力学模型和Langmuir热力学模型;IIPs最佳循环次数为7次;在竞争离子Cu²⁺和Cd²⁺存在时,选择性系数分别为6.97(Pb²⁺/Cu²⁺)和7.36(Pb²⁺/Cd²⁺)。     

改性生物炭对Pb2+和Cd2+吸附性能及机理研究

分别通过磷酸、氢氧化钾、铁及微波对小麦秸秆生物炭进行改性,探究改性生物炭投加量、溶液初始pH及重金属离子浓度对重金属Pb²⁺及Cd²⁺的吸附影响及改性生物炭对重金属的吸附机理。结果表明,磷酸及氢氧化钾改性使生物炭表面坍塌且孔隙结构连通,铁改性使比表面积降低,微波改性使生物炭产生少量孔隙。磷酸改性促进—OH及■的生成,氢氧化钾及铁改性促进—OH的生成,微波改性对生物炭基团的影响较小。改性方法的优异性依次为磷酸改性、铁改性、氢氧化钾改性及微波改性,改性生物炭添加量的增加能够增强对于重金属的吸附,溶液pH为弱碱性时对于Pb²⁺的吸附效果最佳,Cd²⁺的吸附效果随着溶液pH增加而增大,Langmuir等温吸附方程能较好反映改性生物炭对于Pb²⁺及Cd²⁺的吸附。     

玉米秸秆黄原酸盐的制备及其去除污染土壤淋洗废液中重金属的效果研究

以玉米秸秆为原料制备黄原酸盐,用于吸附去除淋洗废液中的重金属,研究玉米秸秆黄原酸盐制备条件对去除污染土壤淋洗液中重金属离子效果的影响。结果表明,玉米秸秆(10 g)制备黄原酸盐的最优条件为:20%Na OH 200 m L,CS2加入量5 m L,黄化时间1 h,5%MgSO4加入量3 m L。在此条件下,玉米秸秆黄原酸盐可使废液中重金属Pb⁽²⁺⁾、Cd(2+)、Cd⁽²⁺⁾、Zn(2+)、Zn⁽²⁺⁾、Cr6+和Cu(2+)、Cr6+和Cu⁽²⁺⁾的离子去除率达83. 3%～99. 2%。处理重金属废液后的玉米秸秆黄原酸盐残渣浸出率低,污泥稳定。     

废弃虾壳制备改性甲壳素凝胶球及其对金属离子的吸附性能

以虾壳酶解残渣为原料,经5%盐酸脱钙处理4 h后,用45%氢氧化钠和460 W微波辅助脱乙酰处理10 min,得到脱乙酰度为40.4%的改性甲壳素。将改性甲壳素加入海藻酸钠水溶液中混合均匀,挤压滴入氯化钙水溶液中固化12 h,制备得到直径为1.5~3.2 mm的凝胶小球,研究了该凝胶球对Pb²⁺、Cr³⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Co²⁺和Zn²⁺的吸附效果。结果表明：凝胶球对Cu²⁺、Co²⁺和Zn²⁺的吸附效果最好,300 mg/L重金属离子溶液吸附处理8 h是较适宜的吸附条件,此条件下,Cu²⁺、Co²⁺和Zn²⁺的吸附率分别达到94.2%、75.6%和57.3%。在Cu²⁺-Co²⁺-Zn²⁺共存溶液体系中,凝胶球对3种离子的吸附率均有所提高,Cu²⁺、Co²⁺和Zn²⁺的吸附率分别为95.1%、82.5%和67.5%。     

NaOH处理香菇废弃物在二元金属溶液中镉的吸附特性研究

香菇废弃物是一种廉价生物吸附剂,Na OH处理后对Cd⁽²⁺⁾吸附能力大大提高,在此基础上探讨该生物吸附剂在二元金属溶液中的吸附行为特征。结果显示,NaOH处理后的香菇在二元金属溶液中对镉的吸附更具优势。当共存离子浓度较低时(1(2+)吸附能力大大提高,在此基础上探讨该生物吸附剂在二元金属溶液中的吸附行为特征。结果显示,NaOH处理后的香菇在二元金属溶液中对镉的吸附更具优势。当共存离子浓度较低时(1¹0 mg/L),Cu10 mg/L),Cu⁽²⁺⁾(Pb(2+)(Pb⁽²⁺⁾)对Cd(2+))对Cd⁽²⁺⁾吸附的负影响较小,继续增大共存离子浓度至30 mg/L,Cd(2+)吸附的负影响较小,继续增大共存离子浓度至30 mg/L,Cd⁽²⁺⁾的吸附量降低了0.247 mg/g(0.111 mg/g)。Zn(2+)的吸附量降低了0.247 mg/g(0.111 mg/g)。Zn⁽²⁺⁾浓度较低时(1 mg/L)对Cd(2+)浓度较低时(1 mg/L)对Cd⁽²⁺⁾吸附的负干扰作用明显,继续增加Zn(2+)吸附的负干扰作用明显,继续增加Zn⁽²⁺⁾浓度至30 mg/L,Cd(2+)浓度至30 mg/L,Cd⁽²⁺⁾吸附量维持不变。预处理香菇在二元金属溶液中(Cd+Cu、Cd+Zn、Cd+Pb)对Cd(2+)吸附量维持不变。预处理香菇在二元金属溶液中(Cd+Cu、Cd+Zn、Cd+Pb)对Cd⁽²⁺⁾吸附的最适宜p H范围为5(2+)吸附的最适宜p H范围为5⁷,较一元镉金属溶液的适宜pH值范围广(67,较一元镉金属溶液的适宜pH值范围广(6⁷)。热力学实验表明,Cu7)。热力学实验表明,Cu⁽²⁺⁾/Zn(2+)/Zn⁽²⁺⁾/Pb(2+)/Pb⁽²⁺⁾对香菇Cd(2+)对香菇Cd⁽²⁺⁾吸附的负干扰作用强弱的顺序依次是Zn(2+)吸附的负干扰作用强弱的顺序依次是Zn⁽²⁺⁾>Pb(2+)>Pb⁽²⁺⁾>Cu(2+)>Cu⁽²⁺⁾;Langmuir等温吸附模型和Freundlich等温吸附模型能够较好地拟合Na OH处理后香菇在二元金属溶液中(Cd+Cu、Cd+Zn、Cd+Pb)对Cd(2+);Langmuir等温吸附模型和Freundlich等温吸附模型能够较好地拟合Na OH处理后香菇在二元金属溶液中(Cd+Cu、Cd+Zn、Cd+Pb)对Cd⁽²⁺⁾的热力学吸附过程。     

壳聚糖及其衍生物对土壤重金属的稳定化效应

随着工业的发展,特别是采矿冶炼等行业的发展,使含重金属的废弃物进入土壤,造成土壤重金属污染,对环境和人体健康产生极大威胁。本文以湖南怀化某铅锌矿渣堆放地周围污染土壤为研究目标,通过壳聚糖及其衍生物对污染土壤中重金属离子的稳定化实验,筛选出对目标重金属（Cd²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺）具有最佳稳定效果的稳定剂,探究了稳定剂对土壤中重金属离子的稳定机理,并在模拟酸雨淋溶条件下研究了最佳稳定剂对重金属离子的长期稳定化效果。稳定化实验结果表明,壳聚糖及其衍生物对土壤重金属离子均有稳定化作用,其中羧甲基壳聚糖的稳定效果最好,其使污染土壤中重金属离子的可迁移性及生物有效性明显降低。通过重金属形态分析、扫描电镜（SEM）及X射线衍射（XRD）分析得出稳定剂与土壤中重金属离子发生反应生成络合物,并通过机理分析进一步验证了羧甲基壳聚糖的稳定效果最好;淋溶实验表明,羧甲基壳聚糖对土壤中重金属离子具有长期稳定性,经其稳定后土壤中重金属离子以更稳定不易迁移的形态存在,且使土壤环境得到改善,增强了土壤本身对重金属离子的稳定。羧甲基壳聚糖有望成为修复重金属（Cd²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺）污染土壤的优良稳定剂。     

酸反应介质下稻壳水热炭对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附

沼液中Cu²⁺、Zn²⁺等重金属离子浓度高,直接用于灌溉会导致土壤重金属超标,并严重影响农作物的生长。本研究以农作物废料稻壳作为原料,硫酸和磷酸为反应介质,通过水热炭化法制备水热炭,探索了水热温度、酸配比和酸浓度对Cu²⁺、Zn²⁺的吸附性能的影响。结果表明：当以20%稀硫酸和20%稀磷酸两种酸作为反应介质时,改变两种酸的配比在320℃下制备水热炭,当两种酸介质比例为4:2时,对废水中Cu²⁺、Zn²⁺的去除率达到最大,分别为68.54%和27.44%。     

定量分析稻壳生物炭不同组分对水体中铅和镉的吸附贡献

为了定量描述生物炭中有机与无机组分对Pb²⁺和Cd²⁺吸附贡献率,采用慢速热解法在不同温度下制备稻壳生物炭(Biochar,BC),并分别经水洗、酸洗处理去除水溶性组分(Water-soluble Matter,WM)和酸溶性组分(Acidsoluble Matter,AM),通过批量试验,定量计算不同组分对Pb²⁺和Cd²⁺吸附的贡献率。吸附动力学和等温吸附结果表明稻壳生物炭主要依靠化学吸附去除Pb²⁺和Cd²⁺。生物炭不同组分对Pb²⁺的吸附贡献率大小依次为WM(44.0%～54.5%)>AM(28.5%～31.0%)>OM(14.5%～27.6%),对于Cd²⁺则是WM(49.0%～61.0%)>AM(25.9%～29.0%)>OM(13.1%～22.0%),说明无机组分控制了Pb²⁺和Cd²⁺吸附过程,其中离子交换和表面沉淀是稻壳生物炭吸...     

海胆状Fe3O4@TiO2磁性纳米介质对Pb2+的选择吸附特性

耦合溶胶-凝胶技术与水热法,制备具有核壳结构的海胆状Fe₃O₄@TiO₂磁性纳米介质（sea urchin magnetic nanoparticles,SUMNPs）。采用TEM、SEM等方法对SUMNPs的形貌等性质进行表征,证实该材料呈现出以Fe₃O₄为核,以TiO₂为壳的海胆状结构,壳层直径约400 nm,比表面积高达236.082 m²·g^-1,表面孔径约6.274 nm。SUMNPs对重金属离子选择吸附的结果表明,基于Pb²⁺离子半径大、电子层数多等物化特点,在Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺ 5种金属离子混合体系中,SUMNPs可以高容量、高选择性快速吸附Pb²⁺,而对其他4种重金属离子几乎无吸附活性。单一Pb²⁺吸附可在5 min内快速平衡,平衡吸附容量为283 mg·g^-1。吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,SUMNPs对Pb²⁺的最大饱和吸附容量为458.72 mg·g^-1。经EDTA二钠解吸,NaOH再生后的SUNMPs可以重复使用8次以上。SUMNPs对Pb²⁺具备优异的选择性吸附性能,在处理水体铅污染、恢复水体生态领域具有良好的应用前景。