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重金属污染已经成为威胁人类健康的重大环境问题,重金属污染的生物修复方法由于其取材广泛成本低廉等优点而受到重视。金针菇是我国工厂化生产的几种主要的食用菌之一,其废弃培养物的重复利用是影响金针菇产业持续发展的关键问题。本文将金针菇工厂化生产的废弃培养物(废菌柄和菌糠)用作重金属污染的治理,进行了金针菇废菌柄和菌糠对重金属吸附效果,影响因素和吸附特性的研究,以探讨其用作重金属污染治理的理论可行性,为同时解决重金属污染治理和金针菇废弃物的重复利用问题开辟了崭新的思路。研究结果如下:1.通过对废菌柄和菌糠吸附重金属Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+的研究发现,二者都对Cd2+有最高的吸附能力,废菌柄对Cd2+的最大去除率仅为菌糠的62.02%。菌糠和棉籽壳对Cd2+、Pb2+、Cu2+都有较好的吸附能力,麸皮对Pb2+和Cu2+的吸附能力仅为43.35%和44.65%,玉米芯对Zn2+的去除率也不高(60.01%)。2.不同预处理方式对菌糠吸附重金属的效果有明显的影响,0.5mol/L NaOH处理能显著提高菌糠对重金属的吸附能力,处理后的菌糠对Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Mn2+、Ni2+的吸附量都比未处理菌糠高出50%以上,2mol/L H2SO4处理大大降低重金属的吸附量。因此在4种预处理方式中0.5mol/L NaOH预处理的效果最理想。3.研究菌糠对Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+吸附的影响因素,确定了对Cd2+吸附的最佳吸附剂用量为0.8g/L,溶液的pH为6,接触时间为30min。吸附Pb2+的最佳吸附剂用量为0.6g/L,溶液的pH为5,接触时间为30min。Cu2+吸附的最佳吸附剂用量,pH,接触时间分别为2g/L,5,45min。吸附Zn2+的最佳吸附剂用量为2g/L,溶液的pH为5,接触时间为45min。4.对等温吸附平衡模型拟合发现Langmuir模型的R2都在0.99以上, Freundlich模型R2则都小于0.9,因此Langmuir模型能更好地拟合菌糠对Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+的吸附,且得到的理论最大吸附量分别为67.65mg/g,57.92mg/g,19.88mg/g,8.35mg/g。菌糠吸附Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+的准二阶动力学方程的R2值都在0.99以上,因此菌糠对Cd2+、Cu2+、Pb2+、Zn2+的吸附符合准二阶动力学模型,即吸附过程存在化学吸附。此拟合曲线求出的吸附剂对Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+的平衡吸附量qe分别为4.24mg/g,3.93mg/g,4.00mg/g和4.5126mg/g。菌糠吸附重金属过程能很好地拟合离子交换模型,说明其化学反应机理可能为离子交换。5.在吸附-解吸附循环实验中,HNO3对Cd2+洗脱的效果和稳定性都好于HCl,可以采用HNO3作洗脱剂。随着循环次数的增加,Cd2+的洗脱率逐渐下降,到第六次循环时洗脱率仅比第一次降低了10.55%,因此菌糠生物吸附剂具有良好的再生能力,能够循环使用。6.几种重金属共存体系中,除Pb2+外共存的重金属离子常表现出对彼此吸附的抑制作用,且随着体系中重金属离子种类的增加抑制作用越明显(如Cd2+、Zn2+;Cu2+、Zn2+和Cd2+、Cu2+、Zn2+共存体系)。而菌糠对Pb2+的去除率则在Cd2+、Pb2+、Zn2+;Pb2+、Cu2+、Zn2+和Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+共存体系中有明显的升高。