重金属水污染是我国当前面临的一个重要的环境问题。随着近年来我国工业的迅速发展,在收获巨大的经济效益的同时,也对我们赖以生存的自然和生活环境带来了诸多负面影响。如今,各类环境污染问题已经越来越受到人们的重视。典型的重金属污染物包括镉、铅、汞、砷、铬等,这些重金属元素大多是有毒有害物质,并且可在生物体内富集。诸如采矿、冶炼、电镀和金属加工等行业都会产生大量的含有重金属污染物的废水,这些工业废水如果处理不当排入自然水体,将会对整个生态系统以及人类健康带来巨大威胁。因此,预防和治理重金属水污染是保护生态环境和人类自身的一项严峻而紧迫的工作。生物吸附法是处理重金属污染相关研究中的一个重要方法。与其他方法相比,生物吸附法最大的优点是绿色安全,吸附剂来自于天然生物材料,既不会产生难以处理的污泥,也不会向自然水体内引入任何潜在的有害物质,具有良好的环境亲和力,同时又有来源广泛、成本低廉等特点。在生物吸附材料中,农林废弃物是重要的一类,本研究以一类常见的农林废弃物——果皮作为吸附材料来进行重金属污染物处理的实验。通过批量吸附实验,对比柚子、桔子、石榴、香蕉和山竹这5种水果的果皮对Cd2+、Ni2+、Cr6+、Cu2+和Zn2+共5类重金属离子的吸附能力,并描述了吸附等温线,结果表明果皮吸附重金属离子的等温线符合Langmuir型。通过Langmuir方程我们计算了每个吸附组合的最大吸附量,不同种类的果皮对同种金属离子的吸附能力为:柚子皮,桔子皮>石榴皮,山竹皮>香蕉皮;同种果皮对不同重金属离子的吸附能力为:Cd2+>Ni2+,Zn2+,Cu2+>Cr6+。柚子皮和桔子皮对Cd2+的最大吸附量分别为21.32和21.83 mg/g。对比最大摩尔吸附量后发现,除了以阴离子存在的六价铬以外,同一种果皮对不同离子吸附的最大摩尔吸附量是非常接近的,这说明对于同一种果皮材料,其单位表面积上与金属离子的结合的点位几乎是固定的,因此不论对于哪一种二价金属阳离子,其吸附的物质的量几乎是相同的。在成分分析的实验中,我们选择批量吸附中表现较好的柚子皮为对象。将柚子皮经石油醚、乙酸乙酯、正丁醇、乙醇和热水进行梯度洗脱处理,并将每一步处理得到的吸附剂用于吸附镉离子,结果显示,每一步的洗脱处理都使材料的吸附能力增强了,而经全步骤处理与未处理的果皮材料相比,对镉离子的最大吸附量从21.32 mg/g增加到了52.01 mg/g。说明果皮成分中的脂类和可溶性多糖和其他小分子化合物等可溶和易水解物质对吸附作用的贡献不大,起主要吸附作用的物质是以纤维素为主的不溶于水的天然高分子物质。吸附反应最适条件的确定对于吸附材料在处理重金属的应用上是非常重要的。Plackett-Burman和中心组合设计(CCD)是化工生产和实验中条件优化的有效方法。本研究针对吸附反应中重要的6个因素,初始浓度、吸附剂用量、吸附剂颗粒直径、温度、p H和吸附时间进行分析。首先利用Plackett-Burman设计对这6个因素对去除率结果的显著性进行分析,分析结果显示温度和吸附时间两个因素不是显著影响因素,初始浓度、吸附剂用量、吸附剂颗粒直径和p H和为显著影响因素。对筛选出的4个显著影响因子,我们对其进行了4因素5水平的CCD响应面设计,将多个因子对去除率结果的影响进行二次多元线性拟合。得到的最适吸附条件为离子初始浓度26.6 mg/l,吸附剂用量5.44 g/l,吸附剂粒径90μm,p H值4.85,在此条件下的最大去除率为82.89%,并通过实验对这一最适条件进行了验证。在果皮吸附剂处理电镀废水的应用实验中,本研究使用改良的柚子皮吸附材料,对三种类型的模拟电镀废水进行吸附处理。由于电镀废水的总离子浓度较高,单次吸附的效果十分有限,采用3次吸附是金属离子的去除率达到了比较理想的水平。对单一离子的去除率最高达到74%,对总离子浓度的去除率最高达到69.5%。