水华蓝藻胞外聚合物对高岭土吸附镉和铜的影响及机理

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jorry1983
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
蓝藻水华爆发会产生大量的胞外聚合物(Extracellular polymeric substances,EPS),这些胞外聚合物对镉和铜在底泥-水界面的迁移转换有着未知的影响。粘土为底泥的主要成分,研究蓝藻EPS对重金属在粘土-水界面的吸附与解吸附特性有助于阐明重金属在富营养化水体的迁移特性。本论文研究了蓝藻EPS对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)在高岭土-水界面的吸附行为和机制,通过一系列吸附实验与解吸实验得出以下结果:(1)蓝藻胞外聚合物与高岭土的混合物比纯高岭土对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附效果好,混合物中EPS浓度为0.6 g/L时,混合物对Cd(Ⅱ)的吸附能力相对于纯高岭土增加了36.85%;当混合物中EPS浓度为0.3 g/L时,其对Cu(Ⅱ)的吸附量是纯高岭土的4.5倍。傅里叶红外光谱显示,羟基基团参与了对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附。XRD图谱结果表明高岭土不管是否与EPS复合,其吸附Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)之后其衍射图均与纯高岭土一致,则表明EPS的加入并没有改变高岭土原有的构造,其吸附过程主要以表面吸附为主。高岭土对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附比较符合Langmuir模型,为单层吸附,对Cd(Ⅱ)的最大吸附容量为18.42 mg/g,相关系数R2为0.976;对Cu(Ⅱ)的最大吸附容量为6.536 mg/g,R2为0.998;而高岭土+EPS的复合体对二者的吸附更符合Freundlich模型,属于多层吸附,对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的n值分别为1.31和1.828,R2分别为0.973和0.968。高岭土、高岭土+EPS复合体对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附过程比较符合准二级动力学方程,对Cd(Ⅱ)的吸附起始5min即到达平衡,对Cu(Ⅱ)的吸附在30min时基本达到平衡状态。在不同温度条件下的吸附实验中,高岭土的吸附过程是放热过程,但是加入胞外聚合物之后变为吸热过程;在pH为59时,高岭土与高岭土-EPS混合体对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附效果都是随着pH的增大而增大。(2)为了进一步探明水华蓝藻胞外聚合物对铜和镉在高岭土-水界面的吸附行为及机理,本实验设置了一系列的解吸附实验。实验结果表明:EDTA的解吸效果最好,NH4NO3次之,说明表面络合与离子交换为主要吸附机理。三者的解吸动力学显示,去离子水、NH4NO3、EDTA对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的解吸都在30min左右就达到了解吸平衡;在pH为16的条件下,Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的解吸率均随着pH上升而降低,不同阳离子对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的解吸率大小顺序为Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+。而在不同阴离子的解吸实验中,对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)解吸率的大小依次为SO42->Cl->HCO32->CO32-
其他文献
近地面风场实测数据因来源广泛且经济易得而被广泛应用于风工程领域理论研究与工程实践,如高层建筑抗风设计、风力发电场选址及风能评估等。近些年,随着沿海及海上活动的日益
通过分析软件业中的盗版和垄断来说明盗版最终危害的是民族产业而非国外垄断企业.软件形成垄断有两个主要的成因,即盗版软件的低价和软件业的网络垄断形式.要发展国家软件业,