生物源碳酸钙对污水中Pb(II)的吸附

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1、生物源碳酸钙对污水中Pb(II)的吸附工业化的快速发展产生了大量成分复杂的工业废水，其中含有重金属和有机染料的废水是特别常见的工业废水类型。铅(Pb)是一种常见的重金属，进入人体后会对人的神经系统、消化系统、生殖系统等造成严重的伤害。我国染料废水排放量大，并且染料废水的色度大、降解难、毒性高，对人体和环境都具有严重的破坏性。因此，有效治理重金属和有机染料污水对环境的保护和人类健康有着重要意义。化学沉淀法、吸附法、光催化降解、膜分别技术等是目前使用较多的污水净化方法，而这些处理方法也存在很多不足。例如化学沉淀法处理低浓度污染物时会稍显逊色;膜分别技术存在易于堵塞和成本较高的缺点。吸附法具有易

2、操作、高效、经济等优点，是治理重金属和有机染料污水方法的重要选择，尤其是对低浓度重金属废水的处理。吸附法的关键是吸附剂的选择，绿色、廉价、高效的天然吸附材料无疑是最抱负的污水治理吸附剂。11碳酸钙(CaCO3)是自然界中广泛存在的一种矿物质，按来源可分为生物源碳酸钙和矿物源碳酸钙。与矿物源CaCO3相比，生物源CaCO3如贝壳、蛋壳等没有经受去有机化作用和高温高压的石化作用，形成周期短，具有环保和可再生特性，近年来在复合材料的应用方面受到广泛关注。由于廉价和绿色环保的特性，CaCO3还被广泛应用到水处理领域。Zhou等对比了生物源和矿物源CaCO3对污水中Pb(II)的吸附性能，发觉生物源

3、CaCO3具有更高的吸附效率。牡蛎是我国重要的海产品经济贝类之一，也是一种重要的生物源CaCO3。目前中国牡蛎的养殖产量超过世界牡蛎总量的89%，位居世界第一。但随着大规模牡蛎养殖，大量废弃牡蛎积累是备受关注的固废污染问题，且牡蛎壳积累腐化过程中还会释放难闻的气体，降低四周居民的生活质量。用牡蛎壳制备水处理吸附剂，既可以为废水处理供应廉价原料，又可实现牡蛎养殖废弃物的资源化利用。已经有研究者将牡蛎壳应用到废水处理领域，并取得了不错的净水效果。但是，人们对牡蛎的研究大多停留在单一污染物上，对多种污染物，特殊是对含有重金属和有机染料的复合废水的探究工作少有报道，去除效果与吸附机理也尚不明确。本

4、工作通过煅烧牡蛎壳制备生物源碳酸钙(bio-CaCO3)吸附材料，以Pb(II)和MO为吸附质，通过宏观吸附和微观表征来研究bio-CaCO3对不同类型污染物的去除效果，考虑不同环境因素对bioCaCO3的吸附影响，并具体阐明吸附机理。同时对比常用的吸附材料，评价该bio-CaCO3的吸附性能及其在水污染治理中的应用前景。一、试验方法1.1Bio-CaCO3的制备试验所用乳山牡蛎(Rushanoyster)购于海鲜市场。将清洗洁净的牡蛎壳置于100℃下干燥2h，再将牡蛎壳初步粉碎，放入马弗炉中，在600℃下煅烧2h，充分去除牡蛎壳表面的有机质。冷却后研磨、过筛、装瓶，得到煅烧的牡蛎壳粉即b

5、io-CaCO3材料。111.2Bio-CaCO3结构表征通过SEM(JEOL，JSM-7900F)观看材料的形貌特征以及材料吸附Pb(II)和MO前后的形貌变化。通过XRF(Rigaku，Supermini200)对乳山牡蛎壳中无机组分进行定性和定量分析，并利用TGA(NETZSCH，STA449F5)和XRD(Rigaku，Smartlab3)确定材料的主要组分。利用BET(Quantachrome，NOVA3000)分析材料的比表面积和孔径大小。1.3吸附性能测定取0.25g制备的bio-CaCO3粉末置于广口瓶中，加入100mL水，摇匀，放入超声清洗机中进一步溶解，得到2.5g/L

6、的吸附剂溶液。在聚乙烯管中依次加入一定量的吸附剂溶液、硝酸铅或MO溶液，以及高氯酸钠离子强度调整剂。通过转变溶液的pH和添加高氯酸钠的量分析吸附过程pH和离子强度影响，最终用极少量的氢氧化钠或高氯酸溶液调整混合液的pH。然后将聚乙烯管放入恒温振荡器中，连续振荡24h后，将聚乙烯管放入高速离心机中以12000r/min的转速离心5min，再取上清液，用原子汲取光谱仪(Shimadzu，AA-6880F)检测铅离子或用紫外分光光度计(PerkinElmer，UV/VisLambda365)检测溶液中MO浓度，并计算去除百分率(η)，安排系数(Kd，L/g)和吸附量(Q，mg/g)，公式如下：式

7、中，C0、Ce为体系中吸附质的初始浓度(mg/L)、平衡浓度，V为溶液体积(L)，m为吸附剂的质量(g)。11吸附动力学研究：研究不同吸附时间下Pb(II)和MO在bio-CaCO3上的吸附百分数，分析溶液中未被吸附的Pb(II)和MO浓度与吸附时间的变化关系，并利用假一级和假二级动力学模型以及颗粒扩散模型分析Pb(II)在bio-CaCO3上的吸附动力学过程。吸附热力学研究:对比bio-CaCO3吸附Pb(II)在25