農(nóng)業(yè)廢棄物對鉛的吸收畢業(yè)論文

1、. . . . 目 錄摘要：4Abstract:4第一章專題概述51.1選題的背景51.1.1選題意義與背景51.1.2 農(nóng)業(yè)廢棄物對重金屬離子吸附研究意義51.1.3鉛離子的排放限制與其對人體的危害61.2引言6第二章專題實驗探討82.1 實驗論述與結(jié)果分析82.1.1 實驗原理82.1.2 實驗過程82.1.3 數(shù)據(jù)處理112.2 結(jié)論16參考文獻18致19農(nóng)業(yè)廢棄物對鉛吸收的探討 摘要：介紹了利用農(nóng)業(yè)廢棄物作為吸附劑處理重金屬離子的研究成果。農(nóng)業(yè)廢棄物由于其高效、低成本和可再生等優(yōu)點,常作為吸附劑用來處理重金屬離子,對這些吸附劑進行進一步修飾,以提高其效率,并多次重復利用,以提高其工業(yè)規(guī)

2、模的適用性。關(guān)鍵詞:鉛,吸收，農(nóng)業(yè)廢棄物，重金屬 Abstract:Introduced the use of agricultural waste as adsorbent of heavy metal ions results. Agricultural waste because of its high efficiency, low cost and renewable, etc., often used as adsorbents for treating heavy metal ions, further modification of these adsorbents to im

3、prove its efficiency and repeated use, to enhance its industrial-scale applicability.Keywords:Lead , Absorption，Agricultural Waste，Heavy Metal 、第一章 專題的介紹Ø 1-1選題的背景1-1-1 選題意義與背景通過測定不同條件下玉米，甘蔗渣等對重金屬鉛的吸收，對尋求新的環(huán)境污染治理方法提供依據(jù)。1-1-2 農(nóng)業(yè)廢棄物對重金屬離子吸附研究意義采礦、精煉礦石、化肥、制革、電池、造紙、農(nóng)藥等工業(yè)產(chǎn)生的廢水，具有極大的危害性。這些廢水含有鉻、鐵、硒、釩

4、、銅、鈷、鎳、鎘、汞、砷、鉛、鋅等有害重金屬離子，具有兩個顯著的特性：一是化學性質(zhì)穩(wěn)定，不能被微生物降解；另一個是極易通過生物鏈成千上萬倍的富集，對生物和人體健康造成嚴重威脅。另外，有些重金屬離子還會在微生物作用下轉(zhuǎn)化為毒性更強的有機物。 利用農(nóng)業(yè)廢棄物作為生物吸附劑去除污水中的有毒重金屬離子是一種嶄新的手段；這些生物吸附劑相對便宜或幾乎沒有成本，易得，可再生，而且與金屬離子絡(luò)合能力較強，經(jīng)修飾后去除有毒重金屬離子的效率更高。盡管各監(jiān)管機構(gòu)已設(shè)置最高限額的有毒重金屬離子排放指標，但是它們的實際排放量還是比限額高得多，對健康和環(huán)境的危害日趨嚴重。重金屬可以通過各種形態(tài)發(fā)生遷移,不同的化學形態(tài)其遷

5、移的機制和毒害程度完全不一樣。隨著礦產(chǎn)資源的開發(fā)和環(huán)境污染的多樣化,大量的重金屬元素釋放進入環(huán)境,造成了嚴重的土壤和水體污染,并直接導致農(nóng)作物如糧食、蔬菜和水果中重金屬元素含量的升高。隨著生活水平的提高以與對農(nóng)產(chǎn)品污染通過食物鏈的傳遞給人體造成危害的認識加深,人們對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高。重金屬污染的研究已成為一個令人矚目的新領(lǐng)域。不同農(nóng)作物對重金屬的吸收和富集能力也不盡一樣。1-1-3 離子的排放限制與其對人體的危害表1 鉛離子的排放限制與其對人體的危害金屬離子陸表面水域公共下水道水域灌溉水域WHOUSEPA對健康的危害鉛（mg/L）0.1000.100-0.0100.005致肺癌,過敏

6、性皮炎等Ø 1-2 引言原子吸收是指呈氣態(tài)的原子對由同類原子輻射出的特征譜線所具有的吸收現(xiàn)象。在一定頻率的外部輻射光能激發(fā)下，原子的外層電子由一個較低能態(tài)躍遷到一個較高能態(tài)，此過程產(chǎn)生的光譜就是原子吸收光譜。元素在火焰中被加熱原子化，成為基態(tài)原子蒸汽，對空心陰極燈發(fā)射的特征輻射進行選擇性吸收。在一定濃度圍，其吸收強度與試液中被的含量成正比。原子吸收光譜法 (AAS)是利用氣態(tài)原子可以吸收一定波長的光輻射，使原子中外層的電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)的現(xiàn)象而建立的。由于各種原子中電子的能級不同，將有選擇性地共振吸收一定波長的輻射光，這個共振吸收波長恰好等于該原子受激發(fā)后發(fā)射光譜的波長，由此可作

7、為元素定性的依據(jù)，而吸收輻射的強度可作為定量的依據(jù)。AAS現(xiàn)已成為無機元素定量分析應(yīng)用最廣泛的一種分析方法。 原子吸收光譜法該法具有檢出限低（火熖法可達ng?cm3級）準確度高（火熖法相對誤差小于1%），選擇性好（即干擾少）分析速度快等優(yōu)點。我們發(fā)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物由于其高效、低成本和可再生等優(yōu)點，其吸附效率取決于農(nóng)業(yè)廢棄物的親和力、特異性和物理化學性質(zhì)；大量研究證實了農(nóng)業(yè)廢棄物處理銅、鉛、鎘、鋅等金屬離子的性能，這些農(nóng)業(yè)廢棄物吸附劑可以以其自然的形式也可經(jīng)過化學修飾或熱處理以增強它們的吸附能力。 農(nóng)作物廢棄物作為吸附劑是利用其主要成分纖維素、半纖維素、木質(zhì)素與少量無機硅的結(jié)構(gòu)。纖維素是由許多D-

8、( +) - 葡萄糖通過- 1, 4 苷鍵連接起來的一種纖維狀、多毛細管的線性高分子聚合物, 具有多孔性和大比表面積的特點, 分子含有大量親水性羥基, 具有一定的吸附性。天然纖維素的吸附能力并不強, 但是通過化學改性后, 可使它具有很強或更多的親和基團, 成為性能良好的吸附材料。本文是利用玉米，木屑，花生殼，玉米芯等對已知濃度的溶液吸收一定的時間后再用原子吸收測定它的吸光度得出吸附后的濃度。第二章 專題實驗探討Ø 2-1 實驗論述與結(jié)果分析  2-1-1 實驗原理 儀器從光源輻射出具有待測元素特征譜線的光，通過試樣蒸氣時被蒸氣中待測原素基態(tài)原子所吸收，由輻射特征譜線光被減弱

9、的程度來測定試樣中待測原素的含量。 2.1.2 實驗過程A. 試劑 硝酸 硝酸鉛（優(yōu)級純） B. 儀器火焰原子吸收分光光度計 PE-3110火焰原子吸收分光光度計C樣品 木屑、玉米粒、熟花生殼、玉米芯、甘蔗 D操作步驟a. 配制鉛標準溶液稱取0.799g優(yōu)級純硝酸鉛與燒杯中，加體積分數(shù)為5%硝酸移入500mL容量瓶中并稀釋至刻度，搖勻。鉛濃度為1.0mg/mL。分別移取0,1,2,5,8,10mL上述溶液于七個100mL容量瓶中加5%的硝酸定容至刻度線。b. 樣品的制備 稱取0.799g硝酸鉛（優(yōu)級純）各六份于燒杯中加5的硝酸使之溶解并定容至500mL,在15號5個燒杯中分別放入100g木屑，

10、100g熟花生殼，100g玉米芯,100g玉米粒,100g甘蔗。并在15號燒杯中倒入800mL 10mg/mL硝酸鉛溶液，在浸泡六小時后吸取各樣液5mL并用1的硝酸稀釋定容至刻線用原子分光光度計測出它們的吸光度記錄數(shù)據(jù)；在浸泡十二小時后吸取各樣液5mL并用1的硝酸稀釋定容至刻線用原子分光光度計測出它們的吸光度記錄數(shù)據(jù)；在浸泡兩天后吸取各樣液5mL并用1的硝酸稀釋定容至刻線用原子分光光度計測出它們的吸光度記錄數(shù)據(jù)，在浸泡4天，8天，12天后吸取各樣液10ml并用1%硝酸喜事定容只刻線用原子分光光度法測出他們的吸光度記錄數(shù)據(jù)。c. 安裝空心陰極燈 將鉛空心陰極燈小心從盒中取出,打開燈源室門，取出一

11、號元素燈引腳,將元素引腳對準燈電源插座適配插入。并且燈的鍵體對準電源插座的鍵槽，輕輕插入。如果感覺插入困難，說明操作有誤,拔出重新安裝。d. 條件設(shè)置 打開主機電源,打開電腦,進入工作軟件，儀器初始化，選擇鉛元素燈為工作燈，對元素燈的特征波長進行尋峰操作，選擇最佳測定波長，并設(shè)置實驗條件,檢查排水安全聯(lián)鎖裝置。e. 燃燒器對準光路 完成尋峰，點火之前有時需要調(diào)節(jié)燃燒器的位置，使空心陰極燈發(fā)出的光線在燃燒縫的正上方，與之平行，如不平行可調(diào)節(jié)燃燒器調(diào)節(jié)鈕使之平行。f. 打開氣源,點火(a) 開啟排風裝置電源開關(guān)。排風十分鐘后，接通空氣壓縮機電源。(b) 開啟乙炔鋼瓶總閥，調(diào)節(jié)乙炔鋼瓶減壓閥輸出壓為

12、0.05MPa。(c) 將燃氣流量調(diào)節(jié)到2000-2400mL/min，點火，（若火焰不能點燃，可重新點火，或適當增加乙炔流量后重新點火）。點燃后，應(yīng)重新調(diào)節(jié)乙炔流量，選擇合適的分析火焰。g. 鉛的測定條件選擇表2 測定條件的選擇波長nm狹縫mm燈電流mA原子化溫度原子化時間s進樣量ul線性圍ug/ml283.30.21023004200.4h. 測定系列標準溶液和樣品的吸光度 吸噴蒸餾水調(diào)零，將配好的標準溶液由稀至濃依次進行測量，然后測量試液的吸光度，并記錄各相應(yīng)的吸光度值。l. 實驗結(jié)束工作 (a) 實驗結(jié)束，吸噴去離子水五分鐘后，關(guān)閉乙炔鋼瓶總閥，熄滅火焰，待壓力表指針回零后旋松減壓閥，

13、關(guān)閉空氣壓縮機。 (b) 退出工作軟件，關(guān)閉電腦，關(guān)閉儀器電源種開關(guān)。 (C) 清洗所用儀器，清理實驗臺面，填寫儀器使用記錄，打掃儀器實驗室，關(guān)閉電源總閘。2-1-3 數(shù)據(jù)處理表3 標準曲線濃度mg/L00.10.20.30.40.5吸光度A0.00120.16210.32430.45670.62350.7791回歸方程:y=0.1546x+0.0044 R=0.9994標準曲線00.10.20.30.40.50.60.70.80.900.10.20.30.40.50.6濃度吸光度表4 花生殼吸附結(jié)果時間 d吸光度濃度mg/L01.550410.000.250.33502.140.50.207

14、91.3110.15050.9520.11690.7340.10720.6780.10290.64120.09890.61024681012051015時間（天)濃度mg/L圖1 花生殼吸附曲線表5 玉米粒吸附結(jié)果時間 d吸光度 濃度 mg/L01.550410.000.250.32412.070.50.26021.6610.20711.3120.13710.8640.10680.6680.10540.65120.10510.65024681012051015時間（天）濃度mg/L圖2 玉米粒吸附曲線表6 玉米芯吸附結(jié)果時間 d吸光度濃度 mg/L01.660410.000.250.33922

15、.170.50.24451.5510.19511.2320.16321.0340.12890.8180.11230.7120.10580.66024681012051015時間（天）濃度mg/L圖3 玉米芯吸附曲線表7 木屑吸附結(jié)果時間 d吸光度濃度 mg/L01.550410.000.250.33122.110.50.20811.3210.15010.9420.1270.7940.1190.7480.10710.66120.10320.64024681012051015時間（天）濃度mg/L圖4 木屑吸附曲線表8 甘蔗吸附結(jié)果時間 d吸光度濃度 mg/L01.550410.000.250.3

16、1111.980.50.20011.2710.1560.9820.12920.8140.11770.7380.10840.67120.10110.63024681012051015時間（天）濃度mg/L圖5 甘蔗吸附曲線時間 d木屑樣品濃度mg/L花生殼樣品濃度mg/L玉米粒樣品濃度mg/L玉米芯樣品濃度mg/L甘蔗樣品的濃度mg/L010101010100.252.112.142.072.171.980.51.321.311.661.551.2710.940.951.311.230.9820.790.730.861.030.8140.740.670.660.810.73表9 不同材料對鉛吸收

17、效果的對比圖6 整體趨勢圖Ø 2-2 結(jié)論利用農(nóng)業(yè)廢棄物作為生物吸附劑去除污水中的有毒重金屬離子是一種嶄新的手段；這些生物吸附劑相對便宜或幾乎沒有成本，易得，可再生，而且與金屬離子絡(luò)合能力較強，經(jīng)修飾后去除有毒重金屬離子的效率更高然而，到目前為止關(guān)于這方面的研究還很少，生物吸附過程需要有更進一步的實驗模型作為指導，需要解決生物吸附劑的再生、金屬離子的回收和農(nóng)業(yè)廢棄物的固定化問題，以提高重金屬離子的去除效率。目前大部分的研究都是批量處理過程，這也給設(shè)計適合工業(yè)規(guī)模的連續(xù)操作系統(tǒng)提供了一個平臺。為了能夠更好地適應(yīng)工業(yè)規(guī)模，應(yīng)重點研究重金屬離子的回收和農(nóng)業(yè)廢棄物的再生問題。基于生物質(zhì)材料和

18、水相互作用機理的環(huán)境污染控制技術(shù)有望成為21世紀重要的環(huán)保替代技術(shù)。由于數(shù)據(jù)獲得的不連續(xù)和實驗條件的差異，使得對比這些吸附劑的功效十分困難。本文從吸附時間、吸附劑投加量、溶液的吸取體積對結(jié)果的影響，不同吸附劑的吸附能力不同，溶液不同濃度的吸附情況幾個方面，通過實驗對比了玉米芯、花生殼、木屑、甘蔗、玉米粒的吸附能力不同，從實驗結(jié)果可以看出這些農(nóng)作物對鉛吸收的能力如下：花生殼甘蔗玉米粒玉米芯木屑。從實驗中還可以看出隨著浸泡時間的不同吸附的量也不同，時間越長吸附的量越多，從整個趨勢圖看剛開始曲線變化比較大隨著時間的推移曲線變化越來越平緩。 農(nóng)作物廢棄物作為吸附劑是利用其主要成分纖維素、半纖維素、木質(zhì)素與少量無機硅的結(jié)構(gòu)。纖維素是由許多D- ( +) - 葡萄糖通過- 1, 4 苷鍵連接起來的一種纖維狀、多毛細管的線性高分子聚合物, 具有多孔性和大比表面積的特點, 分子含有大量親水性羥基, 具有一定的吸附性。天然纖維素的吸附能力并不很強, 但是, 通過化學改性后, 可使它具有很強或更多的親和基團, 成為性能良好的吸附材料。參考文獻1杰工業(yè)廢水中重金屬離子的處理方法J城市公用事業(yè)，20O7，21(5)：23-25。2董維廣，呂孝江，志濤生活污水中金屬離子含量的測定與分析J師學院學報(自然科學版)，2006，(3)：35-363鳳,吳云海. 重金屬廢水的生物吸附