摻雜生物膜組分對黃河烏海段表層沉積物吸附Cd2+的影響研究

1、鎘d是一種具有高毒性、難降解、易殘留的重金屬元素。在自然界中鎘主要以硫鎘礦存在，小量賦存于鋅礦中，所以是鋅礦冶煉時的副產(chǎn)品。目前鎘被廣泛的應(yīng)用于鎳-鎘電池、電鍍、原子反響堆的控制棒以及農(nóng)業(yè)中特定的殺蟲劑和殺菌劑。研究說明，被鎘污染的空氣、水體和食物對人體危害嚴(yán)重1。鎘在體內(nèi)蓄積，本文由論文聯(lián)盟.Ll.搜集整理造成腎損傷，進(jìn)而導(dǎo)致骨軟化癥，稱為痛痛玻此外，慢性鎘中毒對人體生育才能也有所影響2。目前國內(nèi)外對于廢水中d2+的去除方法主要有物理化學(xué)修復(fù)法，植物修復(fù)法和生物強(qiáng)化技術(shù)。然而，傳統(tǒng)物理化學(xué)法中采用吸附法去除廢水中的d2+使用較多，其吸附劑主要是外表具有大量微孔構(gòu)造的活性炭、高爐礦渣、沸石、殼

2、聚糖、梭甲基殼聚糖、活性氧化鋁等，效果較好，但因其價格昂貴而限制了其工業(yè)應(yīng)用的廣泛性3，4。水體表層沉積物生物膜5是水體中d2+的重要蓄積庫，d2+在沉積物中的活動性最強(qiáng)，在環(huán)境條件改變時，束縛在沉積物中的d2+可重新釋放造成二次污染6，7。d2+在表層沉積物上的吸附主要受礦物組成的影響，水鐵礦Ferrihydrite是生物膜礦物組成成分之一，是生物膜吸附d2+的重要因素。在自然環(huán)境中，水鐵礦以多種礦物形式存在8。在去除水體重金屬時，鎘鹽通過內(nèi)部球面綜合體可結(jié)合到水鐵礦上，在堿性條件下形成FeH3膠體，從而發(fā)生吸附共沉淀。此法對受重金屬砷污染的水體研究較為廣泛9-12，而對鎘污染水體的研究甚少

3、。另外，腐殖酸也是生物膜礦物組成成分之一，腐殖酸HuiAid因含有假設(shè)干含氧功能團(tuán)，使其具有外表吸附、離子交換、絡(luò)合作用、緩沖性能、氧化復(fù)原和生理活性等多種膠體特性。腐殖酸對水體中重金屬污染的緩沖和凈化機(jī)制主要有以下幾方面：參與離子的交換反響，把重金屬離子吸附固定，防止它們進(jìn)入生物循環(huán)；穩(wěn)定生物膜構(gòu)造，為沉積物中的微生物活動提供基質(zhì)和能源，從而間接地影響水體中重金屬離子的活動才能；與水體中的重金屬離子配合反響，起到鈍化重金屬離子的作用13，14。本文以黃河烏海段沉積物為研究對象，研究其摻雜水鐵礦和腐殖酸后對含鎘水的吸附效果并討論其影響因素，這樣既能起到良好的吸附作用，又不會引入新的污染源，為研

4、究黃河烏海段水體中鎘的活動性提供科學(xué)根據(jù)，也對修復(fù)被鎘污染的水體具有理論指導(dǎo)作用，具有較強(qiáng)的實用性。1材料與方法1.1樣品的采集與分析采樣點位于內(nèi)蒙古烏海市，用箱式拉力采泥器取表層010沉積物裝入聚乙烯塑料袋中密封，在實驗室低溫保存。實驗時在室溫下晾干，過100目篩備用15，沉積物的有機(jī)質(zhì)總量用經(jīng)典的重鉻酸鉀法，陽離子代換量采用鈉離子交換，IP測定法，沉積物中活性態(tài)Fe和Al含量的測定采用草酸銨/草酸法16，沉積物的粒徑分析采用astersizer2000激光粒度分析儀alvern.，UK，沉積物礦物種類和含量采用X射線衍射法，測試參照標(biāo)準(zhǔn)為：SY/T5163-1995沉積巖粘土礦物。實驗所用

5、器皿均用稀鹽酸浸泡過夜，所用藥品均為分析純。采樣點位置及沉積物理化性質(zhì)見表1，沉積物XRD成分分析及其含量見表2。3結(jié)論1腐殖酸和水鐵礦的摻雜均進(jìn)步了黃河烏海段表層沉積物對d2+的吸附才能，隨著摻雜比例的增大，對d2+的吸附量增大；吸附均在2h時到達(dá)吸附平衡，吸附速率隨吸附時間的增加反而減校2摻雜生物膜主要組分對黃河烏海段水體d2+的吸附過程更符合Languir等溫吸附曲線，除1%比例摻雜的R2為0.9828外，其他擬合相關(guān)系數(shù)R20.99p0.01，n=7，屬單分子層吸附；由于沉積物中有機(jī)質(zhì)的含量較低0.23%，所以各沉積物對d2+的飽和吸附量qax不大。3d2+遷移進(jìn)入各吸附劑的容易程度為H-3Fe-3H-2Fe-2H-1Fe-1riginal。4水體酸堿度對沉積物吸附d2+影響顯著，研究d2+的吸附時應(yīng)考慮pH的影響。d2+