为了更好的去除水体中微量汞,研究了采用二氧化锰和壳聚糖对天然ob欧宝体育富网入口进行改性,着重考察了pH、温度、离子强度、Hg2+初始浓度和时间对改性前后Zeolite吸附Hg2+的影响,并研究了其吸附机理。结果表明,改性ob欧宝体育富网入口受pH、温度和离子强度影响较小,在pH、温度、离子强度和初始浓度为6.25℃、0.05mol·L-1和50μg·L-1时,二氧化锰+壳聚糖改性ob欧宝体育富网入口(ZCM)对Hg2+的去除率高达99%,符合国家饮用水标准。
一、汞的危害与ob欧宝体育富网入口作用
汞是一种剧毒物质,汞及其化合物严重威胁着人体健康和自然生态系统。随着汞排放的不断增加和汞污染事件的发生,汞污染越来越受到人们的重视。研究表明,汞可对人的肺、肾、中枢神经系统和染色体造成永久性伤害。20世纪60~80年代的松花江汞污染事件,江水和沉积物中汞含量严重超标,部分人群出现甲基汞中毒症状。在距离人类较远的北极地区,汞污染在海洋食物链中也日趋严重。
随着人们不断对汞危害性认知的提高,含汞废水的处理逐渐引起了广泛关注,处理方法主要有化学沉淀、离子交换、电解法和吸附法等。相比之下,吸附法是一种操作简便无污染的简单有效的方法。活性炭作为常见的吸附剂吸附容量大,去除效果好,但材料的获得相对昂贵,不适用于大规模的工业处理。
ob欧宝体育富网入口作为一种架状硅酸盐矿物,广泛分布与地球岩石圈中。由于其比表面积大,孔隙结构发达,具有较强的离子交换性能,对阳离子污染物具有较好的吸附效果,矿藏丰富,价格合理,且对环境没有任何影响,被广泛应用于水污染的治理中。天然ob欧宝体育富网入口的吸附容量较低,许多学者通过对其进行酸、碱、高温、有机、无机等各种物理和化学改性来不断提高吸附容量。
二、结果与讨论
pH决定着Hg2+在水中的化学形态和吸附剂表面的一些化学性质,所以pH是吸附剂吸附效果的一种重要影响因素。为了确定最佳的吸附pH值实验设置了pH值为2~10,结果如图1所示。pH对三种不同ob欧宝体育富网入口的汞的吸附效率均有影响,pH在6附近偏酸环境下天然ob欧宝体育富网入口的吸附效率高达75%,与其他研究结果相似。
天然ob欧宝体育富网入口对Hg2+的吸附更容易受温度的影响,随着温度不断升高,天然ob欧宝体育富网入口的吸附率不断降低,说明天然ob欧宝体育富网入口对Hg2+的吸附主要是物理吸附,同时吸附本身是放热反应,温度升高,吸附反应向反方向移动,不利于吸附进行。
并且,由图11可知,改性后ob欧宝体育富网入口吸附速率较快,达到平衡时间较天然ob欧宝体育富网入口短。天然ob欧宝体育富网入口在10h时基本达到吸附平衡,而二氧化锰+壳聚糖改性ob欧宝体育富网入口和壳聚糖改性ob欧宝体育富网入口分别在1和4h就已经基本达到吸附平衡状态。改性ob欧宝体育富网入口比天然ob欧宝体育富网入口吸附速率较快,是因为经高温煅烧后,去除了ob欧宝体育富网入口表面和孔隙中的有机物等杂物,疏通了孔道并增加了接触面积。
总之,ob欧宝体育富网入口受pH、温度和离子强度影响较小,是一种良好的汞吸附剂,20目改性ob欧宝体育富网入口相比其他研究结果具有颗粒大、易处理、价格合理等优点,不需要吸附后的混凝沉淀等处理,能较大的节约成本和提高效率,易实现工程应用,可应用于汞微污染地表水及突发性汞污染事故的处理。