天然沸石对水中cr(vi)的吸附特性研究(附件)【字数：11370】
重金属废水毒性强，难以被微生物降解，进入环境后会通过食物链最终进入人体并积累，毒性持续的时间长。六价铬属于“五毒”之一，人体接触后轻则出现不适，重则致癌、致命。为了避免含Cr(VI)废水引发的生态环境问题和生物毒害性，废水必须进行处理后再排放。吸附法在废水处理技术中应用广泛，使用价廉易得的吸附剂同时又能高效地吸附水中污染物，是学者们研究的共同目的。天然沸石在我国分布广泛，属于简单易得的原材料，表现出良好的离子交换性、吸附性、催化性能。本实验利用天然沸石作为吸附剂，探索了天然沸石对Cr(VI)的吸附特性。实验结果表明，Cr(VI)溶液初始浓度越高，天然沸石对Cr(VI)的去除率越低。天然沸石对Cr(VI)的吸附效果在酸性条件下更显著。随着振荡反应时间的延长，去除率逐步增高。用动力学和热力学方程拟合实验数据，发现Legergren准二级动力学方程比准一级动力学方程更能描述天然沸石对水中六价铬的吸附，Langmuir吸附等温模型的拟合程度更好。关键词天然沸石；吸附；六价铬
目录
第一章 绪论 1
1.1 重金属废水的来源及其危害 1
1.2 六价铬的来源及危害 2
1.3 六价铬废水的处理方法 3
1.3.1 沉淀化学法 3
1.3.2 电解法 4
1.3.3 离子交换法 5
1.3.4 混凝法 5
1.3.5 萃取法 5
1.3.6 膜分离 6
1.3.7 光催化法 6
1.3.8 生物法 7
1.3.9 吸附法 8
1.4 天然沸石的特点 8
1.5 天然沸石在环境治理中的应用 8
1.5.1 水处理 8
1.5.2 废气治理 9
1.5.3 改善土壤 9
1.6 研究内容及目的 10
第二章 实验部分 11
2.1 实验准备 11
2.1.1 主要试剂 11
2.1.2 本实验所用天然沸石 11
2.1.3 主要仪器设备 13
2.1.4 实验溶液的配置 13
2.2 六价铬的吸附研究 14 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
2.2.1 测定方法原理 14
2.2.2 测定步骤 14
2.2.3 空白实验 15
2.2.4 标准曲线的绘制 15
2.3 计算公式 15
2.4 影响因素测定过程 16
2.4.1 初始浓度的影响 16
2.4.2 初始pH值的影响 16
2.4.3 振荡吸附时间和温度的影响 17
第三章 实验结果与分析 18
3.1 初始浓度的影响 18
3.2 初始pH值的影响 18
3.3 振荡吸附反应时间和温度的影响 19
3.4 动力学分析 20
3.4.1 Lagergren准一级动力学方程 20
3.4.2 Lagergren准二级动力学方程 21
3.4.3 动力学方程拟合结果分析 22
3.5 吸附等温模型 23
3.5.1 Langmuir等温吸附模型 23
3.5.2 Freundlich等温吸附模型 24
3.5.3 等温吸附模型拟合结果分析 25
总结 27
致谢 28
参考文献 29
第一章 绪论
1.1 重金属废水的来源及其危害
尽管我国的水资源总储量位于世界第四，但由于我国人口众多，从人均拥有量来看，我国属于缺水国家，其中的水质型缺水问题特别突出。工业废水是造成水质型缺水的重要因素，其中重金属废水的污染尤为严重。
重金属是密度大于4.5g/m3的金属。重金属污染水体主要有两个途径：天然途径和人为途径。自然界的重金属存在于岩石、大气、土壤和生物体中，这部分的重金属通过雨水径流或生物排泄而进入水体。但是重金属通过这样的天然途径进入水体通常情况下不会造成水体污染，而造成水体重金属污染的主要因素是人为途径。人类活动如矿石开采、电镀、冶金、金属加工等，都会排放出含有大量重金属元素的废水，如果不经严格处理排放到环境中会对环境造成明显的破坏。不同行业产生的重金属废水特点各有差异，下面简述一些废水中常见重金属的来源及其危害：
镉：金属冶炼及压延加工业、采矿及选矿业、化学药品制造业、塑料稳定剂、颜料和荧光粉、农药生产、陶瓷、纺织印染等工业生产活动都会产生含镉废水。镉可以在人体的肾脏、骨骼内积累，中毒后会出现肾机能障碍、骨质软化和疏松等现象。上世纪60年底发生于日本的“骨痛病”就是镉中毒影响最大的例子。
汞：汞通过废水、废气、废渣三种途径污染环境，其中废水的危害最大。含汞废水通常来自于使用水银法的氯碱化工厂、金属冶炼厂的烟气洗涤过程、电子行业、石油化工、塑料工业、印染厂、照相等行业。此外，杀虫剂、防霉剂、催化剂和温度计等生产过程也会排出含一定量的含汞废水。水体中汞及其化合物经物化及生物作用后可形成毒性很强的甲基汞，危害水生生物，最终通过食物链的富集作用祸及人类。含汞化合物在人体内很容易被吸收，分布在人体的神经系统、生殖系统和消化系统中。无机汞中毒症状是胃口不好、神经过敏、眩晕和腹泻等；有机汞中毒会导致患者头昏、难以集中注意力、肢体不协调、听力视力下降等。有机汞中的甲基汞可以通过胎盘使新生儿患先天性水俣病。[1]上世纪中期发生于日本的水俣病事件，就是因为人类食入体内含有甲基汞的鱼、虾、贝类而引起汞中毒的例子。
砷：砷虽然是非金属，但是由于砷在元素周期表中处于金属与非金属过渡的区域，因此砷同时显现出非金属性和金属性。砷和铬、镉、铅、汞共同称为重金属“五毒”。含砷废水来自于砷矿开采、白银冶炼、玻璃制造、颜料和食品加工等工业行业，同时，在农业上使用的杀虫剂、除草剂也含有砷，未被吸收利用的杀虫剂、除草剂会随雨水径流进入附近水体，造成水体中砷超标。砷化物在环境中不易分解，因而具有强稳定性。砷进入人体后与酶的活性中心的巯基结合，生成的砷复合体使酶失去活性，影响正常细胞新陈代谢。砷对人的呼吸系统、神经系统、生殖系统、免疫系统等都会造成不同程度的危害。[2]
铅：在水体环境中，工业废水中铅的主要来源是矿业、电镀、农药、电池、汽油、印刷等工业活动，汽车尾气产生的铅，随着雨水的沉降也会进入水体。其中，蓄电池产业是含铅废水最主要的来源。铅属于第一类污染物，要求在车间排放口进行监测达标后才能排放。铅和可溶性铅盐有剧毒，对动植物和人类都能造成危害。铅积累在植物的根、茎和叶上影响植物生长发育，使种子萌发率降低。人类摄入铅超过一定剂量会导致贫血、眩晕、水肿、失眠，严重还会导致肾功能衰竭甚至终身残废。此外，铅还可以通过胎盘影响胎儿的智力发育，造成畸形。
目录
第一章 绪论 1
1.1 重金属废水的来源及其危害 1
1.2 六价铬的来源及危害 2
1.3 六价铬废水的处理方法 3
1.3.1 沉淀化学法 3
1.3.2 电解法 4
1.3.3 离子交换法 5
1.3.4 混凝法 5
1.3.5 萃取法 5
1.3.6 膜分离 6
1.3.7 光催化法 6
1.3.8 生物法 7
1.3.9 吸附法 8
1.4 天然沸石的特点 8
1.5 天然沸石在环境治理中的应用 8
1.5.1 水处理 8
1.5.2 废气治理 9
1.5.3 改善土壤 9
1.6 研究内容及目的 10
第二章 实验部分 11
2.1 实验准备 11
2.1.1 主要试剂 11
2.1.2 本实验所用天然沸石 11
2.1.3 主要仪器设备 13
2.1.4 实验溶液的配置 13
2.2 六价铬的吸附研究 14 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
2.2.1 测定方法原理 14
2.2.2 测定步骤 14
2.2.3 空白实验 15
2.2.4 标准曲线的绘制 15
2.3 计算公式 15
2.4 影响因素测定过程 16
2.4.1 初始浓度的影响 16
2.4.2 初始pH值的影响 16
2.4.3 振荡吸附时间和温度的影响 17
第三章 实验结果与分析 18
3.1 初始浓度的影响 18
3.2 初始pH值的影响 18
3.3 振荡吸附反应时间和温度的影响 19
3.4 动力学分析 20
3.4.1 Lagergren准一级动力学方程 20
3.4.2 Lagergren准二级动力学方程 21
3.4.3 动力学方程拟合结果分析 22
3.5 吸附等温模型 23
3.5.1 Langmuir等温吸附模型 23
3.5.2 Freundlich等温吸附模型 24
3.5.3 等温吸附模型拟合结果分析 25
总结 27
致谢 28
参考文献 29
第一章 绪论
1.1 重金属废水的来源及其危害
尽管我国的水资源总储量位于世界第四，但由于我国人口众多，从人均拥有量来看，我国属于缺水国家，其中的水质型缺水问题特别突出。工业废水是造成水质型缺水的重要因素，其中重金属废水的污染尤为严重。
重金属是密度大于4.5g/m3的金属。重金属污染水体主要有两个途径：天然途径和人为途径。自然界的重金属存在于岩石、大气、土壤和生物体中，这部分的重金属通过雨水径流或生物排泄而进入水体。但是重金属通过这样的天然途径进入水体通常情况下不会造成水体污染，而造成水体重金属污染的主要因素是人为途径。人类活动如矿石开采、电镀、冶金、金属加工等，都会排放出含有大量重金属元素的废水，如果不经严格处理排放到环境中会对环境造成明显的破坏。不同行业产生的重金属废水特点各有差异，下面简述一些废水中常见重金属的来源及其危害：
镉：金属冶炼及压延加工业、采矿及选矿业、化学药品制造业、塑料稳定剂、颜料和荧光粉、农药生产、陶瓷、纺织印染等工业生产活动都会产生含镉废水。镉可以在人体的肾脏、骨骼内积累，中毒后会出现肾机能障碍、骨质软化和疏松等现象。上世纪60年底发生于日本的“骨痛病”就是镉中毒影响最大的例子。
汞：汞通过废水、废气、废渣三种途径污染环境，其中废水的危害最大。含汞废水通常来自于使用水银法的氯碱化工厂、金属冶炼厂的烟气洗涤过程、电子行业、石油化工、塑料工业、印染厂、照相等行业。此外，杀虫剂、防霉剂、催化剂和温度计等生产过程也会排出含一定量的含汞废水。水体中汞及其化合物经物化及生物作用后可形成毒性很强的甲基汞，危害水生生物，最终通过食物链的富集作用祸及人类。含汞化合物在人体内很容易被吸收，分布在人体的神经系统、生殖系统和消化系统中。无机汞中毒症状是胃口不好、神经过敏、眩晕和腹泻等；有机汞中毒会导致患者头昏、难以集中注意力、肢体不协调、听力视力下降等。有机汞中的甲基汞可以通过胎盘使新生儿患先天性水俣病。[1]上世纪中期发生于日本的水俣病事件，就是因为人类食入体内含有甲基汞的鱼、虾、贝类而引起汞中毒的例子。
砷：砷虽然是非金属，但是由于砷在元素周期表中处于金属与非金属过渡的区域，因此砷同时显现出非金属性和金属性。砷和铬、镉、铅、汞共同称为重金属“五毒”。含砷废水来自于砷矿开采、白银冶炼、玻璃制造、颜料和食品加工等工业行业，同时，在农业上使用的杀虫剂、除草剂也含有砷，未被吸收利用的杀虫剂、除草剂会随雨水径流进入附近水体，造成水体中砷超标。砷化物在环境中不易分解，因而具有强稳定性。砷进入人体后与酶的活性中心的巯基结合，生成的砷复合体使酶失去活性，影响正常细胞新陈代谢。砷对人的呼吸系统、神经系统、生殖系统、免疫系统等都会造成不同程度的危害。[2]
铅：在水体环境中，工业废水中铅的主要来源是矿业、电镀、农药、电池、汽油、印刷等工业活动，汽车尾气产生的铅，随着雨水的沉降也会进入水体。其中，蓄电池产业是含铅废水最主要的来源。铅属于第一类污染物，要求在车间排放口进行监测达标后才能排放。铅和可溶性铅盐有剧毒，对动植物和人类都能造成危害。铅积累在植物的根、茎和叶上影响植物生长发育，使种子萌发率降低。人类摄入铅超过一定剂量会导致贫血、眩晕、水肿、失眠，严重还会导致肾功能衰竭甚至终身残废。此外，铅还可以通过胎盘影响胎儿的智力发育，造成畸形。
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