环境科学毕业设计论文：花生壳对污染水体中Cu2+ Zn2+的吸附性能的研究.doc

1、 本科毕业论文 （ 20 届） 花生壳对污染水体中 Cu2+ Zn2+的吸附性能的研究 所在学院 专业班级 环境科学 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 本科毕业论文 目录 目录 摘要 .I Abstract . II 引言 . 1 1 实验材料和方法 . 3 1.1 实验测定方法和原理 . 3 1.1.1 标准曲线法原理 . 3 1.1.2 锌离子的测定原理 . 3 1.1.3 铜离子测定的原理 . 4 1.1.4 锌离子含量测定方法： . 4 1.1.5 铜离子含量测定方法： . 5 1.2 花生壳吸附材料的制备 . 5 1.2.1 花生壳预处理： . 5 1.2.2 实验测

2、定指标 . 6 2 实验结果 . 7 2.1 花生壳粒度对 Zn2+， Cu2+离子吸附效果的影响 . 8 2.1.1 花生壳粒度对 Zn2+离子吸附效果的影响 . 8 2.1.2 花生壳粒度对 Cu2+离子吸附效果的 影响 . 9 2.2 污染水体 PH对吸附效果的影响 . 10 2.2.1 污染水体 PH对 Zn2+离子吸附效果的影响 . 10 2.2.2 污染水体 PH对 Cu2+离子吸附效果的影响 . 11 2.3 花生壳用量对吸附效果的影响 . 13 2.3.1 花生壳用量对 Zn2+离子吸附效果的影响 . 13 2.3.2 花生壳用量对 Cu2+离子吸附效果的影响 . 14 2.4

3、 污染水体温度变化对吸附效果的影响 . 15 2.4.1 污染水体温度变化对 Zn2+离子吸附效果的影响 . 15 2.4.2 污染水体温度变化对 Cu2+离子吸附效果的影响 . 16 2.5 振荡时间对吸附效果的影响 . 17 2.5.1 振荡时间对 Zn2+离子吸附效果的影响 . 17 2.5.2 振荡时间对 Cu2+离子吸附效果的影响 . 18 2.6 污染水体初始浓度对吸附效果的影响 . 20 2.6.1 污染水体初始浓度对 Zn2+离子吸附效果的影响 . 20 2.6.2 污染水体初始浓度对 Cu2+离子吸附效果的影响 . 21 3 结论 . 23 本科毕业论文 目录 参考文献 .

4、24 致谢 . 29 本科毕业论文 中文摘要 I 花生壳对污染水体中 Cu2+Zn2+离子的吸附性能研究 摘要 吸附法作为一种重要的化学物理方法，在重金属等废水的处理中被很早的应用，而生物吸附剂因其廉价，操作简单以及原料普遍等优点，越来越受到世界各国的重视。本次实验用花生壳作为吸附剂，采用二乙基二硫代氨基甲酸钠萃取光度法，双硫腙分光光度法分别测定实验前后污水中 Cu2+、 Zn2+离子两个水质指标，分析了花生壳对含有 Cu2+、Zn2+离子的重金属废水的净化效果。结果表明：花生壳的用量，目数，污染水体的 pH，温 度和初始浓度对 Cu2+、 Zn2+离子的吸附均有影响。 Zn2+离子的最高吸附

5、率为 93.48%，说明花生壳对 Zn2+离子有较好的吸附效果，综合各因素考虑，选取花生壳目数为 80，用量1.0g,在 40mg/L， pH 为 5， 30 。 C 振荡 1h,是 Zn2+离子的最佳吸附条件。 Cu2+离子的最高吸附率为 74.62%，说明花生壳对 Cu2+离子有一定的吸附效果，选取花生壳目数为 80，用量3.0g,在 40mg/L,pH 为 5,35。 C 振荡 3h,是 Cu2+离子的最佳吸附条件。实验表明花生壳对污染水体中的 Zn2+离子吸附能力大于 Cu2+离子。 关键词 花生壳；污染水体；重金属离子；吸附； 本科毕业论文 英文摘要 II On the pollut

6、ion of water Cu2 + Zn2 + adsorption properties by Peanut shells Abstract Adsorption method as an important chemical physics method, Such wastewater treatment in heavy metal was early applications, And for its cheap, biological adsorbent Simple operation and raw materials etc, and generally The atten

7、tion of more and more countries all over the world. In this experiment, peanut shells as adsorbent Adopt diethyl two glucosinolate and carbamate sodium extractionphotometric method, Double dithizone spectrophotometry were measured before and after the experiment in sewage Zn2 + Cu2 +, water quality

8、indexes, Analysis of peanut shell containing Cu2 +, Zn2 + heavy metal waste water purifying effect. The results show that ： The amount of peanut shells, mesh, polluted water pH, temperature and initial concentration of Cu2 +, Zn2 + Ions implications. The maximum adsorption of Zn2 + ions was 93.48%,

9、indicating that Zn2 + ions of peanut shells have better adsorption effect, comprehensive consideration of various factors, select the peanut shell mesh 80, the amount of 1g, the 40mg /L, pH was 5.30。 C oscillation 1h, Zn2 + ion is the best adsorption conditions. Cu2 + ion adsorption rate of 74.62% t

10、he highest, indicating that peanut shells on the Cu2 + ion adsorption effect of a certain, select the peanut shell mesh 80, the amount of 3.0g, in the 40mg / L, pH was 5.35。 C oscillation 3h, Cu2 + ion is the best adsorption conditions. Experiments show that the peanut shells on the pollution of wat

11、er adsorption capacity greater than Zn2 + Cu2 + ions. Key words peanut shell; pollution water;heavy metal ions; adsorption 本科毕业论文 引言 1 引言 我国水体重金属污染问题十分突出，江河湖库底质的污染率高达 80.1%。 2004年太湖底泥中总铜，总铅，总镉含量均处于轻度污染水平。由长江，珠江，黄河等河流携带入海的重金属污染物总量约为 3.4 万 t，对海洋水体的污染危害巨大。全 国近岸海域海水采样品中铜的超标率为 25.9%，汞和镉的含量也有超标现象。锦州湾部分测站排

12、污口邻近海域沉积物锌，镉，铅的含量超过第三类海洋沉积物质量标准。国外同在水体重金属污染问题，如波兰由采矿和冶炼废物导致约 50%的地表水达不到水质三级标准 1-2 。 重金属污染通过对饮水和食物链的生物积累、生物浓缩、生物放大等作用，对生态环境和人类健康的影响日益严重，含重金属废水的处理已成为环境治理中越来越突出的问题。 传统的重金属废水处理方法在处理低浓度重金属废水时存在不足 ,例如化学沉淀法沉淀量大，易引起二次污染，且 出水水质难以满足要求；离子交换树脂处理效果好 ,但价格昂贵，且树脂易被氧化和污染，对预处理要求高；吸附法是处理低浓度重金属废水的有效方法。吸附法中的生物吸附法作为一种重要的

13、化学物理方法，因其操作简便，处理成本低，吸附效果好，在重金属等废水的处理中被很早的应用 3-4。但是在目前而言，工业上普遍采用的吸附剂价格昂贵，使得吸附法的广泛使用受到了限制。因此，研究用低廉、高效吸附材料吸附重金属离子治理污染废水，一直是吸附法处理污染废水的热点。最近研究发现植物中含有丰富的孔隙结构，其本身就是一种天然的吸附剂，能与被吸 附的离子形成化合物，有利于吸附的进行 5-6。国内外利用各种废弃物，如水果皮 7-8,玉米芯 9-14等制成的生物吸附剂来吸附重金属，由于其的独特的优势受到了广泛的关注 15-16。 Cu2+、 Zn2+离子是人体必需的元素，并且参与人体总许多重要的代谢过程

14、和生理过程，但流行病学的研究结果表明：当人体摄入过量的 Cu2+、 Zn2+离子后，会使得癌症的发病率大大升高 17。除了对人体的健康的影响外， Cu2+、 Zn2+离子还是造成环境污染的重金属，焚烧垃圾、过度的施用化肥、农药等，都可以通过大气、水、土壤 造成重金属污染。过量的 Cu2+、 Zn2+离子对细胞内的酶产生毒害作用，影响植物的正常的生理生化过程。 Cu2+离子污染主要是妨碍农作物的正常的生长发育； Zn2+离子的毒害是影响植物光合作用以及呼吸作用、生长迟缓，并且出现黄化现象等。最后通过食物链，最终还是对人体的健康产生影响。因此研究对 Cu2+、 Zn2+离子吸附影响很是必要。 世界

15、生产花生的国家有 100多个，亚洲最为普遍，次为非洲。但作商品生产的仅 10本科毕业论文 引言 2 多个国家，主要生产国中以印度和中国栽培面积和生产量最大，前者约 720 万公顷， 560万吨 ,后者为 355.3万公 顷， 675.7万吨 (1985)18-19。在对花生的食用后，花生壳往往被我们所丢弃，成为环境垃圾。 我国作为一个花生产量大国，所以花生壳的来源丰富而且价格便宜，鉴于 Cu2+、 Zn2+污染的严重性，所以本次实验采用花生壳作为生物吸附剂，探讨对污染水体中 Cu2+、 Zn2+离子的吸附作用，以及其在不同环境条件下的吸附效果（ PH 值，温度，吸附粒径，吸附时间，吸附剂量，初

16、始浓度）下的的吸附规律，为控制治理水体重金属污染找到廉价、实用、高效的新材料。 本科毕业论文 实验材料和方法 1 实验材料和方法 1.1 实验测定方法和原理 本实验采用标准曲线法 20,测定吸附后的滤液的浓度，此法简便，快速，通过所作得标准曲线，可直接从曲线上读出所对应的浓度。 1.1.1 标准曲线法原理 标准曲线法又称为外标法或者直接比较法，用标准样品配制成不同浓度 Cs的标准系列，与待测液在相同的条件下进行处理、显色后，用相同的空白溶液作为参比，分别测得标准系列的吸光度 As 和待测液的吸光度 Ax。 用不同浓度作为横坐标，用标准系列的吸光度 As作为纵坐标，绘制标准曲线，得到标准曲线的方

17、程式为 y=kx+b(y 为吸光度 As，其中 x为浓度 Cs)。 标准系列和待测液的被测组分和外在的处理条件相同，因此 方程式中 k和 b相同。用所测得的待测液的吸光度 Ax，可得： Cx=（ y-b） /x Cx 待测液的的浓度 1.1.2 锌离子的测定原理 水样中的锌离子在 PH 为 4.0-5.5的乙酸盐缓冲液介质中，与双硫腙反应，生成红色螯合物，用四氯化碳萃取后，于 535nm波长处进行分光光度测定吸光度 21。发生的反应如下： 本科毕业论文 实验材料和方法 4 1.1.3 铜离子测定的原理 样品经过消化后，在碱性溶液中，铜离子与二乙胺基二硫代甲酸钠反应生成棕黄色络合物，用四氯化碳进

18、行萃取后，于 435nm波长处测定吸光度 22-23。发生的反应如下： 1.1.4 锌离子含量 测定方法： 锌离子的测定采用双硫腙分光光度法 24。 实验试剂： 1000 mg/L 的锌标准溶液， 100mg/L的锌标准使用溶液，双硫腙 -四氯化碳贮备溶液， T=50%的双硫腙 -四氯化碳使用溶液，乙酸 -乙酸钠缓冲溶液， 50 g/L 硫代硫酸钠溶液，四氯化碳 (优级纯 )。 仪器及设备： 722S 可见分光光度计，上海精密科学仪器有限公司； ZHWY-200B全温型多振幅轨道摇床，上海智城分析仪器制造有限公司； DHG-9240A 型电热恒温鼓风干燥器，上海一恒科学仪器有限公司；一般实验室

19、常用仪器和设备。 本试验采用标准曲线法 进行 Zn2+离子的浓度测定，测定时按下列步骤操作： (1)制备标准系列。取 0, 0.50， 1.00， 2.00, 3.00, 4.00, 5.00mL锌标准使用溶液（ 100mg/L）于 250ml锥形分液漏斗内，此系列即为标准系列溶液。 (2)将标准系列溶液各稀释至 10mL。 (3)分别移入 5 mL乙酸 -乙酸钠缓冲溶液，混匀。再移入 1 mL硫代硫酸钠溶液，混匀。 (4)各移入 10.0 mL 双硫腙 -四氯化碳使用溶液，强烈振荡 4 min，静置分层。 (5)测定标准系列。以四氯化碳溶液为参比样，于 535nm波长处测定 标准系列的吸光度

20、。 (6)绘制标准曲线。标准系列浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。 (7)测定待测液。取吸附后的水样 10ml，按上述步骤 3） -5），测得各待测液的吸光度。 (8)查待测液浓度。根据测定的待测液的吸光度，于绘制的标准曲线内，查得各待测本科毕业论文 实验材料和方法 5 液的浓度 1.1.5 铜离子含量测定方法： 铜离子的测定采用二乙氨基二硫代甲酸钠分光光度法 25。 实验试剂： 100 mg/L的铜标准溶液， 1mg/L的铜标准使用溶液，乙二胺四乙酸二钠 -柠檬酸三铵溶液， 1 mg/mL 的甲酚红指示液， 10 g/L 的二乙氨基二硫代甲 酸钠(C5H10NS2Na 3H2O)溶

21、液，四氯化碳 (CCl4)，氨水 (NH3 H2O)。 仪器及设备： 722S 可见分光光度计，上海精密科学仪器有限公司； ZHWY-200B全温型多振幅轨道摇床，上海智城分析仪器制造有限公司； DHG-9240A 型电热恒温鼓风干燥器，上海一恒科学仪器有限公司；一般实验室常用仪器和设备。 本试验采用标准对照法 26进行 Cu2+离子的浓度测定，测定时按下列步骤操作： (1)制备标准系列。取 0, 0.10, 0.20， 0.30, 0.40, 0.50mL铜标准使用溶液（ 100mg/L）于 250ml 锥形分液漏斗内，此系列即为标准系列溶液。 (1)将参比样和标准样都稀释至 10mL。 (

22、2)加入 10 mL 二乙胺四乙酸二钠 -柠檬酸三铵溶液，混匀。 (3)加入 2滴甲酚红指示液。 (4)用氨水调节至溶液呈浅紫红色 (pH 为 8.0 8.5)。 (5)加入 5 mL 二乙氨基二硫代甲酸钠溶液，混匀。放置 5 min。 (6)加入 10.0 mL四氯化碳，振摇 10s，从分液漏斗管底放气。再振摇 2 min，静置分层。 (7)测定标准系列。以四氯化碳溶液为参比样，于 440nm波长处测定标准系列的吸光度。 (8)绘制 标准曲线。标准系列浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。 1.2 花生壳吸附材料的制备 1.2.1 花生壳预处理： 将收集到的（生的）花生壳，于乙醇和醋酸（ 5:1）的混合液中浸泡 2小时 27，其目的是去除花生壳中的易溶出的金属离子，避免这些离子影响后续的吸附反应。