發(fā)布時間：2018-05-17 13:19

  本文選題：重金屬 + 槐糖脂��； 參考：《中國海洋大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：表面活性劑對土壤中重金屬離子具有絡(luò)合作用和增流作用,是增效重金屬污染土壤電動修復(fù)的重要措施之一。槐糖脂生物表面活性劑分子結(jié)構(gòu)中不僅具有羧基等多個對金屬離子具有絡(luò)合作用的活性基團(tuán),而且具有低毒、易于生物降解等特性,因而在強(qiáng)化重金屬污染土壤電動修復(fù)中具有良好的應(yīng)用潛力。然而,應(yīng)用槐糖脂生物表面活性劑增效重金屬污染土壤電動修復(fù)的相關(guān)研究尚未開展。本論文以評價和確定槐糖脂生物表面活性劑在強(qiáng)化重金屬污染土壤電動修復(fù)中適用性為主要目的,首先確定槐糖脂生物表面活性劑與土壤中常見重金屬離子銅(Cu2+)、鉛(pb2+)、鋅(Zn2+)、鎘(Cd2+)的絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)及溫度、pH、離子強(qiáng)度對其影響,然后考察了槐糖脂、鉛、鎘在土壤基質(zhì)上的吸附解吸附行為,進(jìn)而將槐糖脂應(yīng)用于重金屬污染土壤的電動修復(fù)中,優(yōu)化其增效去除重金屬離子的電動修復(fù)條件,并探討強(qiáng)化污染土壤電動修復(fù)的機(jī)制。論文主要研究結(jié)果如下：(1)應(yīng)用等摩爾系列法,測定了槐糖脂與土壤中常見重金屬離子Pb2+、Cd2+、 Cu2+、Zn2+及土壤常量金屬離子Ca2+、Mg2+的絡(luò)合穩(wěn)定常數(shù)。6種金屬離子與槐糖脂的絡(luò)穩(wěn)定常數(shù)的大小順序為：Cu2+Pb2+Cd2+Zn2+Ca2+Mg2+,表明槐糖脂優(yōu)先絡(luò)合4種重金屬離子,因而可作為絡(luò)合劑強(qiáng)化污染土壤電動修復(fù),進(jìn)一步研究表明,Pb2+、Cu2+、Zn2+與槐糖脂的絡(luò)合常數(shù)隨著離子強(qiáng)度的增加而減小,表明離子強(qiáng)度的增加不利于重金屬與槐糖脂的絡(luò)合反應(yīng)的進(jìn)行；Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+與槐糖脂的絡(luò)合常數(shù)隨溶液pH增大而顯著增大,這主要是由于隨pH增大,槐糖脂的電離度增大,對金屬離子的絡(luò)合點位增多在288-303K的溫度范圍內(nèi),Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+與槐糖脂的絡(luò)合常數(shù)隨溫度變化無顯著變化。(2)槐糖脂和不同類型的重金屬在土壤基質(zhì)上的吸附類型不同。其中,槐糖脂在土壤基質(zhì)上的吸附等溫曲線符合Langmuir形式,最大吸附量為11.228mg/g, Pb2+在土壤中的吸附等溫線符合Langmuir形式,最大吸附量為5309.65mg/kg, Cd2+在土壤中的吸附等溫線則符合Freundlich形式。增大pH對槐糖脂在土壤上的吸附量具有抑制作用,卻促進(jìn)了pb2+和Cd2+在土壤基質(zhì)上的吸附,這是由土壤表面吸附位點上的正負(fù)電荷數(shù)量變化導(dǎo)致；離子強(qiáng)度的增加增大了槐糖脂在土壤基質(zhì)上吸附,卻阻礙了pb2+和Cd2+在土壤基質(zhì)上吸附,這是由于Na+影響土壤顆粒表面吸附點位所致。應(yīng)用在槐糖脂濃度為750mg/L時,槐糖脂對重金屬離子pb2+和Cd2+淋洗去除率分別16%和21%；在槐糖脂濃度在100mg/L-1000mg/L范圍內(nèi),兩種金屬的去除率都隨著槐糖脂濃度的增加而增加；在pH在4-8范圍內(nèi),pb2+和Cd2+淋洗去除速率隨pH值增大而增大；在288-308K溫度范圍內(nèi),pb2+和Cd2+去除率隨著溫度的升高而降低；隨洗脫劑離子強(qiáng)度的增大,pb2+的去除率增大而Cd2+去除率則下降。(3)通過添加槐糖脂生物表面活性劑增效電動修復(fù)過程,并考察處理時間、電壓、有機(jī)質(zhì)含量、陰極pH控制對去除效果的影響。結(jié)果表明,在15V下處理96h,添加750mg/L槐糖脂的電動修復(fù)體系pb2+和Cd2+去除率分別達(dá)到44.0%和38.9%,分別較未添加槐糖脂修復(fù)體系提高32.8%和20.3%,這是由于槐糖脂具有絡(luò)合增溶作用,有利于重金屬解吸和遷移。在2天到11天的修復(fù)時間,Cd2+的去除率隨修復(fù)時間增長而增大,pb2+則在4天時去除率最高；在15-30V的電壓下,Cd2+的去除率隨電壓增長而增大,pb2+則在15V時去除率最高,這可能是由于重金屬離子形態(tài)在土壤中存在差異所致。綜合考慮經(jīng)濟(jì)成本和Pb2+、Cd2+的總?cè)コ?確定優(yōu)化處理時間和電壓分別為96h和15V。在1.348—2.695%濃度范圍內(nèi),pb2+和Cd2+的去除率隨有機(jī)質(zhì)含量的增加而增加,這是由于有機(jī)質(zhì)起到表面活性劑的作用,有利于重金屬離子的去除。采用0.01M乙酸控制pH對pb2+和Cd2+的去除效果最佳,去除率分別達(dá)到52.2%和88.7%。綜上,本實驗所確定的pb2+和Cd2+污染土壤電動修復(fù)的優(yōu)化條件為：添加槐糖脂750mg/L,電壓為15V,0.01M乙酸控制pH,處理時間為96h。
[Abstract]:It is one of the important measures for the electrokinetic remediation of soil contaminated soil by surfactant, which is one of the most important measures for electrokinetic remediation of soil contaminated by heavy metals. The molecular structure of Sophora fat bioactive agent not only has many active groups such as carboxyl groups, but also has low toxicity and is easy to biodegrade. Therefore, the application of Sophora japonica bioactive agent to enhance the remediation of heavy metal contaminated soils has not been carried out. This paper is to evaluate and determine the biological surface active agent of Sophora japonica biologic surface active agent to strengthen the remediation of heavy metal contaminated soil The main purpose of this study is to determine the adsorption and adsorption behavior of Sophora fat bioactive agent and common metal ions copper (Cu2+), lead (pb2+), zinc (Zn2+) and cadmium (Cd2+) in soil, pH, and ionic strength, and then investigate the adsorption and adsorption behavior of sophoracacia, lead and cadmium on soil matrix, and then the Sophora fatty acid should be used. In the electric remediation of heavy metal contaminated soil, the electrokinetic remediation conditions for the removal of heavy metal ions are optimized and the mechanism for strengthening the remediation of contaminated soils is discussed. The main results are as follows: (1) the common heavy metal ions Pb2+, Cd2+, Cu2+, Zn2+ and soil in soil are measured by the equimolar series method. The amount of metal ions Ca2+, Mg2+ complexing constant constant.6 metal ions and Sophora Sophora fatty acid stability constant of the order is: Cu2+Pb2+Cd2+Zn2+Ca2+Mg2+, which indicates that Sophora gum first complexing 4 kinds of heavy metal ions, thus can be used as complexing agent to strengthen contaminated soil remediation. Further studies show that the complexation of Pb2+, Cu2+, Zn2+ and Sophora fatty acids The constant decreases with the increase of ionic strength, indicating that the increase of ionic strength is not conducive to the complexation of heavy metals and Sophora fatty acids. The complex constants of Pb2+, Cd2+, Cu2+, Zn2+ and Sophora fatty acids increase significantly with the increase of pH in solution. This is mainly due to the increase of the degree of ionization of Sophora fatty acids with the increase of pH and the increasing of the complexing point of metal ions. In the temperature range of 288-303K, the complex constants of Pb2+, Cd2+, Cu2+, Zn2+ and Sophora fatty acids have no significant changes with the temperature. (2) the adsorption types of Sophora fat and different types of heavy metals on soil matrix are different. The adsorption isothermal curve of Sophora fat on soil matrix is in the form of Langmuir, and the maximum adsorption capacity is 11.228mg/g, Pb2+ The adsorption isotherm in the soil is in the form of Langmuir, the maximum adsorption amount is 5309.65mg/kg, and the adsorption isotherm of Cd2+ in the soil is in the form of Freundlich. Increasing pH can inhibit the adsorption of Sophora fat on soil, but promotes the adsorption of pb2+ and Cd2+ on soil matrix, which is the positive of the adsorption site on the soil surface. The increase of the amount of negative charge leads to the increase of the adsorption of Sophora Sophora on soil matrix, but it hinders the adsorption of pb2+ and Cd2+ on the soil matrix, which is due to the effect of Na+ on the surface adsorption point of soil particles. When the Sophora fat concentration is 750mg/L, the removal rate of heavy metal ions by pb2+ and Cd2+ is 16, respectively. % and 21%, in the range of 100mg/L-1000mg/L, the removal rate of two metals increased with the increase of the concentration of Sophora fat; in the range of 4-8, the leaching rate of pb2+ and Cd2+ increased with the increase of pH value; in the range of 288-308K temperature, the removal rate of pb2+ and Cd2+ decreased with the increase of temperature; with the eluant. The removal rate of pb2+ increased and the Cd2+ removal rate decreased. (3) the effect of treatment time, voltage, organic matter content, and cathode pH control on the removal efficiency was investigated by adding Sophora fatty acid surfactants. The results showed that the electrokinetic remediation system PB2 was added to 96h and 750mg/L Sophora fat under 15V. The removal rate of + and Cd2+ reached 44% and 38.9%, respectively, which increased by 32.8% and 20.3%, respectively, because of the complexation and solubilization of Sophora sophora, which was beneficial to the desorption and migration of heavy metals. The removal rate of Cd2+ increased with the longer repair time from 2 days to 11 days, and the highest removal rate of pb2+ at 4 days; at 1. Under the voltage of 5-30V, the removal rate of Cd2+ increases with the increase of voltage and the highest removal rate of pb2+ at 15V. This may be due to the difference in the form of heavy metal ions in the soil. Considering the economic cost and the total removal rate of Pb2+ and Cd2+, the optimal treatment time and the electrical pressure are within the concentration range of 1.348 to 2.695%, 96h and 15V., respectively, P. The removal rate of b2+ and Cd2+ increases with the increase of organic matter content, which is due to the effect of organic matter to the surface active agent, which is beneficial to the removal of heavy metal ions. The removal efficiency of pb2+ and Cd2+ by using 0.01M acetic acid is best, and the removal rate is 52.2% and 88.7%., respectively, and the pb2+ and Cd2+ contaminated soil is determined by this experiment. The optimum conditions for recovery were: adding 750mg/L, voltage 15V, 0.01M acetic acid controlling pH, and treating time 96h..
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X53

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本文編號：1901536