北京市官厅水库底泥颗粒物吸附染料研究

摘要

本文从分析北京市官厅水库底泥颗粒物的表面特征入手，研究了刚果红、亚甲基蓝和孔雀石绿在官厅水库底泥颗粒物上的吸附行为，对吸附等温线进行了Freundlich和Langmuir方程的拟合，分析了pH值、离子强度、温度等环境因素对其吸附的影响，同时模拟了水库不同水流情况下对底泥的吸附情况。研究结果如下： 1、通过光学显微镜10倍观察，底泥颗粒物呈松散的粉末状；通过原子力显微镜在放大1500倍和8000倍下观察底泥颗粒物表面，发现底泥颗粒物表面具有多微孔、片层状皱折结构；同时用原子力显微镜AFM观察在1μm尺度内底泥颗粒物的孔隙的三维形貌，发现底泥颗粒物孔隙内具有片层状和凸凹不平的结构特征。另外通过氮吸附法测定其比表面积为36.86m2g-1，平均孔径为66.40nm，从孔累计体积分布和微分分布确定底泥颗粒物中的孔隙主要为中孔。 2、吸附动力学实验结果表明，底泥颗粒物对刚果红、亚甲基蓝和孔雀石绿3种染料的吸附速度都较快，在2个小时内吸附就基本达到了平衡；通过分析吸附时间与吸附量的关系发现3种染料的吸附都包括一个快速吸附阶段和一个慢吸附阶段，在开始较短的时间内吸附曲线迅速上升，前20分钟内这3种染料的吸附量都达到了90﹪左右，然后曲线变化趋于平缓而进入慢吸附阶段。 3、吸附平衡实验结果表明，3种染料随着液相平衡浓度的升高而呈现不同的变化趋势。孔雀石绿和刚果红随液相平衡浓度的升高其吸附量均急剧上升，变化曲线近似于直线；而亚甲基蓝的吸附量随液相平衡浓度的升高，在初始阶段内急剧上升，但在液相平衡浓度接近100mgL-1时变化趋于平稳，以后随液相平衡浓度的升高而变化不大。此外，底泥颗粒物对孔雀石绿的吸附量最大，刚果红其次，亚甲基蓝最低。 4、用Freundlich和Langmuir方程对实验数据进行拟合，并比较相关系数，得到以下结论，3种染料的吸附等温线都较好的符合Freundlich和Langmuir方程，其r2都达到了0.900以上。其中孔雀石绿与刚果红用2种方程模拟的相关系数均非常接近，而用2种方程模拟的亚甲基蓝的相关系数有一定差异。 5、在相同条件下升高吸附体系的pH值，刚果红和孔雀石绿的吸附率下降，但孔雀石绿的下降幅度不大，亚甲基蓝的吸附率先下降后升高；刚果红和亚甲基蓝受离子强度的影响较大，提高离子强度刚果红的吸附率下降，亚甲基蓝的吸附率上升，而孔雀石绿无明显变化；温度对各染料吸附的影响也有所差异，升高温度有利于底泥颗粒物对刚果红和亚甲基蓝的吸附，而对孔雀石绿影响则不明显。通过调整振荡强度模拟的水库水体从静止到流动的过程，发现对染色牢固度高的孔雀石绿的吸附没有明显的变化，对于染色度较弱的刚果红和亚甲基蓝则有促进作用；通过空瓶吸附进一步说明底泥在一定程度上能够吸附污染物，缓解污染所带来的影响，具有一定的缓冲作用。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章 前言

第二章 试验材料与方法

第三章 试验的结果与讨论

第四章 试验的结论

参考文献

致谢

作者简历