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1、改性秸稈吸附重金屬離子研究進展摘要：重金屬污染對生態(tài)環(huán)境有嚴重的危害，秸稈作為一種新型的吸附劑因成本低、產(chǎn)量大、可再生、吸附效率好等特點具有廣闊的應(yīng)用前景。本文重點描述改性秸稈在重金屬吸附領(lǐng)域的應(yīng)用以及檢測分析方法，為以廢治廢，節(jié)約能源打幵了新思路。關(guān)鍵詞：秸稈重金屬離子交換1、引言秸稈是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和加工過程屮的產(chǎn)生的剩余物，也是一種可再生資源。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，據(jù)統(tǒng)計全國每年大約生產(chǎn)農(nóng)作物秸稈8億噸，部分秸稈用于還田、制成飼料、制成燃料、發(fā)電等，但大部分的秸稈利用率低。以前的秸稈主要通過焚燒處理，近年來，霧霾現(xiàn)象嚴重危害著人們的身體健康，秸稈的焚燒不僅會
2、加劇霧霾現(xiàn)象，還會釋放大量的冇毒冇害物質(zhì)，影響交通，因此，國家禁止焚燒秸稈，每逢農(nóng)作物收獲季節(jié)，秸秤的處理就成了農(nóng)民及社會的頭疼問題。重金屬污染指的是由重金屬及其化合物引起的環(huán)境污染。主要來源于工業(yè)廢水、電鍍、冶煉、油漆、顏料以及電池等行業(yè)，以其持久性強，難降解，易通過食物鏈進行富集，毒性大，微量即可危及生命等特點成為了熱點問題。冃前傳統(tǒng)的重金屬污染的處理方法包括化學沉淀、離子交換、膜分離、活性炭吸附等。這些處理方法往往成本高，易造成二次污染，且對于濃度低于100mg/l的重金屬離子而言，效果不理想?；诖耍瑢⒌径捵鳛橹亟饘購U水的吸附劑不僅為重金屬廢水的處理
3、開辟了新的道路，同時也能解決秸稈的處理問題，變廢為寶，以廢治廢，節(jié)約能源保護環(huán)境。2、重金屬危害及污染特點2.1重金屬的危害重金屬離子及其化合物對生物體的毒性作用取決于其與生命有機體的結(jié)合作用，這種結(jié)合作用越強，產(chǎn)生的毒性作用就越大。汞、鎘和鉛是對人體健康和環(huán)境危害最大的三重金屬。歷史上發(fā)生的許多重金屬污染的重大環(huán)境公害問題主要是這三種重金屬引起的，如汞污染引起的円本的水俁病，鎘污染引起的骨痛病以及我國的兒童血鉛事件等。重金屬污染屬于慢性積累性的污染，它可以通過呼吸道、皮膚、消化道以及食物鏈等進入人體，在人體內(nèi)富集到一定的濃度，會對人體的腎臟系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、
4、祌經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)以及心腦血管等方面產(chǎn)生致命的影響，危害著人們的生產(chǎn)生活。2.2重金屬污染特點(1)污染范圍廣。在全國范圍內(nèi)，諸多水系均受到不同程度的重金屬污染，總體污染率已達到75%,如貴陽市的紅楓湖、海南三亞灣、連云港市的排淡河等，均具有十分明顯的重金屬污染特性。(2)復合污染嚴重。在一個水系中，往往是多種重金屬共存，加劇了污染，如山東省的大沂河在鉛及鎘等含量方面，已經(jīng)超過國家所規(guī)定的V類水質(zhì)標準，而鋅及銅含量也超過I類標準［1］。(1)沉積物中的含量高于水相。水環(huán)境中的重金屬含量與水體的pH值相關(guān)，堿性條件下易沉淀于底泥，酸性條件下易釋放進入水體。而進
5、入水體重金屬大部分會依存在底泥沉積物中，使得水體溶解的重金屬含量低于底質(zhì)。3、改性秸稈在重金屬吸附頌域的應(yīng)用3.1秸稈的特性秸稈類吸附劑的主要元素組成為C、N、0,如小麥秸稈屮，揮發(fā)分約占69%，固定碳約占23%,灰分約古8%,其本身的重金屬含量很低［2］。秸稈的主要成分是纖維素、半纖維素以及木質(zhì)素等粗纖維，富含羰基、羥基、羧基等具有絡(luò)合能力、離子交換能力的活性官能團，同時秸稈具有較大的比表面積，屬于多孔性物質(zhì)，對重金屬陽離子有較為理想的吸附作用。秸稈對于重金屬的吸附是基于物理吸附和化學吸附，其屮化學吸附效率較高，屬于主要吸附力?；瘜W吸附指的是離子交換，重金
6、屬陽離子與秸稈中的H離子發(fā)生交換，從而將重金屬陽離子吸附在秸稈上。但是，自然狀態(tài)下的秸稈屮，可進行離子交換的狻基較少，科學研究者利川很多化學物質(zhì)對秸稈進行改性，破壞晶體結(jié)構(gòu)，打破氫鍵，增大比表面積，增大孔隙，從而改善吸附能力。3.2檢測方法秸稈吸附重金屬離子研宂中常用到的檢測分析儀器有電感耦合等離子發(fā)射光譜儀、傅里葉紅外光譜分析儀、掃描電鏡、比表膽積測定儀等。(1)電感耦合等離子體發(fā)射光譜分析(ICP-AES)ICP-AES主要用于微量元素的定性定量分析，測定范圍廣，靈敏度高，可以用于檢測重金屬的濃度。(2)傅里葉紅外光譜分析(FTIR)FTIR的原理是將一
7、束不同波長的紅外射線照射到物質(zhì)的分子上，利用某些特定波長紅外射線的能量被吸收，從而形成這種物質(zhì)的紅外吸收光譜［4］?？梢越o出許多未知化合物可能存在某些功能集團的結(jié)構(gòu)信息，可以用于研宄纖維素大分子結(jié)構(gòu)中所含有的官能團。(3)掃描電鏡分析(SEM)SEM通過極細電子束在對物質(zhì)表面掃面時會形成電信號，再通過熒光屏顯示出物質(zhì)的表面圖像，而且通過能譜還能對物質(zhì)不同層次斷面的化學元素組成給出定性與定量的結(jié)果［3］。吸附前秸稈呈現(xiàn)比較規(guī)則的條狀排列且具有明顯空隙；吸附后麥稈表面變得粗糙，微孔棱邊界變得較為模糊，多孔性不如吸附前，說明微孔結(jié)構(gòu)在吸附過程中起關(guān)鍵作用。(4)比
8、表面積分析(BET)改性之后，秸秤的比表面積、孔容以
