水滑石前躯体对水中铬的吸附作用研究开题报告

 2020-02-10 11:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)
铬位于元素周期表中第Ⅵ副族,其原子量为 51.996,原子序数为24,于 1797年首先被法国化学家Louis Vauquelin发现。和其他过渡元素一样,元素铬以多种氧化态形式存( 1, 2, 3, 4, 5, 6),但它在自然界水中主要以三价Cr(Ⅲ)和六价Cr(Ⅵ)的形式存在。铬良好的电子层结构使其具有良好的稳定性和抗腐蚀性,因此被广泛的应用于电镀、冶炼、机械制造、印染、油漆、毛皮与制革、金属加工等行业。金属铬及其化合物常以废水、废气和废渣的形式排放进入外环境。
Cr(Ⅲ)是人体重要的微量营养元素,在动、植物的脂肪和糖类代谢中起着关键作用。Cr(Ⅲ)的化学性质稳定,迁移性和可生物利用性差,且极易生成氢氧化物沉淀,其毒性比Cr(Ⅵ)小300倍;而Cr(Ⅵ)具有很强的迁移性和毒性,对动植物和人体健康危害极大。
据报道,铬可通过皮肤、呼吸道、消化道进入动物机体,进入机体的铬能与核蛋白、核酸结合影响机体中磷的含量,还能影响体内物质的水解和氧化还原过程。Cr(Ⅵ)对人体的危害主要表现在:Cr(Ⅵ)及其化合物具有很强的氧化性,可氧化皮肤表面蛋白,引发人体皮肤过敏、皮肤溃疡;长期接触Cr(Ⅵ)还可引起鼻粘膜穿孔、喉炎、呼吸道癌症、肺癌、肝炎、胃肠功能紊乱等临床症状。此外,在人体生理pH值范围内,Cr(Ⅵ)极易透过细胞膜进入细胞,使DNA解旋或断裂,从而对人体造成不可逆的伤害,甚至将这种危害遗传给下一代。
鉴于Cr(Ⅵ)污染的严重危害性,Cr(Ⅵ)早已被国际癌症组织(IARC)和美国环境保护局(USEPA)分别列为1类致癌物和A类摄入性致癌物。世界卫生组织(WHO)饮用水标准和我国《生活饮用水卫生标准》(GB5479-2006)中规定的总铬浓度限值为0.05mg/L;我国《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中要求的总铬、Cr(Ⅵ)最高允许排放浓度分别为1.5、0.5mg/L。
含重金属Cr(Ⅵ)废水由于具有难生物降解性、生物富集性等特性,因此常规水处理工艺很难将其从水中去除。Cr(Ⅵ)废水处理的方法通常分为物化法和生物法两大类,目前常见的方法有化学沉淀法、离子交换法、膜分离法、吸附法、生物法等。
吸附法是利用吸附剂与废水中的Cr(Ⅵ)发生吸附而去除废水中的Cr(Ⅵ)的方法。传统的吸附剂因其吸附容量小、吸附速度慢且产生大量废渣等原因逐渐被淘汰。近年来, 各种价格低廉、资源丰富的吸附材料相继被报道,研究较多的吸附剂有农林废弃物、有机聚合物、天然矿物质和炭质吸附剂等, 例如膨润土、累托石、秸秆、改性核桃壳、壳聚糖等吸附剂在处理含Cr(Ⅵ)废水表现出优异的性能,并且对环境友好, 不会造成新的环境污染和破坏。
离子交换法是一种借助于离子交换剂上的可交换离子和水中的污染物离子进行交换反应而除去水中污染物的方法。
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