2--具有重要生物学意义的重金属及过渡金属离子荧光分子探针_朱维平

检测锌离子的荧光探针

检测锌离子的荧光探针姓名：徐英学号：51007008 专业：应用化学摘要：锌是人体必需的微量元素之一，是维持机体正常生长发育、新陈代谢的重要物质。锌的过量与不足都会导致人体代谢异常，产生疾病，因此，Zn2+含量的测定在临床、医药、食品、环境监测及科研中都有极其重要的意义。本文简要综述了测定细胞内游离锌离子荧光探针物质的化学规律、性质和优缺点。关键词：Zn2+、荧光探针、定量检测 1、前言在自然界元素的丰度顺序中，锌排在第25位，在地壳中的平均含量波动于0.004-0.02%之间。锌是位于元素周期表第II副族的过渡金属元素，具有3d104s2的价电子结构，通常只失去s电子而成+2氧化态。Zn2+的原子半径较小，且因其带两个正电荷，所以它对电子的亲和力很高，是一个强的质子受体[1]。 1940 年Eggleton首先提出人类需要锌[2]。Prasad和Sandstead 等研究明确了锌是人类必需的微量元素[3]。Zn2+是人体内第二富集的过渡金属，广泛分布于人体内部。据研究表明，锌在许多生理、生化过程中发挥着极为重要的作用，例如:锌离子是组成三百多种生物酶活性催化中心的重要金属离子之一；它可作为金属蛋白酶的结构因子或转录因子；可以和许多调控酶相互作用，作为第二信使触发或阻断诸如细胞凋亡等重要生理过程；具有调控大量离子通道的能力，参与神经传导的过程；同时，锌离子在中枢神经系统（CNS）中还扮演着非常重要的角色。新近研究还表明，锌离子的浓度大小与多种疾病的发生紧密相关[4]。缺锌对机体有重要影响: 一是对生长发育和组织再生的影响；二是对性器官和性功能的影响；三是锌依赖酶(含锌酶)的活性降低；四是缺锌可使胰岛素降解加剧，引起血中胰岛素水平下降及对葡萄糖利用率减少，葡萄糖耐量下降；五是缺锌可引起血液内视黄醇结合蛋白的浓度降低，影响组织对维生素A 的利用，使人的暗适应能力下降，还有对皮肤及味觉等的影响[5]。虽然缺锌给人体带来了极大的伤害，但是人体内锌含量的超标也会造成同样大的伤害，如：补锌过量会使人的免疫力下降；可诱发人体的铜缺乏；过量补锌可降低机体内血液、肾和肝内的铁含量，出现小细胞低色素性贫血，红细胞生存期缩短，肝脏及心脏中超氧化物歧化酶等酶活性下降 (6) 因此，若能实时跟踪、监测生物体中的锌离子，就有可能使人们在细胞层次或者组织层次上进行锌离子的生理、生化行为的研究。这对揭开生物体系中锌离子与生物体内许多重要生理、生化功能之间的关系之谜具有极其重要的科学价值。自1987年第一个锌离子荧光探针(TsQ)诞生以来，陆续研制开发了几种锌离子荧光探针，如Zinquin，Zinpyr-l，ACF-l，ACF-2，NewportGreen等。人类利用这种方便快捷的方式检测Zn2+，为研究生物体内Zn2+的功能和性质以及它的结合方式，探索锌在生物体中的作用做出了卓越的贡献[7]。但在测定生物活体内的游离Zn2+的浓度方面仍存在一定的困难。 2、荧光离子探针识别机理及影响因素在锌离子的荧光检测中，最关键的是荧光选择性配体的设计。目前报道的荧光选择性配体的基本结构可分为:荧光发色团—间质—识别基团三部分(如图1所示) [4]，其设计大多基于光致电荷迁移(PCT)和电子迁移(PET)两种荧光机理。也有将两种机理结合起来设计的荧光配体。但无论基于何种机理，荧光配体中的荧光发色团和识别基团的选择均极为重要。

沉积物中重金属的生物有效性研究综述

沉积物中重金属的生物有效性研究综述张学辉1，陈爱华1，宋端阳1 (大连水产学院，大连，116023) xhz19810@https://www.360docs.net/doc/169202501.html, 摘要：本文综述了沉积物中重金属的生物有效性的研究，主要包括重金属污染常用评价体系，沉积物中重金属的存在形态，以及生物对重金属的生物利用等方面。同时对沉积物中重金属的生物有效性研究进行了展望。关键字：沉积物重金属生物有效性近年来,随各种工业废液排入水体,其中重金属的含量越来越高,严重影响着人类及其它生物的健康与生存,如汞、砷、铬能引起神经系统疾病和有致癌作用。海洋沉积物是进入海水中许多化学物质的主要归宿地，海洋沉积物环境质量研究自上世纪8O年代以来已成为国际重要研究领域[1]。在研究以重金属为主要污染物的水体中,通常把沉积物视为探索环境重金属污染的工具。由于沉积物中重金属化学行为和生态效应的复杂性，对积物中重金属生物有效性的研究是当前学术界的热点研究课题[12]。一、沉积物中重金属污染的评价体系及存在形态 1.1沉积物中重金属污染的评价体系对于沉积物中重金属污染的研究，近年来出现了许多从沉积学角度提出的污染评价方法，如地累积指数法(Geoaccumulation Index)、污染负荷指数法(The Pollution Load Index)、潜在生态危害指数法(The Potential Ecological Risk Index)及Hilton 等的回归过量分析法(Excess after Regression Analysis)．我国学者贾振邦等应用模糊集理论(Theory of Fuzzy Subset)和脸谱法(Face graph)对沉积物中重金属进行了评价。上述评价方法代表了国际上有关沉积物中重金属研究的先进方法。潜在生态危害指数法和地累积指数法是两种比较常用的评价体系。 1.1.1潜在生态风险评价潜在生态风险指数法是瑞典学者Haknson[3]于1980年提出的，它是划分沉积物污染程度及其水域潜在生态风险的一种相对快速、简便和标准的方法，通过测定沉积物样品中有限数量的污染物含量进行计算。潜在生态风险指数值可反映表层沉积物金属的含量、金属污染物的种类数、金属的毒性水平及水体对金属污染的敏感性。生态风险指数法在我国的应用已较为广泛，不少文献介绍了利用该法进行水域生态风险性分析和评价，并对水域的生态风险性进行定量分析作出了有益的尝试。其计算公式如下： -1-

重金属离子吸附剂

重金属离子吸附剂的策划书随着我国IT 行业、化学和冶金工业的快速发展，来自电解液、电镀液中的铅、铜、铬、锌等重金属离子的废水对环境的污染越来越严重，采用重金属离子吸附剂技术处理后可以达标排放,也可回收。重金属离子吸附剂的实际消费者是化工、冶金、电镀、IT生产企业，使用者和购买决策者是污水处理人员和厂长，实际购买者是采购部门。市场特征呈现为使用者、购买决策者与实际购买者分离的特殊性。随着我国节能减排政策的大力实施，这将会极大地推动企业的实际需求以及决策者的购买意愿。重金属离子吸附剂市场是集团市场，购买过程属集团购买行为，人员推销及技术服务是最有效的销售方式。工厂首先根据污水类型和要求选择吸附剂种类、规格，同时会受使用习惯、品牌好坏、地域差异等因素的影响。重金属离子吸附剂属于化工污水处理设备类，环保管理机构如国家环保管理局制定的宏观政策法规会对其发展产生重要影响。对于化工污水处理设备的销售国家没有严格的要求，只要产品合格，能满足企业需求即可，所以其生产过程主要执行《企业标准》。一. 生产工艺流程 (一).生产要求： 1.生产周期：从原料到吸附剂产品的生产周期为15天。 2.工人要求：相关专业大专以上学历、经过三个月的专业培训。 3.技术关键：重金属离子吸附剂制备的工艺。（二）.厂址选择：原材料采用汽车运输，运输量不大，对道路要求不高；每月用水300吨左右，用电1000千瓦，一般投资环境均能满足；公司坐落于风景宜人的国家级（合肥）高新技术产业开发区，邻近中国科学院合肥分院与大蜀山自然风景区，交通便利。

公司占地3500多平方米，分为生产厂区、办公区、设有生产加工车间、销售部、售后服务中心、研发中心、质检部、企划部以及办公室等多个部门。（三）.生产工艺流程： 1.原材料：废水处理设备以重金属离子吸附剂为核心材料；通过它的阴、阳离子交换基团来吸附、分离重金属离子。 2.生产设备表1. 生产设备一览表 3.生产工艺流程

络合态重金属解决方案

含EDTA的重金属废水解决方案重金属废水主要来自矿山排水、有色金属冶炼厂除尘排水、有色金属加工厂酸洗水、电镀厂镀件洗涤水、钢铁厂酸洗排水，以及电解、农药、医药、烟草、油漆、颜料等工业生产。废水中的重金属并不是以单一的重金属离子形式存在，而是与一些络合物（如EDTA, DTPA, NTA)结合在一起。EDTA (乙二胺四乙酸)是螯合剂的代表性物质，此外，EDTA对土壤重金属的去除效果明显高于等量的水和阳离子表面活性剂，是目前应用最普遍的重金属污染土壤的修复剂，但这些含EDTA的重金属萃取液将会进入水体.由于 EDTA的强络合性和难生物降解性，在水体中易与碱金属、稀土元素和过渡金属等形成稳定的络合物，成为重金属离子很好的保护伞，増加了处理含 EDTA的重金属废水的难度。重金属去除剂具有在相对低的pH条件下使金属高度分离、形成的金属螯合物易于脱水和稳定等特点。因此，用重金属去除剂去除废水中溶解性重金属离子是一种有效的方法。传统的工业处理方法是往废水中添加碱（一般是氢氧化钙、石灰石、生石灰等）提高其PH值，使镍离子、铜离子等重金属离子生成难溶性的氢氧化物沉淀，从而降低废水中重金属离子含量而达到国家规定的排放标准。但是此种方法也存在较大的弊端：1、产生较大两的污泥，密度低，含水率高，污泥处置费用较为昂贵；2、还有些金属氢氧化物沉淀是两性的，在弱酸性或者其他条件下，沉淀会溶解，重金属再次进入废水中；3、有些有机重金属废水含有大量的螯合物、络合剂、配合物等大分子有机物，这些络合剂与重金属螯合形成的物质很稳定，抑制金属氢氧化物沉淀的形成。河北美星环保科技有限公司研发出第三代重金属去除剂产品，其具有以下特点：1、重金属去除剂能够处理EDTA重金属废水中的重金属离子.在没有EDTA 的条件下， Cd2+ ,Cu2+和Pb2+的去除率达到100%,而Zn2+的除率则比较低。 2、随着c(EDTA)的增加，废水中重金属离子的去除率下降;随着重金属去除剂的增加，废水中重金属离子的去除率上升.在相同重金属去除剂用量条件下，对废水中Cd2+，Cu2+和Pb2+的去除率Zn 高。 3、EDTA能够有效地萃取尾矿砂中的重金属，特别是对Cd和Pb具有很高的萃取率.工程实例进一步表明,重金属去除

介孔二氧化硅材料重金属离子吸附性能研究毕业论文

毕业论文论文题目：介孔二氧化硅材料重金属离子吸附性能研究

Kunming University of Science and Technology Graduation Thesis Thesis Title :The adsorption properties of mesoporous silica materials for heavy metal ion College :Environmental Science and Engineering College Specialty : Renewable resources, science and technology Class:081 Student ID :200810703112 Name :Chen Dawei Teacher :Zhu Wenjie 目录第一章、绪论 (6) 1.1 国内水环境污染现状及危害 (6)

1.2 水体重金属污染的治理方法 (7) 1.2.1 物理化学方法 (7) (1) 稀释法 (7) (2) 混凝沉淀法 (7) (3) 离子还原法和交换法 (7) (4) 电动力学修复技术 (8) (5) 吸附处理技术 (8) 1.2.2 生物修复法 (9) (1) 植物修复法 (9) (2) 动物修复法 (10) (3) 微生物修复法 (10) 1. 3 介孔二氧化硅材料简述 (10) 1.3.1多孔无机材料的分类 (11) 1.3.2具有有序孔道结构介孔材料的发现 (11) 1.3.3介孔二氧化硅材料 (12) (1) 合成的基本特征 (12) (2) 生成机理 (12) (3) 介孔氧化硅的结构 (13) 1.3.4 介孔材料的研究展望 (13) 第二章、实验 (14) 2.1实验设备和试剂 (14) 2.2 实验 (14) 2.2.1铜离子吸附实验 (14) (1) 不同吸附剂在不同浓度溶液中的吸附性能测试 (14) (2) 不同吸附剂在不同吸附时间下的吸附性能测试 (15) (3) 不同吸附剂不同用量下的吸附性能测试 (15) 2.2.2 铅离子的吸附试验 (15) (1) 不同吸附剂在不同浓度溶液中的吸附性能测试 (15) (2) 不同吸附剂在不同吸附时间下的吸附性能测试 (16) (3) 不同吸附剂不同用量下的吸附性能测试 (16) (4) 介孔二氧化硅材料在不同PH下吸附性能测试 (16) 2.2.3Cd2+的吸附试验 (17) (1) 不同吸附剂在不同浓度溶液中的吸附性能测试 (17) (2) 不同吸附剂在不同吸附时间下的吸附性能测试 (17) (3) 不同吸附剂不同用量下的吸附性能测试 (17) (4) 介孔二氧化硅材料在不同pH下吸附性能测试 (18) 第三章、实验结果处理与分析 (18) 3.1 计算公式 (18) 3.2 铜离子吸附结果分析 (19) 3.2 铅离子吸附结果分析 (22) 3.3 Cd2+吸附结果分析 (25) 第四章、结论与建议 (28) 一. 结论 (28) 二.建议 (28)

【CN110128395A】一种用于水中金属离子含量检测的荧光探针及其应用【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910236424.0 (22)申请日 2019.03.25 (71)申请人天津农学院地址 300384 天津市西青区津静路22号天津农学院 (72)发明人刘大颖　尹鑫　何华瑞　王钰婷　郭静　邓欣欣　 (51)Int.Cl. C07D 311/80(2006.01) C09K 11/06(2006.01) G01N 21/64(2006.01) (54)发明名称一种用于水中金属离子含量检测的荧光探针及其应用 (57)摘要本发明公开了一种用于水中金属离子含量检测的荧光探针，所述化合物以N -乙酸基苯胺作为金属离子络合体，在其分子中引入罗丹明荧光基团，生成金属离子特别是锌离子的荧光指示剂。本发明的化合物还可以应用于细胞原位成像。能够适用于各种环境中的金属离子浓度的连续检测，尤其是水中对锌离子浓度的连续测定。权利要求书1页说明书4页附图3页CN 110128395 A 2019.08.16 C N 110128395 A

1.一种用于水中金属离子含量检测的荧光探针，所述化合物包含取代或未取代的N -乙酸基苯胺作为金属离子络合体，并在其分子的对位引入罗丹明荧光基团。 2.根据权利要求1所述的有机化合物，其特征在于所述化合物具有如下结构式： 3.权利要求1至2中任一项所述的荧光探针在水中金属离子含量检测中的应用。 4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于所述金属离子选自重金属锌离子。 5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于所述检测为荧光检测，连续检测。 6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于所述检测可应用于细胞荧光成像检测。权　利　要　求　书1/1页2CN 110128395 A

吸附重金属离子

几种吸附材料处理重金属废水的效果来源：考试吧（https://www.360docs.net/doc/169202501.html,）2006-3-5 13:27:00【考试吧：中国教育培训第一门户】论文大全摘要用室内分析的方法研究了几种吸附材料对含铬、铜、锌、铅的废水的吸附处理效果。结果表明，在几种吸附材料中，以活性炭的吸附量和去除率比较高，且吸附量随废水中重金属含量的降低而减小，除铬外，其他离子的去除率则以低浓度时比较高。所有吸附材料均对铅的吸附量比较大，改性硅藻土和改性高岭土对重金属的吸附量也比较大，宜于在重金属处理中作为吸附剂推广使用。关键词吸附材料重金属废水吸附率吸附量近年来，含有重金属的废水对人类的生活环境造成了巨大的危害，重金属离子随废水排出，即使浓度很小，也能造成公害，严重污染环境，影响人们的健康。所以，研究如何降低废水中重金属的含量，减轻重金属对环境的污染具有重大意义。目前，去除废水中重金属的方法主要有三种：一是通过发生化学反应除去废水中重金属离子的方法[1]；二是在不改变废水中的重金属的化学形态的条件下对其进行吸附、浓缩、分离的方法；三是借助微生物或植物的絮凝、吸收、积累、富集等作用去除废水中重金属的方法。其中吸附法是比较常用的方法之一。本试验采用物理吸附的方法研究几种吸附材料处理含重金属废水的效果，以便找出比较高效和便宜的吸附材料，为降低处理含重金属的废水成本和增加经济效益服务。 1 材料与方法 1.1 试验材料 1.1.1 吸附材料实验所用吸附剂除黄褐土外均来自于安徽科技学院资源与环境实验室，部分吸附材料在查阅文献的基础上进行了化学改性[3，4]。所用的吸附材料包括改性硅藻土、酸改性高岭土、改性高岭土、活性炭和黄褐土。改性硅藻土的处理过程为：将40 g硅藻土加入到0.1 mol/L的Na2CO3溶液中，边搅拌边慢慢地加入饱和的CaCl2溶液。反应结束后，过滤，置于烘箱内 105 ℃条件下干燥。酸改性高岭土的处理过程为：将高岭土过100目筛，在850 ℃煅烧5 h后，取一定量的高岭土加盐酸浸没，在90 ℃恒温下处

应用化学毕业论文开题报告-新型铜离子荧光探针的合成及性质研究

毕业设计(论文) 开题报告题目新型铜离子荧光探针的合成及性质研究学院化学与化工学院专业及班级应用化学1101班姓名王彩花学号1115020104 指导教师李侃社、李锦、闫兰英、牛红梅、康洁、朱雪丹、陈创前、章结兵日期2015年03月27日

西安科技大学毕业设计(论文)开题报告

1.3 铜离子荧光探针 1.3.1发展背景及研究意义随社会科技的发展铜元素作为生物体内所必需的一种微量重金属元素和必需的营养素在各个领域受到了广泛的关注，其在细胞中的含量仅次于锌和铁，在各种有机体的基本生理过程中发挥着重要作用，铜离子在生物体内的含量很小，但铜缺乏可导致生长和代谢的紊乱，铜离子的含量过多同样也会对生物体产生巨大的毒害作用。体内的铜离子代谢平衡受到破坏会导致神经退行性疾病的发生，例如缅克斯综合症、威尔森氏综合症、家族性肌萎缩症和阿尔茨海默氏症等疾病。因此，寻求一种快速灵敏简便的铜离子检测方法在生物研究和医学诊断中具有重要的意义。金属离子与生命科学、环境科学、医学等领域有着密不可分的联系，对其识别和检测是化学、生物学、临床生物学及环境学众多研究领域的热点课题。目前，检测Cu2+已知的主要方法有原子吸收光谱法、原子发射光谱法、电化学法、荧光光谱法等。其中荧光法因检出限低、操作简单和高选择性，已得到了广泛的关注。它是一类能特异性识别目标分子并适合直接检测或带有可检测标记物的高效探测试剂,随着21世纪生命科学的迅猛发展，在揭示和了解生命的奥秘、疾病的诊断与治疗、环境监测等重要科学研究领域，对光学探针技术提出了大量崭新的课题，目前主要集中在蛋白质、核酸和多肤等生物大分子分析，生物药物分析，超痕量和超微量生物活性物质分析等。由于二价铜离子是d轨道结构顺磁性离子，对荧光具有较强的猝灭性，大多数报道的铜离子荧光分子探针都是猝灭型的，在探针识别客体时荧光猝灭不利于高通量信号输出，所以开发高灵敏、高选择性的荧光增强型铜离子荧光分子探针具有重要意义。在近几年中，文献报道了多种基于不同检测机理的铜离子荧光探针，基于化学反应机理的铜离子荧光探针引起了人们的极大关注。和其他方法相比，荧光探针具有高选择性、灵敏度、实时监控、方法简便、取量少等优点，现已被广泛应用于环境监测、水质和土壤分析、临床化验、海洋考察、工业流程控制以及地质、冶金、农业、食品和药物分析等领域。所以努力研究设计并合成出具有更高选择性和检测灵敏度的新型铜离子荧光探针对社会的发展有着极其重要的意义。 1.3.2国内外的研究现状 1997年，Czafinik等首次利用该机理设计合成了罗丹明B酰肼探针(图1），该探针可以选择性识别铜离子，其原理是基于铜离子催化罗丹明B酰肼水解生成强荧光的罗丹明B分子。图1 2006年，Zeng等报道了一种高度选择性的Cu2+荧光探针，该探针采用硫冠醚结构作为探针的识别基团而荧光基。团则为BODIPY染料。由于PET作用，探针本身的荧光强度十分微弱，

水中重金属离子吸附研究

水中重金属离子吸附研究 1 引言重金属作为一类常规的水体污染物,因其具有毒性较高,无法降解等特点,成为水体污染物中危害极大且备受关注的一种.随着工业的发展,重金属的污染问题日益突出.目前为止,对于水体的重金属污染,主要的处理方法包括吸附法、化学沉淀法、离子交换法、膜分离法、生物絮凝法等.其中,吸附法拥有材料便宜易得,操作简单,重金属处理效果较好等优点,因而被研究者所重视. 吸附法是使重金属离子通过物理或者化学方法粘附在吸附剂的活性位点表面,进而达到去除重金属离子目的的方法,常用的吸附剂包括天然材料和人工材料两种,天然材料包括活性炭(Mouni et al., 2011)、矿物质(Kul and Koyuncu, 2010)、农林废弃物(谭优等,2012)、泥沙(夏建新等,2011)等,人工材料包括纳米材料(黄健平和鲍姜伶,2008)等.一般来说,天然材料较易获取,成本较低,但吸附效果较差,人工材料制备成本高于天然材料,但吸附效果较好. 由Kasuga于1998年首次合成的钛酸盐纳米管(Titanate Nanotubes,TNTs)是近年来新兴的人工吸附材料(Kasuga et al., 1998).由于TNTs表面积大,管径小,表面富含大量离子交换位点(Liu et al., 2013;Wang et al., 2013a; Wang et al., 2013b),使得TNTs拥有极强的重金属离子吸附性能,研究证明其对水中的Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附能力分别超过了500 mg·g-1和200 mg·g-1,远超于其他吸附材料(Xiong et al., 2011).同时,由于其良好的沉降性能和极快的吸附速率,以及易于解吸再生的特点(Wang et al., 2013b),使得TNTs拥有良好的研究价值和应用潜力. 然而,传统的TNTs合成方法以P25型TiO2为钛前驱体,需130 ℃水热反应72 h(Wang et al., 2013a; Liu et al., 2013),较长的高温反应时间带来了较高的能量消耗,限制了其在工业上的应用前景(Ou and Lo, 2007).为了克服这此缺陷,本文采用纳米级锐钛矿作为反应的原材料,成功的将水热反应时间缩短为6 h,大大节约了生产制备的成本,为TNTs在实际工业领域的应用创造了便利条件.同时,文章中利用TEM、XRD和FT-IR等多种表征手段对新制备的材料进行了表征,并研究了其对重金属离子的吸附行为,证实了新制备的材料具有良好的重金属吸附效果及吸附选择性. 2 材料与方法 2.1 实验试剂与仪器本研究中的使用的化学试剂均为分析纯或以上.TiO2(锐钛矿颗粒,99.7%,平均粒径25 nm)购于Sigma-Aldrich 公司;NaOH、HCl、无水乙醇等(分析纯)和KBr(光谱纯)购于国药集团化学试剂有限公司;PbCl2(>99.5%)、CdCl2·2.5H2O(>99.0%)和CrCl3·6H2O(>99.0%)用以配制相应的重金属储备液,均购自天津市光复精细化工研究所.分别称取0.6711 g PbCl2、1.0157 g CdCl2·2.5H2O和2.5622 g CrCl3·6H2O于500 mL容量瓶中,用以配制1000 mg·L-1的Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)储备液. 2.2 TNTs的合成与表征

螯合剂种类总结及其在不同pH下的对金属离子的螯合能力比较

螯合剂的种类及其在不同pH值条件下螯合剂的螯合常数一、螯合剂与螯合物具有可供配位孤电子对的分子、原子或离子的化合物能够与具有空轨道的金属离子形成配位键，该化合物称为络合物，如能与配位金属离子形成环状结构的化合物称为螯合剂，形成的络合物称为螯合物。螯合剂中至少含有一对孤电子对，而金属离子必须有空的价电子轨道，孤电子对填充入金属离子空轨道，电子对属2个原子共享，形成配位键，中心金属离子空轨道杂化。不同的提供孤电子对的配位体分别与不同金属离子形成正四面体、正六面体、正八面体的螯合物。 1.类型 1.1无机类螯合剂聚磷酸盐螯合剂：主要是三聚磷酸钠（STPP）、六偏磷酸钠、焦磷酸钠为主，含磷酸基空间配位基团。特点：高温下会发生水解而分解，使螯合能力减弱或丧失。而且其螯合能力受pH值影响较大，一般只适合在碱性条件下作螯合剂。 1.2有机类螯合剂形态分析表明螯合剂提取的重金属主要来源于可交换态或酸溶态、还原态和氧化态。1.21羧酸型（1）氨基羧酸类：含羧基和胺（氨基）配位基团，如乙二胺四乙酸(EDTA)，氨基三乙酸(又称次氮基三乙酸NTA)，二亚乙基三胺五乙酸（DTPA）及其盐等。如：EDTA的4个酸和2个胺（—NRR′）的部分都可作为配体的齿，两个氮原子和四个氧原子可提供形成配位键的电子对。特点：络合能力强，络合稳定常数大，耐碱性好，但分散力弱且不易被生物降解。（2）羟基羧酸类含羟基、羧基配位基团这类羧酸主要是柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)和葡萄糖酸(GA)。特点：可生物降解，在酸性条件下羟基与羧基不会离解为氧负离子，因而络合能力很弱，不适宜在酸性介质中应用。（3）羟氨基羧酸类这类酸用作螯合剂的典型代表是羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)和二羟乙基甘氨酸

改性沸石对重金属离子吸附性能的试验研究

改性沸石对重金属离子吸附性能的试验研究谢华林1,2　李立波2 (1　湖南工学院化工系,衡阳　421008;2　中南大学化学化工学院应化系,长沙　410083) 摘　要　在静态和动态条件下,研究了改性斜发沸石对工业废水中重金属离子Cu2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+的吸附。结果表明,改性斜发沸石对重金属离子有较好的吸附,p H值是影响吸附的主要因素。采用1mol/L HCl+NaCl(V/V=1∶1)混合溶液作为斜发沸石的再生剂,可使其重复再生使用。关键词　改性沸石　吸附　重金属离子　再生 Experimental Study on Adsorption Capability about The Heavy Metal Ions from Water Using Modified Clinoptilolite Xie Hualin1,2　Li Libo2 (1　Department of Chemical Engineering,Hunan Institute of Technology,Hengyang　421008;2　College of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University,Changsha　410083) Abstract　The adsorption capability of natural clinoptilolite can be improved by modification.The adorption effect of modified clinoptilolite to heavy metal ions from waste water such as Cu2+,Zn2+,Cd2+and Pb2+was studied under static state condition and dynamic state condition.The results showed that modified clinoptilolite had better adsorbability for heavy metal ions,moreover p H value of solution was the main factor affecting adsorption. The mixed solution of1mol/L HCl+NaCl(V/V=1∶1)could be repeatedly used as the regeneration reagent of clioptilolite. K ey w ords　modified clinoptilolite　absorb　heavy metal ions　regenerate 工业废水中主要含有Cu2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+等重金属离子。目前,我国多采用化学沉淀法处理含重金属离子的废水,但由于不同重金属离子生成氢氧化物沉淀时的最佳p H值不同,以及某些重金属离子可能与溶液中其他离子形成络合物而增加了它在水中的溶解度,所以处理效果并不理想;另外,重金属离子在碱性介质中生成的氢氧化物沉淀,一部分会在排放中随p H值的降低而重溶于水,也使处理效果不理想。沸石是一族具有连通孔道、呈架状构造的含水铝硅酸盐矿物,特殊的晶体化学结构使沸石拥有离子交换、高效选择吸附、催化、耐酸、耐辐射等优异性能和环境属性。斜发沸石作为天然沸石家族的一员,被认为是一种有工业应用前景的矿物,国内外对其性能及应用的研究较多[1～5]。本文介绍了通过NaCl和N H4Cl将斜发沸石改性为钠型和铵型沸石,在静态和动态条件下,通过对水中Cu2+、Zn2+、Cd2+和Pb2+的吸附研究,探讨了它们的吸附机理和改性斜发沸石处理工业废水中重金属离子的可行性,取得良好的效果,为工业水处理提供了一种高效而实用的新方法。 1　试验 1.1　主要仪器与试剂 ICPS21000Ⅱ型等离子体原子发射光谱仪(日本岛津);p HS22型酸度计;7621型电动搅拌机;ST2 03A型比表面孔径测试仪;超级恒温水浴箱;马弗炉;烘箱;电动振荡器;粉碎机;棒磨机。重金属标准溶液:Cu、Zn、Cd、Pb标准溶液(1000mg/L)由国家标准物质研究中心提供,然后据不同元素测定需要,配制成适当浓度的标准溶液。 NaCl、N H4NO3、H2SO4、HCl、HNO3、NaOH,均为分析纯;水为亚沸蒸馏水。 1.2　样品制备及其化学成分　选取一定量的块状斜发沸石原矿和烟煤,分别用粉碎机粗碎至3～5mm,再分别用棒磨机细磨至200目左右,然后过200目筛。将沸石粉和煤粉(质量比为 2.5∶1.0)充分混匀,加入适量水搅拌挤压成粒状,在l00℃下烘干后,于650℃马弗炉中灼烧60min,取出自然冷却至室温,制得20～40目、40～60目、60～80目、80～100目粒级,供试验用。沸石的化学成分(%):SiO2,70183;CaO,3138; Al2O3,11178;Fe2O3,0167;MgO,1106;MnO,0104; TiO2,0131;K2O,2123;Na2O,0145。硅铝比SiO2/ Al2O3,10114;铵离子交换容量,12316mmoL/100g。 1.3　沸石改性 1.3.1　改性钠型斜发沸石:选取经破碎、筛分后粒第28卷第1期2005年1月非金属矿 Non2Metallic Mines Vol.28No.1 Jan.,2005

三种常见重金属的处理方法的比较

三种常见的处理方法的比较一、石灰中和法 1.1基本原理石灰中和反应法是在含重金属离子废水中投加消石灰C a( O H ) : , 使它和水中的重金属离子反应生成离子溶度积很小的重金属氢氧化物。通过投药量控制水中P H 值在一定范围内, 使水中重金属氢氧化物的离子浓度积大于其离子溶度积而析出重金属氢氧化物沉淀, 达到去除重金属离子, 净化废水的目的。将废水收集到废水均化调节池,通过耐腐蚀自吸泵将混合后的废水送至一次中和槽,并且在管路上投加硫酸亚铁溶液作为砷的共沉剂(添加量为Fe/As=10),同时投加石灰乳进行充分搅拌反应,搅拌反应时间为30 min,石灰乳投加量由pH 计自动控制,使一次中和槽出口溶液pH值为7.0;为了使二价铁氧化成三价铁,产生絮凝作用,在一次中和槽后设置氧化槽,进行曝气氧化,经氧化后的废水自流至二次中和槽,再投加石灰乳,石灰乳投加量由pH计自动控制,使二次中和槽出口溶pH值为9～11;在二次中和槽废水出口处投加3号凝聚剂(投加浓度为10 mg/L),处理废水自流至浓密机,进行絮凝、沉淀;上清液自流至澄清池,传统的石灰中和处理重金属废水流程如下：石灰一段中和及氢氧化钠二段中和时，各种重金属去除率随pH不同而沉淀效果不同，不同的金属的溶度积随PH不同而不同。同一PH所以对重金属的沉淀效果不一样，而废水中的重金属通常不只一种，根据重金属的含量在进水时把配合调到某金属在较低ph溶度积最高时对应的PH。加石灰乳进行中和反应，沉淀废水中的大部分金属。上清液进入下一个调节池，进入调节PH ，进入二次中和反应池，除去剩余的重金属离子。 1.2 石灰中和沉淀的优缺点采用石灰石作为中和剂有很强的适应性,还具有废水处理工艺流程短、设备简单石灰就地可取,价格低廉,废水处理费用很低,渣含水量较低并易于脱水等优点，但是,石灰中和处理废水后,生成的重金属氢氧化物———矾花,比重小,在强搅拌或输送时又易碎成小颗粒,所以它的沉降速度慢。往往会在沉降分离过程中随水流外溢,又使处理后的废水浊度升高,含重金属离子仍然超标。要求废水不含络合剂如C N 一、N H 。等, 否则水中的重金属离子就会和络合剂发生络合反应, 生成以重金属离子为中心离子以络合剂为配位体的复杂而又稳定的络离子, 使废水处理变得复杂和困难。已沉降的矾花中和渣泥的含水率极高(达99%以上),其过滤脱水性能又很差,加上组成复杂、含重金属品位又低,这给综合回收利用与处置带来了困难,甚至造成二次污染。此外，渣量大，不利于有价金属的回收，也易造成二次污染II。用石灰水处理的重金属废水。由于不同重金属与OH的结合在同一PH下不同,同一金属在不同PH下的溶度积不同。所以，用传统的石灰法处理重金属含量较多的复杂的废水，显然不行，首先某些重金属不能达标排放，其次，处理废水中含钙比较多。在冶炼厂，很难循环使用。二、硫化沉淀法

鸡粪堆肥有机物演化对重金属生物有效性影响研究_卜贵军

第35卷第11期2014年11月环境科学ENVIRONMENTAL SCIENCE Vol.35,No.11Nov.,2014 鸡粪堆肥有机物演化对重金属生物有效性影响研究卜贵军1,2,于静3,邸慧慧4,罗世家1,2,周大寨1,肖强1,2? (1.湖北民族学院生物资源保护与利用湖北省重点实验室,恩施　445000;2.湖北民族学院林学园艺学院,恩施　445000; 3.成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,成都　610059; 4.湖北省烟草公司恩施州公司,恩施　445000) 摘要:采用离子色谱、三维荧光光谱、紫外?可见吸收光谱和多元统计分析,研究了鸡粪堆肥水溶性有机物(DOM)和重金属组成与演化特性,探究了有机物演化对重金属生物有效性的影响及其机理.结果显示,堆肥升温期和高温期有机物降解最为剧烈,产生了大量苹果酸、酒石酸、乙酸和草酸,其浓度分别在2097.55~2155.61、39.24~51.58、12.52~12.90及1.68~ 2.31mg ·L -1之间;堆肥降温期和二次发酵过程,蛋白类物质降解,腐殖质类物质合成,DOM 的腐殖化率和缩合度增大,稳定性增强.堆肥过程中水溶态重金属中Fe 的浓度(1.069~7.106mg ·L -1)最高,Al、As、Cr、Cu 和Mn 的浓度(0.1~1.008 mg ·L -1)其次,Pb 的浓度(0.003~0.02mg ·L -1)最低,随着堆肥的进行水溶态重金属含量呈下降趋势(Al 除外),相关性分析显示,水溶态重金属主要结合在腐殖质类物质上,生物可利用性低.分析结果表明,堆肥可通过降低水溶态重金属的含量和将水溶态重金属络合在腐殖质类物质上降低产品中重金属的生物有效性.关键词:鸡粪;堆肥;有机物;重金属;生物有效性中图分类号:X705　文献标识码:A　文章编号:0250?3301(2014)11?4352?07　DOI :10.13227/j.hjkx.2014.11.043 收稿日期:2014?03?31;修订日期:2014?05?04 基金项目:国家自然科学基金项目(31260057);湖北省科技厅自然科学基金项目(B2013077);生物资源保护与利用湖北省重点实验室第四批开放基金项目(PKLHB1322) 作者简介:卜贵军(1981~),男,讲师,主要研究方向为物质微观结构,E?mail:379977049@https://www.360docs.net/doc/169202501.html, ?通讯联系人,E?mail:hbmysws@https://www.360docs.net/doc/169202501.html, Influence of Organic Matter Evolution During Composting on the Bioavailability of Heavy Metals BU Gui?jun 1,2 ,YU Jing 3,DI Hui?hui 4,LUO Shi?jia 1,2,ZHOU Da?zhai 1,XIAO Qiang 1,2 (1.Key Laboratory of Biologic Resources Protection and Utilization of Hubei Province,Hubei Minzu University,Enshi 445000,China;2.College of Forest and Horticulture,Hubei Minzu University,Enshi 445000,China;3.State Key Laboratory of Geological Hazard Prevention and Geological Environment Protection,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China;4.Enshi Tobacco Company of Hubei Province,Enshi 445000,China) Abstract :Ion chromatography,fluorescence spectroscopy,UV?visible absorption spectroscopy and multivariate statistical analysis were applied to study the composition and evolution characteristics of dissolved organic matter (DOM)and heavy metal extracted from chicken manure during composting,and the influence of organic matter evolution on the bioavailability of these heavy metals was further investigated.The result showed that,a large number of organic acids were generated during the active stage,and their concentrations were in the range of 2097.55?2155.61mg ·L -1,39.24?51.58mg ·L -1,12.52?12.90mg ·L -1and 1.68?2.31mg ·L -1,respectively.During the curing stage,protein?like matter was degraded,whereas humic?like substances were formed,which increased the humification degree,condensation degree and stability of DOM.The content (1.069?7.106mg ·L -1)of dissolved iron ranked first during composting,that of dissolved Al,As,Cr,Cu and Mn (0.1?1.008mg ·L -1)ranked second,and the concentration of dissolved lead was the lowest.Concentrations of all heavy metals decreased during composting except aluminum.Furthermore,the result from correlation analysis showed that these dissolved heavy metals were bound with DOM,and their bioavailability was low.It could be concluded that,the bioavailability of the heavy metals in chicken manures became lower through the decrease of dissolved heavy metals and the binding between dissolved heavy metals and humic?like substances. Key words :chicken manure;composting;organic matter;heavy metals;bioavailability 堆肥是畜禽粪便常用的一种处理方式,在堆肥过程中,一部分有机物在微生物作用下降解成二氧化碳、水及氨等物质,导致堆体减容减重;另一部分有机物在微生物的作用下转化为富里酸、胡敏酸及胡敏素类等腐殖质物质,增强了堆肥的稳定度[1~3].堆肥过程中,大部分有机物只有在溶于水后才能被微生物利用,因此,水溶性有机物(DOM)是研究堆肥物质转化的重要介质,它比固相有机质更能灵敏反映堆肥过程物质演化特征[4~6].此外, 堆肥DOM 中含有的有机酸和腐殖酸类物质,能够吸附和络合重金属,引起后者存在形态和生物有效网络出版时间：2014-10-21 13:50 网络出版地址：https://www.360docs.net/doc/169202501.html,/kcms/doi/10.13227/j.hjkx.2014.11.043.html