不溶性腐植酸对重金属离子的吸附研究_马明广
腐植酸对重金属离子吸附性能的研究
腐植酸对重金属离子吸附性能的研究摘要：本实验研究了pH值、吸附时间、吸附剂量、初始浓度等因素对腐植酸吸附Cu2+、Pb2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+吸附性能的影响，同时研究了腐植酸对单、多种金属离子的吸附性能。
为腐植酸作为重金属废水治理提供技术工艺上的参考。
关键词：腐植酸；吸附；重金属离子前言随着工业的迅猛发展，工业污染日益严重，重金属污染则是工业污染中最显著的问题。
重金属具有毒性大、容易被生物富集和生物放大、不易被微生物降解等特性[1]。
对水体中重金属的有效处理，是降低生物链中动植物体内重金属含量的的关键。
目前人们采取的治理废水重金属离子的传统方法主要有化学法、物理化学法和生物法[2]。
其中吸附法可在更广泛的pH值范围内去除重金属，而活性炭价格高，吸附性能低，选择低价高吸附性能的重金属吸附剂成为治理重金属废水的研究方向之一。
腐植酸（Humic Acid）结构中有较多的羰基、羧基、醇羟基、酚羟基和甲氧基等活性官能团，能与重金属发生强烈的吸附作用、络合作用、氧化还原作用，使废水中的重金属得以转化、迁移、降低其毒性[3]。
本实验我们研究了腐植酸对不同重金属离子的最佳吸附条件和吸附性能，同时比较了腐植酸对单、多种离子的吸附性能。
二、实验部分2.1 实验仪器与试剂实验仪器：pHS-3C 实验用pH计、ZR4-6混凝试验搅拌机测试仪、电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP-OES）、G2X-9070MBE 数星鼓风干燥箱、FA2004N 分析天平。
实验试剂：硝酸铜、硫酸镍、硫酸锌、重铬酸钾、硝酸铅、盐酸、和氢氧化钠,各试剂均为分析纯；腐植酸（工业纯）：广州俊爵化工有限公司提供。
2.2实验步骤在1000ml 烧杯中加入500ml去离子水，称适量金属盐溶于上述去离子水中，搅拌使其充分溶解，用2.0mol/L的盐酸溶液和氢氧化钠溶液调节pH，取20ml 溶液检测吸附前溶液中的金属离子浓度；称适量的腐植酸于上述溶液中，搅拌吸附2h，待溶液澄清后取上层清液20ml 溶液检测吸附后溶液中的金属离子浓度，计算腐植酸的吸附性能。
纳米腐殖酸对重金属铬的吸附热力学及动力学
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2015年第34卷第6期·1792·化工进展纳米腐殖酸对重金属铬的吸附热力学及动力学程亮，徐丽，雒廷亮，张保林，刘国际（郑州大学化工与能源学院，河南郑州 450001）摘要：采用静态吸附法系统研究了纳米腐殖酸对重金属铬的吸附，考察了吸附剂用量、吸附温度、振荡时间、溶液pH值等因素对纳米腐殖酸吸附含铬废水的影响；用N2吸附-脱附实验表征吸附剂的比表面积及孔径；绘制了静态吸附等温线及吸附动力学曲线。
实验结果表明：最优吸附条件为纳米腐殖酸加入量50g/L，吸附温度30℃，振荡时间20min，溶液pH=5.0，得到吸附率及吸附量分别为97.5%和157.52mg/g；其比表面积及平均孔径分别为150.6m2/g和6.5nm；纳米腐殖酸对铬离子的吸附符合Langmuir模型，为单分子层吸附，吸附过程是自发且放热过程；吸附过程动力学符合准一级动力学方程；连续循环使用4次后，对铬离子的吸附量无明显改变，表明吸附剂具有重复使用性。
关键词：纳米腐殖酸；铬离子；热力学；动力学；吸附；重复使用性中图分类号：O 636.1 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2015）06–1792–07DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2015.06.046Adsorption thermodynamics and kinetics of Cr(Ⅵ) of nanoscale humicacidCHENG Liang，XU Li，LUO Tingliang，ZHANG Baolin，LIU Guoji（School of Chemical Engineering and Energy，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，Henan，China）Abstract：The treatment of heavy metal chromium(Ⅵ) ions in wastewater was investigated by static adsorption method using the adsorbent of nanoscale humic acid. Experiments were systematically conducted to study the affecting factors，including amounts of nanoscale humic acid，adsorption temperature，oscillating time，and solution pH value. The specific surface area and pore diameter were characterized by the N2 adsorption-stripping，and the static equilibrium adsorption isotherm and adsorption kinetics curves were also obtained respectively. The results showed that adsorption rate and adsorption capacity using nanoscale humic acid could reach 97.5% and 157.52mg/g respectively，under the following conditions：50g/L of nanoscale humic acid，adsorption temperature at 30℃，oscillating time 20min and pH value at 5.0. The specific surface area and pore diameter was 150.6m2/g and 6.5nm respectively. The Langmuir model provided good correlations of the experimental data; the thermodynamics parameters of adsorption system indicated spontaneous，exothermic and entropy increasing process; and kinetic data was well fitted by the pseudo-first order model. After the adsorption material was continuously recycled four times，it still remained a good adsorption performance.Key words：nanoscale humic acid；chromium ion；thermodynamics；kinetics；adsorption；reusable ability收稿日期：2014-11-13；修改稿日期：2014-11-24。
腐植酸对防治土壤重金属污染的作用
腐植酸对防治土壤重金属污染的作用土壤是人类不可缺少的、不可再生的自然资源，是人类赖以生存的物质基础。
土壤具有支持植物生长的生产能力，同时还具有同化和代谢外界进入如土壤物质的能力，具有承载一定污染负荷的环境容量。
所以，土壤也常被用于保护环境的净化剂。
当污染物超过土壤的消纳容量，就会产生土壤污染，引发食品安全问题。
对重金属污染，国内外采取施用石灰、磷酸盐、锌氧化物、磷矿粉、有机肥、EDTA鳌合剂等土壤改良剂，使重金属以碳酸盐、磷酸盐等形态沉淀，或被鳌合剂络合吸附，使其活性降低，减少或避免重金属对农产品的污染，收到很好的效果。
另外，采用种植结构调整是减少重金属对食品污染的一条有效易行农业技术措施。
将重金属污染地块安排种植非食用的花卉、林业苗本、绿化草坪作物，以及抗重金属污染禾木科作物和品种。
试验研究表明，采用具有多种特有功能的腐植酸类肥料、腐植酸类土壤改良剂与上述防治重金属污染措施相结合，是廉价而有效的综合性防治方法。
1高分子碱性腐植酸盐具有络合固定重金属，降低重金属活性的作用腐植酸含有竣基、酚经基和醒基等活性功能团，具有亲水性、吸附性、离子交换性、络合性、氧化还原性和生物活性。
腐植酸施人土壤中可与水溶态、吸附态的生物有效性重金属离子发生吸附、离子交换、氧化还原、络合螯合等各种化学反应，使重金属离子被络合和鳌合固定或吸附固定，降低重金属离子生物有效性，减少植物吸收量。
大量试验资料证明，施用石灰、氧化锌、磷灰石等土壤改良剂提高土壤pH值，可使重金属以碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐形态沉淀，降低生物有效性。
石灰等改良剂与腐植酸及有机肥配合施用，因石灰可促进腐植酸对重金属的络合鳌合作用，提高了防治重金属污染的效果。
如许正一等对台湾北部受铜、锌污染的水稻土修复研究试验证明，当氧化钙与绿肥、磷灰石和腐植酸组合施用时，提高了铜、锌的固定效果，使其生物有效性浓度降低。
赖鸿裕等(2004)在应用石灰、氧化锌和堆肥对福污染土壤修复研究时，使土壤pH值由5.4提升为7.5，从试验结果看石灰与堆肥配施固定镉效果也优于石灰单施，镉在小麦籽粒中含量达到了台湾的卫生标准。
土壤腐殖质对重金属离子吸附-解吸作用的研究探讨
金属离子的迁移及其在沉积物中的富集成岩与腐殖质对 金属离子络合 、 吸附作用有很大关系 ， 当腐殖质与重金属 形成易溶性螯合物时 ， 便促进重金属的迁移 ， 反之重金属
金属吸附试验
翟莹雪等 同志 的实验证明 ，随着离子强
会沉积下来。所以 ， 关于腐殖质对重金属离子吸附作用的
研究 ， 能为土壤重金属污染防治和土壤环境保护提供科学
１１ 在 同一 温 度 下 、 ．． ２ 同一 ｐ 值 下 不 同离子 浓 度 的 重 Ｈ
力， 对它们在环境 中的迁移 、 转化 和生物有效性起着十分
重要的作用 。 由于腐殖酸中活性羧基 、 酚基的氢可质子化 ，
所 以能 与金 属离 子 进行 离子 交换 而将 它 吸附 。 境 中各 种 环
（ａｇ ｕｒ ｏ ｐｔ ｖ ｄｏ ｔｎ Ｌ ｎｍ ｉＣ ｍ ｅｔｅ ｓｒ ｉ ）模 型竞 争 吸 附研 究方 面 ｉ Ａ ｐ ｏ ｉ
吸作用和吸附机制 的研究则较少 ， 而且研究 主要集 中于溶
解性腐殖质 ， 对不溶性腐殖质的研究还较少。本文主要从
土壤腐殖质对重金属的吸附作用 、 吸作用和吸附机制三 解 方面进行综述 ， 并在此基础上进行总结分析 ， 希望为今后
文 献 标 志码 Ａ
状况和最新进展 ， 并对今后的研究方向进行分析 ， 以促进吸 附 一解吸作用研 究的继续深入开展 。 关键词
中图 分 类 号 Ｓ ３６ ２ １ ．＋ ２ ５
土壤腐殖质是土壤有机质 的主体 ， 是具有弱酸性的高
分子有机化合物。 土壤腐殖质又分为可溶性腐殖质和不溶 性腐殖质 ， 可溶性腐殖质包括胡敏 酸和富里酸 ， 不溶性腐 殖质为胡敏素 。 腐殖质在土壤 中可呈游离的腐殖酸和腐殖
４ ５６７ ８９ １ ， 强 酸性 条 件 下 ， 、 、 、、、 、０ 在 大量 的氢 离 子 与重 金
不溶性腐殖酸吸附Cr(Ⅵ)的研究
不溶性腐殖酸吸附Cr(Ⅵ)的研究
王亚军;朱琨;王进喜
【期刊名称】《工业用水与废水》
【年(卷),期】2007(38)5
【摘要】研究了不溶性腐殖酸对六价铬的吸附作用.进行了反应接触时间、pH值、IHA投加量、光照条件、温度等对反应的影响研究,确定了最佳反应条件,同时应用
未处理的腐殖酸进行对比研究,说明不溶性腐殖酸的作用效果.试验表明在反应接触
时间60 min、pH值为7左右、不溶性腐殖酸投加量为5 g/L和Cr(Ⅵ)的质量浓
度为5.36 mg/L的条件下,不溶性腐殖酸对铬离子去除可达95%,比未处理的腐殖
酸对铬离子去除提高近1倍.并绘制了不溶性腐殖酸对铬离子的反应动力学曲线和
吸附等温线.
【总页数】4页(P59-62)
【作者】王亚军;朱琨;王进喜
【作者单位】兰州理工大学,土木工程学院,兰州,730050;兰州交通大学,环境与市政工程学院,兰州,730070;甘肃联合大学,化工学院,兰州,730000
【正文语种】中文
【中图分类】X703.5
【相关文献】
1.不溶性腐殖酸对六价铬离子的吸附研究 [J], 王亚军;王进喜;王亚娥;王雪平
2.壳聚糖交联不溶性腐殖酸小球吸附Pb(Ⅱ)的动力学研究 [J], 魏云霞;马明广
3.不溶性腐殖酸对铀的吸附研究 [J], 魏振;杨晓东;王小玉;祁晓婷;王娟
4.不溶性腐殖酸对水中六价铬的吸附行为及影响因素研究 [J], 王亚军;朱琨;吕名云
5.不溶性腐殖酸对铀的吸附研究 [J], 魏振;杨晓东;王小玉;祁晓婷;王娟
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腐植酸树脂处理含重金属离子废水可行性探讨
控 制 在 0. 1m m左右。原料主要理化指标： 腐植酸 42. 5% ， 有机质 62. 0% ， 灰分 20. 2% ， 分解度 41. 0% 。腐植 酸树脂制备见文献 [9] ： H Cl 溶液质量浓度 2. 0m ol / L； 醋
基金 项目： 湖 南省自然 科学基 金资助 项目（ 0 6J J4005 ） 。 收稿 日期： 2008- 01- 28 作 者简 介： 马 淞江 （ 19 62 — ） ， 男， 1982 年 毕业 于 湖 南大 学 化工 系， 副教授 ， 现从事 化工和环 境的研 究和教 学工作 。
1 2 3 4
吸 附剂 腐植 酸树脂
Zn
81. 1
61. 7
2.2
溶液 p H 值对 Zn 2+、 Ni2+去除 率的影响 控 制 溶液 的 流速 为 4m L/ m i n， 在 20℃ 下 ， 将质 量 2 .4
5
浓度 均为 70m g/ L 的 Zn2+、 N i 2+ 溶液， 分别逆 流通 入上 述制 备好 的吸附 柱后 ， 考察 溶液的 不同 pH 值对 Zn2+、 N i
表1 腐植 酸树脂 对Ni 、 Zn 的饱和吸 附量 Ni
2+ 2+ 2+
的浓
2+
度， 结果见表 1。由 表 1 可知 ， 腐植酸 树脂对 Zn 、 N i
2+
溶液 流速 / m L m i n -1 mg/g
2+
去除 率 / % 99. 9 99. 1 98. 5 97. 7 90. 0
Zn 2+ 去除率 / % 99. 9 99. 0 98. 3 97. 3 89. 1
不溶性腐殖酸对铀的吸附研究_魏振
１ 实验部分
１．１ 仪器与试剂 恒温振荡器（ＴＳ１－ＳＨＺ－８８ 型，江苏太仓医疗器械厂），高速离心机（ＬＧ１０－２４Ａ 型，北 京医用离心机厂），紫外－可见分光 光 度 计（７５００ 型，上 海 分 析 仪 器 厂），马 福 炉（ＳＸ－４－１０型，上 海 洪 纪 仪 器 设 备 有 限 公 司 ），酸 度 计 （ｐＨＳ－８０２ 型 ，贵 阳 学 通 仪 器 仪 表 有 限 公 司 ）；腐 殖 酸 （ＨＡ）（兰 州 永 登 腐 殖 酸 有机化肥厂），ＵＯ２（９９．９％，核工 业 北 京 地 质 研 究 院），ＣａＣｌ２（ＡＲ），ＨＮＯ３（ＡＲ），ＮａＯＨ（ＡＲ），ＮａＮＯ３
魏 振１，杨 晓 东１，王 小 玉２，祁 晓 婷１，王 娟１，２
（１．湖北大学化学化工学院，湖北 武汉 ４３００６２；２．江西省科学院应用化学研究所，江西 南昌 ３３００２９）
摘要 通过改变震荡时间、不溶性 腐 殖 酸 的 投 加 量、ｐＨ 值、铀 酰 离 子 的 浓 度 等 因 素，研 究 不 溶 性 腐 殖 酸 （ｉｎｓｏｌｕｂｉｌｉｚｅｄ ｈｕｍｉｃ ａｃｉｄ简写ＩＨＡ）对铀酰离子（ＵＯ２２＋ ）的吸附 作 用．实 验 表 明，在 铀 酰 离 子 的 浓 度 在 ４．７９× １０－５ ｍｏｌ·Ｌ－１以上，ｐＨ≈７时，不溶性腐殖酸对六价铀有较好的吸附 能 力 ，吸 附 效 率 在 ９６％ 以 上．对 于 浓 度 为 １．６０×１０－４ ｍｏｌ·Ｌ－１ 的 铀 溶 液，不 溶 性 腐 殖 酸 的 用 量 在 ０．０１５ｇ 左 右 时，吸 附 可 达 饱 和．ＩＨＡ 的 投 加 量、ｐＨ 值、铀酰离子的浓度、震荡时间等对吸附具有明显的影响，研究 表 明，ＩＨＡ 对 铀 酰 离 子 的 吸 附 符 合 一 级 反 应 特 征，实验数据服从 Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ等温式． 关键词 吸附；不溶性腐殖酸ＩＨＡ；铀酰离子 ＵＯ２２＋ 中 图 分 类 号 Ｏ６１５．２ 文 献 标 志 码 Ａ
腐植酸对Cd在西部黄土上吸附特性影响的研究
Ａｄｓ ｐ ｉ ｏｒ ｔｏｎ Ｃｈａ ａ ｔ ｒｓ ｉ Ｏ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃｏｆＣｄ ｎ Ｌｏｅ ｓＳ ｉ ｆ ｃ ｅ ｍ ｉ ｉ ｓ ｏ ＩＡｆｅ ｔ ｄ ｂｙ Ｈｕ ｃＡｃ ｄ
Ｊ ＡＮＧ Ｙｕ ｆｎ Ｚ Ｉ — ｇ， ＨＡＮ Ｙｕ ｎ， ｅ Ｇ ａ ＭＡ Ｍｉｇ ｇ ａ ｇ， Ｕ Ｙｉ ｇ ｑ ｎ ， ｎ － ｕ ｎ ‘ Ｗ ｎ — ｉ ＣＨＥ ｉ Ｎ Ｈｕ
方程 ， ｃ 且 ｄ的吸附平衡时间缩 短。 随着加人腐植酸量的增加 ， 土壤样品对 ｃ ｄ的吸附量明显增加 ； ｐ 随 Ｈ值的增加 ， 加人腐植酸降低
了 土壤 对 Ｃ ｄ的吸 附增 加 量 。
关键词 ： 腐植酸 ；吸附特性 ；吸附标准 自由能 ；吸附动力学
中图 分 类 号 ： ５ 文 献标 识码 ： Ｘ３ Ａ 文 章 编 号 ：６２ ２４ （ ０ ）５ １７ — ４ １７ — ０ ３２ ６０ — ３ ９ ０ ０
无论是否加 入腐植酸 ， ｄ的吸附都能够较好地符合 Ｆｅｎ ｌ ｈ方程 。在 ２ ｃ ｒｕ ｄｉ ｃ ５℃时 ， 加入 １ ５ｍ ・ 的腐植 酸使土样对 ｃ ０ｍＬ５ ｇ Ｌ ｄ的饱 和吸附量由 ２ ． ｍ Ｉ ｇ 增加到 ３ ．９ｍ ｏ・ｇ ， ９２ ｍ ｏ． 一 ２ ｋ １ ｍ ｜ｋ～ 并且 ｃ ３ ｄ在供试 土样上 的吸附量随温度升高而 降低 ， 表明吸附为放热过程 。加 入与不加腐植酸相 比， 吸附标准 自由能改 变量分别为 Ａ ２ ０ ４ Ｊｍ ｌ Ｇ￣ ． ９７ｋ ・ ｏ一和 Ａ ， ０ ８ Ｊｍ ｌ。不加腐植酸时 ， 一 ９ Ｇ 一 ． ８５ｋ ・ ｏ～ ８ 描述 ｃ ｄ在 供试土样上的吸附动力学最优方程 为 Ｅｏｉ ｌ ｃ ｖ ｈ方程 ， 其优方程改变为双常数
蒋煜峰 １ ，张 媛２ ，马 明 广 １ 应 琴 ，陈 慧 ，吴
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首届全国农业环境科学学术研讨会论文集
2005 年 11 月
但后面的实验结果证明， 不溶性腐植酸吸附重金属离 子主要以物理吸附为主，高温相变后，比表面积会略 有增大，因此吸附位并不会减少。 2.3 温度对不溶性腐植酸吸附重金属离子的影响 Cd ， Cu 在水中与羟基的络合作 为了排除 Pb ，
由图3可见，不溶性腐植酸对重金属离子的吸附 是吸热反应过程，随着温度的升高，吸附量增加。， 不溶性腐植酸吸附率随温度升高增大的机理是重金 属离子扩散速度相应提高和离子活度增大， 从而使重 金属离子进入不溶性腐植酸的结构中。 2.4 重金属离子在不溶性腐植酸中的吸附等温模型 Cd 、 Cu 将上述三种温度下， 不同浓度的 Pb 、
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首届全国农业环境科学学术研讨会论文集
2005 年 11 月
不溶性腐植酸对重金属离子的吸附研究
马明广, 吴应琴, 张 媛, 陈 慧
(西北师范大学化学化工学院溶性腐殖酸对水溶液中铅、镉、铜重金属离子的吸附特征，考察了温度和酸度及时间对吸附特征
的影响。 结果表明， 不溶性腐殖酸对重金属离子具有强烈的吸附作用。 在 pH=3. 5 时,吸附的最佳模型分别为 Frendlich， Linear 和 Frendlich。在 pH=7 时,实验浓度范围内 Pb2+，Cd2+和 Cu2+在不溶性腐殖酸中的吸附率分别为 98.73%，97.86% 和 99.25%。 关键词：不溶性腐植酸； 重金属离子； 吸附
吸附量（ mg/g）
10 3 2 1 6 4 2 0 0 20
2+
用， 以更好的考察不溶性腐植酸对这三种离子的吸附 作用, 实验选用 pH=3.5， 在 0.1MNaNO3 溶液的离子强 度下，分别在 25℃，45℃，65℃三个温度条件下对 不溶性腐植酸吸附 Pb ，Cd ，Cu 进行了考察，结果 如图 2 所示。
［9］
2 实验结果和讨论
2.1 差热分析与高温相变 将可溶性腐植酸转变为不溶性腐植酸时， 首先对 它进行高温相变处理。差热分析仪升温速率 10℃
图 2-1 高温相变前 Figure 2
图 2-2 高温相变后
SEM micrographs of nature humic acid and modified humic acid
2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 2+
离子在不溶性腐植酸上的吸附等温线以 Linear,Frendlich 和 Langmuir 方程进行拟合， 并以线性 化的 r 值判断优劣，选择方程计算最大吸附量。三种 温度条件下 Pb 在不溶性腐植酸中的吸附用 Frendlich 和 Langmuir 拟合效果最佳; Cd 在不溶性腐植酸中的 吸附用 Linear 和 Frendlich 拟合效果最佳，这是由于 实验所取 Cd 的浓度范围较窄所至; 而 Cu 在不溶性 腐植酸中的吸附用 Frendlich 拟合效果最佳。利用 Frendlich 方程拟合的数据， 由 Clausius-Claperyon s 方 程计算吸附反应的焓变值△H。Pb ，Cd ，Cu 的△ H 分别为-75.3744J/mol，-117.9236 J/mol，-110.7656 J/mol，这个值远远低于化学反应一般所要求的 42000 J/mol 的限值。因此，不溶性腐植酸吸附重金属的反 应属于物理吸附。 2.5 吸附时间的影响 在不同的反应时间进行吸附时间对吸附量影响 的实验，吸附反应初期，随时间的延长，不溶性腐植 酸对重金属离子的吸附率快速升高， 此时重金属离子
Pb(NO3)2 ，Cu(NO3)2 ，NaNO3 于蒸馏水中配成浓度为 1.00g/L 的贮备液备用。NaOH，HNO3 ，Cd(NO3)2 ， Pb(NO3)2，Cu(NO3)2，NaNO3 以上试剂均为分析纯，实
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首届全国农业环境科学学术研讨会论文集
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验用水为一次蒸馏水。 1.2 实验方法 （1）不溶性腐植酸的制备 将可溶性的腐植酸置于马弗炉中, 于 330℃下加 热 1h 使其快速脱水，然后用 2mol/L 的 CaCl2 溶液浸 泡 2h。用 1mol/L 的硝酸钠溶液和一次蒸馏水反复洗 涤，所得固体于 80℃下干燥，密封保存 （2）吸附实验方法 称量 0.5g 腐植酸，置于 50mL 塑料离心管中。准 确移取不同体积待测重金属离子溶液于 25mL 容量瓶 中， 再加入 1 mol/L 硝酸钠溶液 2.5mL 作背景电解质溶 液，以调整溶液的离子强度。用水稀释至 25mL 刻度, 摇匀后转入装有腐植酸的塑料离心管中。悬浮液搅动 5min，静置后放入恒温振荡器以 150r/min 的转速恒温 （25±1℃）振荡 12h。离心分离。上清液通过 0.45μ m 的微孔滤膜，得到的清液以 WFX—310 原子吸收分 光光度计用标准曲线法测定其中的金属离子浓度，以 差减法计算金属离子在腐植酸上的吸附量。 设置不同温度（25±1）℃， （45±1）℃， （65 ±1）℃进行恒温振荡，以研究温度对腐植酸吸附重 金属离子能力的影响。 用尽量少的 NaOH 或 HNO3 调节 pH 分别为 2.00， 3.00，4.00，5.00，6.00，7.00，8.00，9.00，10.00。 在温度为（25±1）℃的条件下恒温振荡，每隔 4h 测 定 pH 值， 定期加入 NaOH 或 HNO3 以保证 pH 恒定。 考察 pH 对腐植酸吸附重金属离子能力的影响。
2＋ 2＋ 2+
的吸附主要发生在不溶性腐植酸的表面和孔内表面， 而在吸附后期，吸附受扩散控制，主要发生在深孔内 表面，故吸附速率减缓。吸附反应12h以后，吸附作 用基本达到平衡， 延长时间对吸附效果不明显。 因此， 实验中吸附时间均采用12h。 2.6 酸度对不溶性腐植酸吸附重金属离子的影响 将体系的 pH 分别调节为 2、3、4、5、6、7、8、 9、10 来考察酸度对不溶性腐植酸吸附重金属离子的 影响。腐植酸是一种聚电解质，其对重金属离子的吸 附必然受介质 pH 的影响。 在强酸性条件下,大量的氢 离子与重金属离子发生强烈的竞争吸附，因此，当 pH 很低时，不溶性腐植酸对重金属离子的吸附量很 小；随着 pH 的增加，吸附量增大。当 pH＞10 以后, 腐植酸发生一定程度的溶解。所以，对于绝大多数污 水存在的酸度条件不溶性腐植酸完全可以应用来作 为吸附剂。 2.7 不溶性腐植酸吸附重金属离子的能力 由于大部分含重金属离子的污水所存在的酸度 条件是近中性的， 为了考察在此条件下不溶性腐植酸 对它们的吸附作用，分别将含 Pb ，Cd ，Cu 的溶液 pH 调节为 7，按照实验方法，在 25℃下进行吸附测 Cd ， Cu 的初浓度分别为 300， 40， 150 mg/L， 定。 Pb ， 平衡后测得不溶性腐植酸对它们的吸附率分别为 98.73%，97.86%，99.25%。从吸附率可以看出不溶 性腐植酸对重金属离子的吸附效果极佳， 可作为一种
4.0
2+
2+
2+
2+
2+
2+
1.0 3 0.8 2 0.6 0.4 0.2 0.0 1
3 2 1
吸附量（ mg/g）
3.5
8
吸附量(mg/g)
3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5
40
60
80 100 120 140 160
0
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10
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30
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土壤无机污染物中以重金属比较突出，主要是 由于重金属不能被土壤微生物所分解，易于积累，转 化为毒性更大的甲基化合物， 甚至有的通过食物链以 有害浓度在人体内蓄积， 严重危害人体健康。 铅、 镉、 铜这三种金属毒性各异， 它们在环境水质标准和饮用 水质标准中不尽相同， 但有一共同点是这些金属在环 境中不会消失而只是迁移和形态或价态的变化,属持 久性污染物。 腐植酸是自然界植物残体经腐解后的产 物,为一种复杂的天然大分子有机质,分子内主要含有 羰基、羧基、醇羟基、酚羟基等多种活性官能团, 因 此它具有弱酸性、亲水性、吸附性和络合性, 能够与 许多有机、无机物发生相互作用。对重金属在腐植酸 表面上的吸附特征， 人们对其进行了广泛的研究 但是， 可溶性的腐植酸本身就是一种污染物
由图 1 可以看出，腐植酸在 330℃时开始发生分 子内脱水缩合反应。在低于 330℃，腐植酸主要发生 脱除自由水和沸石水的反应。高于 330℃，腐植酸已 经开始熔化。因此，330℃是作为处理不溶性腐植酸 的最适宜温度。 2.2 高温相变前后腐植酸的扫描电镜图（SEM） 对照高温相变前后腐植酸的扫描电镜图， 可观察 其微观形貌。高温相变以后腐植酸颗粒变小，孔隙度 略有增大，表面较疏松粗糙，纤维素较分散，为不溶 性腐植酸的吸附提供了有利的通道和孔隙。 曾有文献 报道 ， 腐植酸高温相变后， 将减少 25%的酸根基团，
。
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， 它
们是许多有害的化学物质的先兆物， 在氯的预氧化及 消毒过程中腐殖物能够导致形成一些具有致癌、 致畸
基金项目：甘肃省环保局基金项目（项目编号 GH2003-4） ；甘肃省自然 科学基金资助项目（项目编号：3ZS041-A25-027） 作者简介：马明广(1975—),男，汉族,西北师范大学化学化工学院在读硕士 研究生,主要从事土壤环境污染物方面的研究工作。
Pb 平衡浓 度（ μg/mL）
Cd2+平衡浓 度（ μg/mL）
Cu2+平衡浓 度（ μg/mL）
图（a） （1）25℃ Figure 3
图（b） （2）45℃
2+ 2+ 2+
图（c） （3）65℃
图3 不溶性腐植酸对Pb ，Cd ，Cu 的等温吸附 Adsorption isotherms of Pb2+ , Cd2+ and Cu2+ onto IHA in 0.1M NaNO3 solution at different temperature and pH3.5