李曌天

江西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測院，南昌 330029

淺談活性炭產(chǎn)品的應(yīng)用研究

李曌天

江西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測院，南昌 330029

本文依據(jù)國標(biāo)GB 29215-2012《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品添加劑 植物活性炭(木質(zhì)活性炭)》，對(duì)活性炭吸附鉛（Pb）和砷（As）等重金屬作用進(jìn)行了分析應(yīng)用研究。

重金屬；活性炭，離子；吸附

1 前言

日常生活中，鉛（Pb）是對(duì)人體危害極大的一種重金屬，它對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、骨骼造血功能、消化系統(tǒng)、男性生殖系統(tǒng)等均有危害。特別是大腦處于神經(jīng)系統(tǒng)敏感期的兒童，對(duì)鉛有著特殊的敏感性。研究表明，兒童的智力低下發(fā)病率隨鉛污染程度的加大而升高。兒童體內(nèi)血鉛每上升10微克/100毫升，兒童智力則下降6—8分。為此，美國把普遍認(rèn)為對(duì)兒童產(chǎn)生中毒的血鉛含量下限由0.25微克/毫升，下降到0.1微克/毫升。世界衛(wèi)生組織對(duì)水中鉛的控制線已降到0.01微克/毫升。我國食品重金屬殘留量限量國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鉛含量最高（豆類）為0.8毫克/千克，鮮乳為0.05毫克/千克，生活飲用水國家標(biāo)準(zhǔn)限量為0.01毫克/升。而砷（As）在自然界分布也很廣，動(dòng)物肌體、植物中都可以含有微量的砷，海產(chǎn)品也含有微量的砷。由于含砷農(nóng)藥的廣泛使用，砷對(duì)環(huán)境的污染問題愈發(fā)嚴(yán)重，如以砷化合物作為飼料添加劑，過量添加至牲畜食用的飼料中，就易使牲畜體內(nèi)積砷，食用了這種牲畜的肉制品后，就容易造成中毒。砷侵入人體后，除由尿液、消化道、唾液、乳腺中排泄外，就蓄積于骨質(zhì)疏松部、肝、腎、脾、肌肉、頭發(fā)、指甲等部位。砷作用于神經(jīng)系統(tǒng)、刺激造血器官，長時(shí)期的少量侵入人體，對(duì)紅血球生成有刺激影響，長期接觸砷會(huì)引發(fā)細(xì)胞中毒和毛細(xì)管中毒，還有可能誘發(fā)惡性腫瘤。我國食品重金屬殘留限量國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定砷含量最高（糧食）為0.7毫克/千克，鮮乳為0.2毫克/千克，生活飲用水國家標(biāo)準(zhǔn)限量為0.01毫克/升。

2 活性炭吸附能力

活性炭是以優(yōu)質(zhì)木炭為原料的一種良好的吸附劑，具有巨大的比表面積和化學(xué)穩(wěn)定性。利用活性炭吸附技術(shù)去除自來水中重金屬離子的方法具有設(shè)備簡單、占地面積小和不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。活性炭吸附水溶液中的重金屬離子與其吸附廢水中的重金屬離子的原理相通，所以對(duì)活性炭吸附溶液中重金屬離子的研究有助于利用活性炭吸附技術(shù)處理自來水，并為活性炭吸附溶液中的重金屬離子方面的研究提供有益的參考。本文通過活性炭對(duì)重金屬離子鉛、砷的靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，活性炭對(duì)水溶液中砷的靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，活性炭的表面改性以及改性后的活性炭對(duì)水溶液中砷的吸附實(shí)驗(yàn)，研究了活性炭吸附重金屬離子的吸附效果和對(duì)水溶液中砷的吸附特性。

3 吸附試驗(yàn)

砷（As）的測定：移取20ml保留的濾液A，置于定砷儀中，作為試驗(yàn)溶液。按GB/T5009.76進(jìn)行測定。

鉛（Pb）測定：用含硝酸的水萃取試樣中的鉛離子，在原子吸收分光光度計(jì)上，以空氣-乙炔火焰，采用工作曲線法進(jìn)行測定。

試劑和材料：硝酸；鉛標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)溶液：0.10mg/mL；水：符合GB/T6682-2008中二級(jí)水的規(guī)定；儀器和設(shè)備：原子吸收分光光度計(jì)。

離子的測定方法：將試樣加入250ml的水中，加入1mL硝酸，置于電爐上加熱微沸10min，稍冷，振蕩過濾后，用水稀釋。在原子吸收光度計(jì)上，測量試驗(yàn)溶液的吸光度。根據(jù)測得的吸光度，從工作曲線查出試驗(yàn)溶液的離子的濃度。

4 結(jié)論

溫度對(duì)活性炭吸附鉛鎘離子的影響：活性炭對(duì)重金屬吸附作用為吸附和脫附兩過程。吸附是放熱過程，所以低溫效果好。脫附是吸熱過程，高溫效果好。本次試驗(yàn)結(jié)果如下表1.

表1

從上表可知，低溫時(shí)對(duì)吸附容量的影響不大，且吸附效果很好。溫度能影響分子的運(yùn)動(dòng)，活性炭一般是中孔徑，能夠很好吸附溶液中的金屬離子。當(dāng)溫度升高時(shí)，溶液中分子的運(yùn)動(dòng)會(huì)加快，導(dǎo)致吸附能力會(huì)被衰弱，吸附容量會(huì)有所減小，這是物理吸附能力的特性。

活性炭用量對(duì)其吸附鉛鎘能力的影響：用相同的溶液，隨著活性炭用量的增加，被吸附離子的相對(duì)濃度會(huì)降低，吸附效果肯定會(huì)增加，但是活性炭的相對(duì)吸附面積也會(huì)減少的趨勢(shì)。本文恒定其他條件，分別稱取了0.05g，0.1g，0.2g，0.3g，0.4g的活性炭進(jìn)行吸附試驗(yàn)。吸附效果如表2

表2

由上表可知：隨著活性炭用量增加，吸附溶液中的重金屬離子容量也在增加，但是當(dāng)吸附達(dá)到平衡后，活性炭的吸附能力會(huì)有所下降。經(jīng)過上述試驗(yàn)可知：活性炭吸附重金屬鉛（Pb）和砷（As）的最佳條件是：活性炭投加量為0.2g，吸附過程在室溫下。

吸附的原理為離子交換，化學(xué)反應(yīng)吸附或物理吸附等，只要金屬鉛砷充分接觸活性炭表面并進(jìn)入空隙內(nèi)部就能有效地吸附，但達(dá)到一定的時(shí)間后，吸附運(yùn)動(dòng)就是一種動(dòng)態(tài)的平衡。

的基本計(jì)量需求，更可以對(duì)國際標(biāo)準(zhǔn)形成補(bǔ)充，為實(shí)現(xiàn)全球天然氣計(jì)量體系統(tǒng)一貢獻(xiàn)一份力量。

總體來說，我國天然氣計(jì)量體系的發(fā)展是值得肯定的，但是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本任務(wù)下，還需對(duì)天然氣市場進(jìn)行深入調(diào)研，對(duì)天然氣計(jì)量體系進(jìn)行調(diào)整和修改，使其能夠和國際標(biāo)準(zhǔn)縮小差距。對(duì)于那些已經(jīng)處于國際先進(jìn)水平的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，仍需按照工作實(shí)際和未來發(fā)展的需求，對(duì)其進(jìn)行升級(jí)創(chuàng)新，確保其能夠一直處于國際先進(jìn)水平，促進(jìn)我國天然氣計(jì)量體系整體水平不斷提升。

4 結(jié)束語

天然氣計(jì)量體系對(duì)于天然氣工業(yè)發(fā)展具有積極的推動(dòng)作用，因此，需要對(duì)我國天然氣計(jì)量體系的現(xiàn)狀形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，理解其與國際先進(jìn)水平存在的差距。如此，才能從薄弱環(huán)節(jié)入手，加強(qiáng)我國天然氣計(jì)量體系建設(shè)，推動(dòng)其不斷發(fā)展。

[1]高軍.中國天然氣計(jì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系介紹[J].中國計(jì)量，2014,01

[2]黃黎明.中國天然氣質(zhì)量與計(jì)量技術(shù)建設(shè)現(xiàn)狀與展望[J].天然氣工業(yè)，2013,12

[3]黃維和.天然氣能量計(jì)量體系在中國的建設(shè)和發(fā)展[J].石油與天然氣化工，2010,12