摘要:由于農(nóng)藥的大量使用,氯苯類化合物會隨雨水造成面源污染。顆?;钚蕴浚℅AC)能實現(xiàn)對1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)的高去除率,本文主要研究電解液對GAC吸附1,2,4-TCB的吸附效果的影響。為實際應(yīng)用提供理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞:1,2,4-三氯苯 顆?;钚蕴?吸附
氯苯類化合物(CBs)屬于鹵代芳烴,其中1,2,4-TCB屬于重點危害化學(xué)品,屬于可吸附有機鹵化物,能隨食物鏈富集在人體內(nèi)產(chǎn)生危害。進(jìn)入人體內(nèi)可以蓄積,抑制神經(jīng)中樞,嚴(yán)重中毒會損害內(nèi)臟,CBs中1,2,4-TCB對肝臟的毒性是最大的。因此,徹底清除1,2,4-TCB的污染,對于保證人類健康生活,促進(jìn)水土資源的持續(xù)利用和實現(xiàn)全球經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有非凡的現(xiàn)實意義。
用吸附法研究1,2,4-TCB操作簡單、成本相對較低。吸附法中常用的吸附劑有顆?;钚蕴?、活性炭、多壁碳納米管、超高微孔聚苯乙烯、粉煤灰、粘土、CTMAB -膨潤土等。其中顆?;钚蕴浚℅AC)可再生,作為吸附材料越來越受到重視,已被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。本研究在GAC快速去除廢水中典型有機污染物——1,2,4-TCB的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究電解液的加入對吸附效果的影響。為GAC吸附廢水中1,2,4-TCB的實際應(yīng)用提供理論依據(jù)。
一、材料與方法
(一)試驗材料
試驗試劑:1,2,4-TCB水溶液、電解液(含0.1 mol/L NaCl、0.1 mol/L CaCl2、0.1 mol/L NaN3的水溶液);
主要儀器:雙光束紫外可見分光光度計(Tu-1901)、氣相色譜儀(Agilent 6890 N)、臺式高速離心機(TG16-WS)、真空抽濾機(SHZ-III)。
(二)試驗方法
準(zhǔn)確稱取0.4 g GAC,置于150 ml干燥具塞三角瓶中,加入pH = 7的50 ml,20mg/L的水溶液或電解液,放入20 ℃、115 rpm恒溫振蕩培養(yǎng)箱振蕩1.0 h,取樣分析。由紫外可見分光光度計對1,2,4-TCB溶液掃譜,用氣相色譜法對1,2,4-TCB進(jìn)行定量測量進(jìn)行分析。
二、電解液的加入對GAC吸附效果的影響
GAC去除1,2,4-TCB的去除效率比一些研究的去除率高、時間短的優(yōu)點。如:張偉等采用復(fù)合光催化劑對初始濃度為7.5 mg/L的1,2,4-TCB進(jìn)行降解,在1.0 h時的降解率為70%;納米TiO2對1,2,4-TCB的降解為51%;紫外光對1,2,4-TCB降解率在1.0 h為30%;林壯立利用羊角月牙藻對l mg/L的1,2,4-TCB的降解率在7d時達(dá)52.8%。原因是:在吸附的初始階段,與微孔結(jié)構(gòu)相關(guān)的微孔吸附機制起主導(dǎo)作用。微孔結(jié)構(gòu)內(nèi)表面吸附位點因其受到孔壁和微孔毛細(xì)管的多重影響,成為高能位點,對于1,2,4-TCB具有優(yōu)先選擇性和強親和力,所以在吸附初期具有充足的吸附位點的情況下,吸附質(zhì)優(yōu)先被高能位點所吸附,而進(jìn)入到微孔結(jié)構(gòu)當(dāng)中去,因此,使微孔填充機制成為了吸附初期影響吸附過程的主導(dǎo)機制。微孔活性位點比較多,所以,吸附初期的吸附速率就快。
GAC分別吸附1,2,4-TCB水溶液和1,2,4-TCB電解液,兩種情況同時達(dá)到吸附平衡時的吸附效果列于表1。由表1可知,GAC吸附用電解液稀釋的1,2,4-TCB溶液的吸附效果小于用水稀釋的1,2,4-TCB溶液的吸附效果。分析原因是反應(yīng)液中存在電解液,當(dāng)吸附達(dá)到平衡時,由于電解液的存在使得吸附效果大幅度下降,平衡時間變長。原因是:電解液中存在大量的Na+、Cl-、Ca+2等離子,GAC有一部分孔隙會吸附這些粒子,從而導(dǎo)致對1,2,4-TCB的吸附效果下降。
三、結(jié)語
電解液的加入影響GAC的吸附能力,有電解質(zhì)溶液時GAC的吸附效果變差。
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(基金項目:寧夏回族自治區(qū)級大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目:海綿城市初步研究—城市雨水收集系統(tǒng)模型制作與研究,編號:NXCX2016357;作者簡介:孫艷華,碩士,中國礦業(yè)大學(xué)銀川學(xué)院,研究方向:水處理與資源化,雨水利用。)