吸附法去除飲用水中鉛的研究-KQ-700DE使用

1 引言

目前，通過人們的切身體驗以及各大媒體的宣 傳，環境污染以及飲用水污染已逐漸被人們所熟知， 飲用水的質量問題成為現在急需解決的社會問題。 人們飲用含鉛超標的水不僅會引起貧血、神經機能 失調和腎損傷等病癥，還可能會造成腦組織損 傷、高血壓等癥，同時鉛還會與其它重金屬發生協同 作用而使毒性增大。根據有關報道: 與兒童健康有 關的危害因素總共有 13 種，鉛是其中的一種。飲 用水中鉛的來源有很多，目前較為主要的來源有工 業污染、農藥與殺蟲劑，另一主要來源為城鎮自來水 輸水管網腐蝕造成的鉛釋放。

2 實驗部分

2．1 實驗材料

利用 Pb( NO3 ) 2 配制 Pb2 + 的濃度為 0．2 mg /L 的水樣。

2．2 實驗試劑

主要試劑有: Pb( NO3 ) 2，分析純( 配置成1 g /L 的儲備液) ; 96 % NaOH 溶液，分析純( 配置成 0． 4 mol /L 溶 液) ; 37% HCl 溶 液，分 析 純( 配 置 成 0． 4 mol /L 溶液) ; 氯化鈉，分析純; 67 %硝酸，分析純; AgNO3 溶液，分析純; 顆粒狀活性炭; 天然沸石( 粉 末) ; 凹凸棒土( 粉末) 。

2．3 實驗儀器

P270 普通搖床( 中國科學院武漢科學儀器廠) ; Z－5000 塞曼原子吸收分光光度計( HITACHI 日本 日立公司) ; FUMAQYC200 恒溫搖床( 上海福瑪試 驗設備有限公司) ; PHS－3C 型精密 pH 計( 上海雷 礠儀器廠) ; 101－2 型電熱鼓風干燥箱( 江蘇省東臺 縣電器廠) ; KQ－700DE 型數控超聲儀( 昆山市舒美超聲儀器有限公司) 。

2．4 實驗方法

2．4．1 NaCl 改性沸石的制作

天然沸石采用 NaCl 進行改性，改性方法為: 稱 取 50 g 的天然沸石放入 500 mL、0．8 mol /L 的 NaCl 溶液中，在 KQ－700DE 型數控超聲儀下改性 40 min 后取出，用去離子水洗凈表面殘留的 NaCl 溶液，用 AgNO3 溶液檢測直至無沉淀生成為止，在 105 ℃ 下 烘干，備用。

2．4．2 分析方法和吸附實驗

用 1 g /L 的硝酸鉛儲備液配置濃度分別為 0．03、0．06、0．09、0．12、0．15、0．18、0．20 mg /L 的硝酸 鉛標準系列，在 283．3 nm 的波長下，用火焰原子吸 收分光光度計測定吸光度，得標準曲線。 取 200 mL Pb2+ 濃度為 0．2 mg /L 的水樣，加入 250 mL 錐形瓶內，再加入相應量的吸附劑，放入 20 ℃、180 r /min 的恒溫搖床、反應相應時間，取出后 用 0． 45 μm 濾膜過濾后，在 283．3 nm 的吸收波長 下，利用火焰原子吸收法測定 Pb2+ 吸光度，從標準 曲線上得出 Pb2+ 的濃度。

3 實驗結果與討論

分別取 200 mL Pb2+ 濃度為 0．2 mg /L 的水樣于 8 個 250 mL 錐形瓶內，依次加入 1 g 和 2 g 的天然 沸石、改性沸石、活性炭和凹凸棒土，按步驟 2．4．2 中所述方法進行分析，吸附效果如圖 1 和圖 2 所示。

由圖 1 和圖 2 可知，4 種吸附劑中改性沸石對 Pb2+ 去除率最高，吸附效果最好，因此確定改性沸石 作為最佳吸附劑。天然沸石經 NaCl 改性后，對鉛的去除效率由 68．7%提高到 96%。原因是: 天然沸石 經 NaCl 改性后，鈉離子取代了其中的金屬正離子， 起到加大內擴散速度、減小沸石內孔位阻的作用，進 而提高沸石與 Pb2+ 之間的親和力。可見，天然沸石 采用 NaCl 改性方法可行。，隨著改性沸石用量的增加，水樣中 Pb2+ 的去除率逐漸增大，最高達到 96．5%，繼續增加 改性沸石的用量，去除率基本不變。綜合考慮到改 性沸石吸附容量有限和去除率的變化，取改性沸石 的最佳用量為 2．0 g 。

4 結語

⑴通過靜態吸附實驗，表明天然沸石、NaCl 改 性沸石、活性炭和凹凸棒土對水樣中鉛均有一定的 吸附效果，其中 NaCl 改性沸石對 Pb2+ 吸附效果最 好。天然沸石經 NaCl 改性后，其對鉛的去除效率由 68．7%提高到 96%，可見天然沸石采用 NaCl 改性方 法有效。
⑵NaCl 改性沸石對水樣中 Pb2+ 有較好的吸附 作用，其最佳吸附時間為 180 min，改性沸石最佳投 加量為 2．0 g。
⑶水樣 pH 值是影響吸附效果的一個重要因 素，pH 為 6．5 時改性沸石對 Pb2+ 去除效果最好。 ⑷水樣中 Pb2+ 初始濃度對吸附效果有較大影 響，Pb2+ 濃度在 0．2 mg /L 時改性沸石對 Pb2+ 吸附效 率最高。
⑸處理 200 mL Pb2+ 濃度為 0．2 mg /L 的水樣， 需 NaCl 改性沸石 2．0 g，吸附時間為 180 min，去除 率最高可達到 96%，剩余濃度為 0．008 mg /L，低于 《生活飲用水衛生標準》( GB 5749－2006) 的標準。