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毕 业 论 文 目 录摘要1关键词1前言11 实验部分21.1 试剂21.2 仪器21.3实验内容21.3.1 沉积物的采集与前处理21.3.2 Cd2+标准溶液的配制21.3.3标准曲线的制作21.3.4 25最佳震荡时间21.3.5最佳Cd2+浓度31.3.6最佳pH31.3.7 30最佳震荡时间32 结果与讨论32.1 最佳震荡时间32.2 最佳Cd2+浓度42.3 最佳pH42.4 30时最佳震荡时间43 结论5参考文献：5Abstract.6Keywords6 全文共 6 页 5370 字黄河临河段表层沉积物对镉离子的吸附研究化学与环境科学学院 材料化学2007级 刘勇 20071117006指导教师 王晓丽 教授摘要 本文以内蒙古临河区段黄河水沉积物作为样品，采用原子吸收分光光度法对其对Cd2+吸附特征进行了研究，并探讨了时间、pH、浓度、温度对吸附的影响，实验结果结果表明：在震荡时间为2h、pH为10、浓度为8mg/L时沉积物对Cd2+的吸附能力最强，而温度变化后吸附趋势不变。关键词 黄河水沉积物 镉离子 吸附 前言：造成水污染的途径有很多种, 从广义上讲水污染的种类可分为两大类, 即自然污染和人为污染。自然污染一般是指由于水资源分布的环境中某些物质的含量较高并且极易进入水体, 从而造成水体无法满足人类的某种需要, 通常情况下这种污染与人类活动的影响没有关系或者关系较小。而人为污染系指由于人类在生产生活过程中产生的大量污染物进入水体后造成水质状况恶化, 水体的使用功能下降或失去使用功能, 这种污染比较普遍。水是重要的环境要素之一, 也是人体的重要组织成分。成年人体内含水量约占体重的65 % ,每人每日生理需水量约2 - 3L 。人体的一切生理活动, 如体温调节、营养输送、废物排泄等都需要水来完成。水污染对人体健康的影响主要有以下几个方面：引起急性和慢性中毒；致癌作用：发生以水为媒介的传染病；间接影响：水体污染后, 常可引起水的感官性状恶化。如某些污染物在一般浓度下, 对人的健康虽无直接危害, 但可使水发生异臭、异味、异色, 呈现泡沫和油膜等, 妨碍水体的正常利用。铜、锌、镍等物质在一定浓度下能抑制微生物的生长和繁殖, 从而影响水中有机物的分解和氧化, 使水体天然自净能力受到抑制, 影响水体的卫生状况1。镉是人体非必需元素,在自然界中常以化合物状态存在,一般含量很低,在正常环境状态下不会影响人体健康。镉被人体吸收后,在体内形成镉蛋白。选择性地蓄积于肾、肝,其中肾脏可吸收进入体内近1/ 3 的镉,是镉中毒的“靶器官”。其它脏器如脾、胰、甲状腺和毛发等也有一定量的蓄积,镉在体内可与含羟基、氨基、硫基的蛋白质分子结合,使许多酶系统受到抑制,影响肝、肾器官中的酶系统的正常功能2。水环境中的表层沉积物是指江、河、湖、库、海等水体底部的表层沉积物质。表层沉积物是以矿物颗粒，特别是粘土矿物为核心骨架，有机物和金属水合氧化物结合在矿物微粒表面上，成为各微粒间的粘附架桥物质，把若干微粒组合成絮状聚集体，经絮凝成为较粗颗粒就沉积到水体底部。因此水体中表层沉积物的组成并不是固定的，它随着水质和水体组成物质及水动力条件而变化。沉积物是水体的一个重要组成部分，也是水体中重金属污染物的源和最终归宿。水体中的重金属污染物可以通过许多物理、化学、生物作用，由液相转入固相，也就是从水体中转移到沉积物中；同时沉积物中的重金属污染物在一定环境条件下（如盐度升高、氧化还原条件改变、pH值下降、天然或合成络合剂使用量增加等）也会通过物理、化学和生物过程释放到水体中，对水体造成二次污染。鉴于表层沉积物对重金属离子的吸附和解吸特性，及镉离子对水体的污染、对人体的危害，研究黄河水沉积物对镉离子的吸附及解吸在解决水体污染及环境保护方面意义重大，本文对内蒙古临河区段黄河水沉积物在不同温度、不同震荡时间、不同pH及不同离子浓度条件下对镉离子的吸附做了研究，以探求最佳温度、最佳震荡时间、最佳pH和最佳离子浓度4。1 实验部分1.1 试剂Cd(NO3)24H2O 分析纯（北京化工厂）、NaOH 分析纯（天津市风船化学试剂科技有限公司）、0.016 mol/L HNO3、缓冲溶液pH=6.86，pH=4、蒸馏水。 1.2 仪器FA2004B电子天平（山海精密仪器科技有限公司）、pHS-3C精密pH计、SHA-B恒温振荡器（长周国华电器有限公司）、WFX-1D型原子吸收分光光度计、JP-120V、TDL-40B台式离心机（上海安亨科技仪器有限公司）、Z-0.052无噪音空气压缩机（北京市崇文区电器综合修配工厂）、离心管、比色管、吸量管5mL，10mL、容量瓶250mL，50mL、 烧杯、E-201CPH复合电极、 洗耳球、 玻璃棒、滤纸、滤膜、称量纸、药匙。1.3实验内容1.3.1 沉积物的采集与前处理按照水和废水监测分析方法中的采样方法采集沉积物样品，以黄河内蒙古临河采样点采集的沉积物（生物膜）为研究对象。样品采集后于阴凉通风处风干，研磨，过60目筛待用。1.3.2 Cd2+标准溶液的配制10000 mg/L Cd2+储备液的制备：用电子天平准确称6.8604 g Cd(NO3)24H2O，放入烧杯中，用0.016 mol/L HNO3溶解，搅拌，加热至完全溶解，在室温下冷却，转入250 mL容量瓶中，定容，配成10000 mg/L Cd2+储备液。100 mg/L Cd2+储备液的制备：从上述储备液中用5mL吸量管吸取2.5 mL溶液，转入250 mL容量瓶中，定容，配成100 mg/L Cd2+储备液，静置，待用。1.3.3标准曲线的制作从100 mg/L Cd2+储备液中用5mL吸量管依次吸取0.5 mL、1 mL、1.2 mL、1.5 mL、2 mL溶液分别加入50 mL容量瓶中，定容，配成浓度分别为1 mg/L、2 mg/L、2.4 mg/L、3 mg/L、4 mg/L的溶液。1.3.4最佳震荡时间用电子天平分别准确称取1.3.1中处理的沉积物0.1000 g于十二支离心管中标号待用；分别取2 mL 100 mg/L Cd2+储备液于12支25 mL比色管中，并用蒸馏水稀释至刻度线待用；将比色管中配置好的溶液加入装有0.1000 g沉积物的离心管中，立刻放入恒温振荡器中进行震荡，震荡温度25，震荡时间分别为0.5 h、1 h、1.5 h、2 h、2.5 h、3 h;震荡完成后将十二支离心管对称加入高速离心机中进行离心（转速：6000）时间约为5 min，离心后用无油活塞式真空泵进行抽滤，抽滤后将滤液转入比色管中待用，最后用原子吸收分光光度计进行Cd2+的浓度测量。1.3.5最佳Cd2+浓度用电子天平分别准确称取1.3.1中处理的沉积物0.1000g于18支离心管中标号待用；分别取1mL、1.5mL、2mL、2.5mL、3.5mL、5mL、7mL、10mL各两份溶液标准溶液于18支25mL比色管中，并用蒸馏水稀释至刻度线待用；将比色管中配置好的溶液加入装有0.1000 g沉积物的离心管中，立刻放入恒温振荡器中进行震荡，震荡温度25，震荡时间2h；震荡完成后将十二支离心管对称加入高速离心机中进行离心（转速：6000）时间约为5min，离心后用无油活塞式真空泵进行抽滤，抽滤后将滤液转入比色管中待用，最后用原子吸收分光光度计进行Cd2+的浓度测量。1.3.6最佳pH用电子天平分别准确称取1.3.1中处理的沉积物0.1000 g于十二支离心管中标号待用；分别取2mL 100mg/L Cd2+储备液于12支25 mL比色管中，并用蒸馏水稀释至刻度线待用；用标准缓冲溶液(pH=2和pH=8)并借助PHS-3C精密pH计将溶液的酸度分别调至pH=2、4、6、8、10、12待用，将比色管中配置好的不同pH的溶液按标号加入装有0.1000 g沉积物的离心管中，立刻放入恒温振荡器中进行震荡，震荡温度25，震荡时间2h；震荡完成后将十二支离心管对称加入高速离心机中进行离心（转速：6000）时间约为5min，离心后用无油活塞式真空泵进行抽滤，抽滤后将滤液转入比色管中并将pH=2、4的滤液稀释5倍待用，最后用原子吸收分光光度计进行Cd2+的浓度测量。1.3.7 30最佳震荡时间用电子天平分别准确称取1.3.1中处理的沉积物0.1000 g于十支离心管中标号待用；分别取2 mL 100mg/L Cd2+储备液标准溶液于12支25mL比色管中，并用蒸馏水稀释至刻度线待用；将比色管中配置好的溶液加入装有0.1000g沉积物的离心管中，立刻放入恒温振荡器中进行震荡，震荡温度25，震荡时间分别为20min、40min、60min、80min、100min震荡完成后将十二支离心管对称加入高速离心机中进行离心（转速：6000）时间约为5min，离心后用无油活塞式真空泵进行抽滤，抽滤后将滤液转入比色管中待用，最后用原子吸收分光光度计进行Cd2+的浓度测量。2 结果与讨论2.1 最佳震荡时间以吸附率为纵坐标，以时间为横坐标绘制曲线，（如图1）。震荡时间在0-2h之间时，吸附率随震荡时间呈上升趋势，及随震荡时间的增加吸附率增大，在2h左右达到最大吸附率，此时，沉积物对Cd2+的吸附能力最佳，震荡时间到达2h后，吸附率随震荡时间上升而下降，即2h为最佳震荡时间。图1 时间对Cd2+吸附的影响曲线2.2 最佳Cd2+浓度图2 浓度对Cd2+吸附的影响曲线本实验中吸附率 = （C0-C实）*100/C0，其中C0为Cd2+初始浓度，C实为实验中测定得到的Cd2+浓度。以吸附率为纵坐标，以Cd2+浓度为横坐标绘制曲线（如图2）在8mg/L 之前，随Cd2+浓度的增加，吸附率呈上升趋势，即沉积物的吸附能力随浓度的上升逐渐加强，在8mg/L处达到峰值，即8mg/L为最佳Cd2+浓度，此后，随Cd2+浓度的增加，吸附率随浓度上升而下降即吸附能力减弱。2.3 最佳pH 图3 pH对Cd2+吸附的影响曲线以吸附率为纵坐标，以pH为横坐标绘制曲线，（如图3）由该实验结果可知，随pH的升高，吸附率呈上升趋势；随pH的升高，沉积物对Cd2+的吸附能力增加，即碱性有利于沉积物吸附Cd2+，到达pH=10以上时，Cd2+接近完全吸附，而在酸性条件下，沉积物对Cd2+的吸附能力明显降低，pH=2时吸附率降至28%左右。2.4 30时最佳震荡时间图4 温度对Cd2+吸附的影响曲线 以吸附率为纵坐标，以时间为横坐标，绘制30时的曲线(如图4)。并与25的结果进行对照，在此对照试验中随震荡时间的增加，吸附率的变化趋势与2.1中相同，随震荡时间的增长，吸附率增高，在120min时达到最大值，与图1对比可得出结论：在不同温度下做震荡时间实验，得到的曲线趋势相同，并且，温度升高吸附率及吸附能力均下降。3 结论通过一系列的控制变量实验可得到有关黄河水沉积物吸附Cd2+的特征数据，即临河区段黄河水沉积物吸附Cd2+的最佳震荡时间为2小时。临河区段黄河水沉积物吸附Cd2+的最佳Cd2+浓度为8mg/L。临河区段黄河水沉积物吸附对Cd2+的吸附能力随pH的升高而增加。30时临河区段黄河水沉积物吸附Cd2+的对震荡时间的趋势与25趋势相同，且吸附能力随温度上升而减弱。本论文是在王晓丽教授的精心指导下完成的，在此表示忠心的感谢！参考文献：1杨延军,刘建.浅谈水污染对人体健康的影响与危害J.吉林水利,2003,11,37-38.2付晓萍.重金属污染物对人体健康的影响J.辽宁城乡环境科技,2004,24(6):8.3傅华新,林鸿权.无机镉化合物的开发与应用J.湖南化工,1995,25(2):6-10.4王晓丽.重金属在沉积物中的吸附与稳定固定化研究D. 吉林:吉林大学,2008.5薛红喜,何江,樊庆云等.黄河包头段常见离子对重金属在沉积物上吸附影响机制研究J. 地理科学,2008,28(3),407-411.The Research of Cadmium Ions on Yellow River sedimentsChemistry and Environment Science College of Inner Mongolia Normal University Material Chemistry Grade 2007 Liu Yong 20071117006Advisor Wang Xiaoli ProfessorAbstract：The sample of our experiment is the sediment from the Yellow river. We discuss its adsorption on Cd2+ though Atomic absorption spectrophotometry. Also we discuss the effect of time, pH, density