吸附法去除饮用水中铅的研究-KQ-700DE使用

1 引言

目前，通过人们的切身体验以及各大媒体的宣 传，环境污染以及饮用水污染已逐渐被人们所熟知， 饮用水的质量问题成为现在急需解决的社会问题。 人们饮用含铅超标的水不仅会引起贫血、神经机能 失调和肾损伤等病症，还可能会造成脑组织损 伤、高血压等症，同时铅还会与其它重金属发生协同 作用而使毒性增大。根据有关报道: 与儿童健康有 关的危害因素总共有 13 种，铅是其中的一种。饮 用水中铅的来源有很多，目前较为主要的来源有工 业污染、农药与杀虫剂，另一主要来源为城镇自来水 输水管网腐蚀造成的铅释放。

2 实验部分

2．1 实验材料

利用 Pb( NO3 ) 2 配制 Pb2 + 的浓度为 0．2 mg /L 的水样。

2．2 实验试剂

主要试剂有: Pb( NO3 ) 2，分析纯( 配置成1 g /L 的储备液) ; 96 % NaOH 溶液，分析纯( 配置成 0． 4 mol /L 溶 液) ; 37% HCl 溶 液，分 析 纯( 配 置 成 0． 4 mol /L 溶液) ; 氯化钠，分析纯; 67 %硝酸，分析纯; AgNO3 溶液，分析纯; 颗粒状活性炭; 天然沸石( 粉 末) ; 凹凸棒土( 粉末) 。

2．3 实验仪器

P270 普通摇床( 中国科学院武汉科学仪器厂) ; Z－5000 塞曼原子吸收分光光度计( HITACHI 日本 日立公司) ; FUMAQYC200 恒温摇床( 上海福玛试 验设备有限公司) ; PHS－3C 型精密 pH 计( 上海雷 礠仪器厂) ; 101－2 型电热鼓风干燥箱( 江苏省东台 县电器厂) ; KQ－700DE 型数控超声仪( 昆山市舒美超声仪器有限公司) 。

2．4 实验方法

2．4．1 NaCl 改性沸石的制作

天然沸石采用 NaCl 进行改性，改性方法为: 称 取 50 g 的天然沸石放入 500 mL、0．8 mol /L 的 NaCl 溶液中，在 KQ－700DE 型数控超声仪下改性 40 min 后取出，用去离子水洗净表面残留的 NaCl 溶液，用 AgNO3 溶液检测直至无沉淀生成为止，在 105 ℃ 下 烘干，备用。

2．4．2 分析方法和吸附实验

用 1 g /L 的硝酸铅储备液配置浓度分别为 0．03、0．06、0．09、0．12、0．15、0．18、0．20 mg /L 的硝酸 铅标准系列，在 283．3 nm 的波长下，用火焰原子吸 收分光光度计测定吸光度，得标准曲线。 取 200 mL Pb2+ 浓度为 0．2 mg /L 的水样，加入 250 mL 锥形瓶内，再加入相应量的吸附剂，放入 20 ℃、180 r /min 的恒温摇床、反应相应时间，取出后 用 0． 45 μm 滤膜过滤后，在 283．3 nm 的吸收波长 下，利用火焰原子吸收法测定 Pb2+ 吸光度，从标准 曲线上得出 Pb2+ 的浓度。

3 实验结果与讨论

分别取 200 mL Pb2+ 浓度为 0．2 mg /L 的水样于 8 个 250 mL 锥形瓶内，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，按步骤 2．4．2 中所述方法进行分析，吸附效果如图 1 和图 2 所示。

由图 1 和图 2 可知，4 种吸附剂中改性沸石对 Pb2+ 去除率最高，吸附效果最好，因此确定改性沸石 作为最佳吸附剂。天然沸石经 NaCl 改性后，对铅的去除效率由 68．7%提高到 96%。原因是: 天然沸石 经 NaCl 改性后，钠离子取代了其中的金属正离子， 起到加大内扩散速度、减小沸石内孔位阻的作用，进 而提高沸石与 Pb2+ 之间的亲和力。可见，天然沸石 采用 NaCl 改性方法可行。，随着改性沸石用量的增加，水样中 Pb2+ 的去除率逐渐增大，最高达到 96．5%，继续增加 改性沸石的用量，去除率基本不变。综合考虑到改 性沸石吸附容量有限和去除率的变化，取改性沸石 的最佳用量为 2．0 g 。

4 结语

⑴通过静态吸附实验，表明天然沸石、NaCl 改 性沸石、活性炭和凹凸棒土对水样中铅均有一定的 吸附效果，其中 NaCl 改性沸石对 Pb2+ 吸附效果最 好。天然沸石经 NaCl 改性后，其对铅的去除效率由 68．7%提高到 96%，可见天然沸石采用 NaCl 改性方 法有效。
⑵NaCl 改性沸石对水样中 Pb2+ 有较好的吸附 作用，其最佳吸附时间为 180 min，改性沸石最佳投 加量为 2．0 g。
⑶水样 pH 值是影响吸附效果的一个重要因 素，pH 为 6．5 时改性沸石对 Pb2+ 去除效果最好。 ⑷水样中 Pb2+ 初始浓度对吸附效果有较大影 响，Pb2+ 浓度在 0．2 mg /L 时改性沸石对 Pb2+ 吸附效 率最高。
⑸处理 200 mL Pb2+ 浓度为 0．2 mg /L 的水样， 需 NaCl 改性沸石 2．0 g，吸附时间为 180 min，去除 率最高可达到 96%，剩余浓度为 0．008 mg /L，低于 《生活饮用水卫生标准》( GB 5749－2006) 的标准。