牛粪蚓粪及其生物炭对Zn的吸附特性的差异研究(2)
2.3.3动力学模型•10
2.4不同pH下，牛粪、蚓粪及其生物炭对Zn2+的吸附•12
2.4.1不同pH下，蚓粪及其生物炭对Zn2+的吸附•12
2.4.2不同pH下，蚓粪及其生物炭对Zn2+的吸附12
3.结论•13
4.参考文献•13
5.致谢•15
引言
在工业废水排放过程中，有很多重金属元素沉积在水中，如Cu2 +、Zn2 +、Pb2 +等。水利部调查发现，全国60%地下水受到不同程度污染(郭文娟,2013）。据统计（Cang L,et.al.2004），在过去50年里，全球排放到环境中的铜和锌分别达到939000和135000t，其中相当一部分进入水体和土壤并转移到食物中，长期的积累，对人体和环境造成极大的危害，因此引起人们的广泛关注。Zn的主要来源是煤和其他化石燃料的燃烧以及有色金属的冶炼等。当动植物缺Zn时，会影响动植物的正常代谢，但它过量时，又会对生物产生毒害效应甚至会引起Zn中毒和致癌。当Zn处理超过200mg/kg时，可使水稻叶片绿色变淡，物侯期延迟，产量下降；当Zn为200mg/kg时，有效分蘖减少8%左右，糙米产量下降13%；当Zn为300--2000mg/kg时，水稻减产18%-25%当Zn为3000mg/kg时，大部分水稻植株死亡(赵俊杰,2011）。关于水体Zn污染的大量报道主要集中在其对鱼的毒害效应方面。为了减少污染，如何有效的去除水中的重金属己经成为当前十分迫切的任务（裴继春,2006)。
重金属不能被生物降解，在不同的物质上的吸附决定了其有效性（Jin Hongmei,et.al.2015）。去除重金属的方法有很多种，如离子交换法、化学沉淀法等，吸附法是子最经济有效(Liu Youcai,et.al.2005)。吸附是污染物在生态系统中的最常见的反应过程，主要发生在固体物质与液体，固体物质与气体的这2种介质中。解吸是吸附的反过程，它将直接影响重金属在生态环境中的形态转化，制约这些元素在环境中的变化。研究重金属的吸附是对环境的影响，而研究解吸是为了更进一步的了解重金属的吸附机理和控制措施。通过吸附机制的实验，为了了解牛粪、蚓粪及其生物炭对Zn2+吸附特性，更能体现出重金属对吸附特性的差异研究。
虽然畜禽粪便堆肥能有效处置畜禽粪便，但堆肥需要占用大量土地，劳动量大，同时，堆肥过程中可能产生渗滤液和恶臭气体等污染物，因此如何实现畜禽废弃物的资源化利用依然是我国面临的一大难题。据统计(朱宁,2013)，2011年我国畜禽粪便的产量为21.21亿吨2，其中，牛粪便产量较大，奶牛排泄物直接堆放，不仅造成浪费土地资源，也会对土壤造成污染，2014年，全国首次土壤污染状况调查发现，16.1%土壤样本超出标准，其中以无机污染物（重金属）为主占82.4%。它是较常见的有机废物，同时也是十分有效的农业肥料(朱维琴等.2009)。蚯蚓作为大型土壤动物，是土壤中的主要动物类群，其生物量占据土壤动物生物总量的60%以上（唐浩，2013）。它具有很强的有机物分解能力，长期被用于处理有机废弃物，具有使用工艺简便、不产生二次废物等特点，但是有研究发现蚯蚓的密度和数量与污染源的距离成比例，离制造厂越近，污染越严重，蚯蚓的数量及种类越少，并且对重金属的忍耐和富集能力是有选择（唐浩，2013）。
生物炭是较实际的吸附剂，它是动物粪便(胡海平等.2013)、秸秆炭(徐楠楠等.2014)、竹炭(郑慧等.2015)、稻壳灰(张蕊等.2011).等生物质制成的炭，在完全或部分缺氧和相对低温（<700℃）的条件下，热解炭化产生的一种含碳量丰富、性质稳定的物质，在环境中起重要的作用(王欣等.2015 王瑞峰等.2015)。生物炭的吸附过程包括表面吸附和分配作用两个不同的过程(王茜等.2015)，由于热解温度(王惶平等.2015)不同，生物炭表面理化性质和结构有很大的差异。它是一种多孔状材料，呈碱性，具有比表面积大，较强吸附力等特点(唐行灿等.2014)，对营养物质及水分的吸附效果较好(王欣等.2015)。生物炭对有机污染物的吸附和解吸取决于疏水性、孔隙结构、环境的pH值、生物炭的比表面积和有机污染物的分子大小等(周尊隆等,2008)。用于制备生物炭的畜禽废弃物主要有猪粪、鸡粪、牛粪等，本研究选用牛粪、蚓粪及生物炭作为吸附剂，牛粪便是一种很好的生物质资源，含有丰富的营养物质和矿物元素，含有机质14.5%,氮0.30-0.45%，磷0.15-0.25%，钾0.10-0.15%，经加工后成为高效有机肥，可以改良土壤，促进农作物增产（国辉，2013）。蚯蚓作为有机体，毕竟只能忍受一定浓度的重金属污染土壤，而蚯蚓排泄物—蚓粪在污染土壤中的作用不会受污染浓度的制约。蚓粪还具有较大的比表面积，吸附能力强，蚯蚓粪颗粒均匀,源^自#优尔:文,论/文]网[www.youerw.com，无毒无。这些生物炭不但能提高土壤肥力，同时还能吸附污染土壤中的重金属及有机污染物。通过他们对Zn2+的吸附解吸特性预测重金属对环境的影响。人们对畜禽粪便进行合理的处理与应用，能减少对环境的污染，使畜禽粪便废弃物资源化利用畜粪资源制备生物炭应用于重金属废水处理已经越来越多，从而为水中重金属离子的经济、有效去除提供理论依据。