Removal of Lead,Copper, Zinc and Cadmium from Water Using Phosphate Rock

Removal of Pb^2＋, Cu^2＋, Zn^2＋ and Cd^2＋ from aqueous solutions by sorption on a natural phosphate rock （FAP） was investigated. The effects of the contact time and initial metal concentration were examined in the batch method. The percentage sorption of heavy metals from solution ranges generally between 50% and 99%. The amount of sorbed metal ions follows the order Cu〉Pb〉Cd〉Zn. Heavy metal immobilization was attributed to both surface complexation of metal ions on the surface of FAP grains and partial dissolution and precipitation of a heavy metal-containing phosphate. The very low desorption ratio of heavy metals further supports the effectiveness of FAP as an alternative and low-cost material to remove toxic Pb^2＋, Cu^2＋, Zn^2＋ and Cd^2＋ from polluted waters.     

HK-1便携式水质自动分析仪测定环境水中镉铜锌镍铅

利用电化学分析原理,采用HK-1便携式水质自动分析仪测定环境水中Cd、Cu、Zn、 Ni、Pb。建立了流动体系微电解池Au(Hg)-Au-Ag三电极体系,选择1mol／L NH4Cl-NH3 ·H2O为底液,采用阳极溶出伏安法测定Cd、Cu和Pb,催化伏安法测定Ni,阴极伏安法测定Zn。标准曲线法测定Cd、Cu的检测限各为1．0μg/L,Zn为0．1 mg/L,Ni为1．0μg/L,Pb为5μg／L。自行研制的封闭式流动体系便携式水质分析仪能够满足水质分析的要求,并已用于环境科学、给排水系统现场监测。     

Removal of Cadmium Ions from Aqueous Solution by Silicate-incorporated Hydroxyapatite

This article reports a preliminary research on silicate-incorporated hydroxyapatite as a new environmental mineral used to remove cadmium ions from aqueous solutions. The silicate-incorporated hydroxyapatite was prepared by coprecipitation and calcining, and silicate was incorporated into the crystal lattice of hydroxyapatite by partial substitution of phosphate. The amount of cadmium ions removed by silicate-incorporated hydroxyapatite was significantly elevated, which was 76% higher than that of pure hydroxyapatite. But the sorption behavior of cadmium ions on silicate-incorporated hydroxyapatite was similar to that of pure hydroxyapatite. Morphological study revealed that silicate incorporation confined the crystal growth and increased the specific surface area of hydroxyapatite, which were in favor of enhancing the cadmium ion sorption capacity of the samples. Incorporation of silicate into hydroxyapatite seems to be an effective approach to improve the environmental property of hydroxyapatite on removal of aqueous cadmium ions.     

土壤中铅铜锌镉的吸附特性

以徐州王庄矿（WZK）、奎河（KH）、背景-1（BG-1）和背景-2（BG-2）等4个土壤样品为供试对象，加入不同浓度梯度的铅、铜、锌、镉离子，通过静态实验研究了铅、铜、锌、镉的吸附特性。结果表明，土壤对4个重金属的吸附量与加入到土壤中的重金属离子浓度呈正相关性，它们之间大部分满足线性相关关系。在4个土壤样品中加入铅、铜、锌、镉离子的初始浓度比为10：10：10：1时，平衡浓度为Czn〉Ccu〉CPh〉Ccd，吸附量为Scd〉SPh〉Scu〉Szn，4个土壤样品对铅、铜、锌、镉离子的吸附能力依次为WZK〉KH〉BG-2〉BG-1。在所选实验条件下，土壤对铅、铜、锌、镉的吸附能力受土壤中铅、铜、锌、镉的含量、土壤有机质含量、阳离子交换量、土壤饱和含水量和土壤的pH值影响较大。     

Heavy Metal Removal from Water by Adsorption Using Pillared Montmorillonite

Removal of Cu^2＋, Cr^3＋ and Cd^2＋ from aqueous solutions by adsorption on montmorillonite modified by sodium dodecylsulfate （SDS） and hydroxy-alumino-silicate （HAS） was investigated. Experiments were carried out as a function of solution pH, solute concentration, and time. The Langmuir model was adopted to describe the single-solute adsorption isotherm, in which the Langmuir parameters were directly taken from those obtained in single-solute systems. The kinetics of metal ions adsorption was examined and the pseudo-first-order rate constant was finally evaluated.     

Effects of Pb^2＋, Cd^2＋ and Cu^2＋ on the Aqueous Zn^2＋ Sorption by Hydroxyapatite

In this paper, the behaviors of aqueous zinc sorption by hydroxyapatite in the co-existence of Pb^2＋, Cd^2＋ and Cu^2＋ are investigated, the effects of Pb^2＋, Cd^2＋ and Cu^2＋ on the sorption of Zn^2＋ are discussed, and the hydroxyapatite sorption capabilities for Pb^2＋, Cd^2＋, Cu^2＋ and Zn^2＋ are compared. The experimental results show that the Zn^2＋ removal efficiency decreases gradually with the increase of the Cd^2＋ concentration of the solution, and there is no sorption preference between Cd^2＋ and Zn^2＋. On the other hand, the Zn^2＋ removal efficiency rapidly decreases rapidly with the increase of the Cu^2＋ concentration of the solution, and there is a clear sorption preference between Cu^2＋ and Zn^2＋. It is noticed that the Zn^2＋ removal efficiency is hardly changed with the variance of Pb^2＋ concentration because the removal mechanisms for these two ions are totally different. It is concluded that the adsorption affinities of the heavy metals for the hydroxyapatite follows this sequence： pb^2＋〉 Cu^2＋〉 Cd^2＋〉 Zn^2＋.     

固体进样-发射光谱法同时测定地球化学样品中铜铅锌镍

快速检测地球化学样品中铜铅锌镍的含量可及时了解重金属污染情况,方便有效治理。本文采用固体进样技术,建立了交流电弧直读原子发射光谱同时测定地球化学样品中铜、铅、锌、镍的方法。以氟化钠、氧化铝、二氧化硅、碳粉为缓冲剂,锗为内标元素,优选了各元素分析线对,曝光时间分别为25s。采用国家一级标准物质对合成硅酸盐标准曲线进行校正从而降低基体干扰;同时选择灵敏线和次灵敏线两条分析谱线,不仅提高了准确度也扩大了元素可测定的线性范围;采用两次平行分析计算平均值进一步提高分析精度。方法检出限为铜0.45μg/g,铅1.46μg/g,锌2.40μg/g,镍1.58μg/g;精密度为铜1.36%~6.25%,铅1.17%~8.06%,锌1.64%~9.68%,镍0.91%~5.31%。采用该方法对土壤、沉积物、岩石国家一级标准物质进行分析,测定值与标准值一致,|△logC|均≤0.05,实际样品和外部质控样品测试合格率均在90%以上。本方法主要特点体现在：固体进样技术操作简单,相比酸溶处理后测定更加环保,同时避免了由试剂空白、器皿等带来的污染;采用两次摄谱计算平均强度,相比文献报道的单次分析的结果更加准确,分析精度更高,各项指标优于DZ/T 0130.5—2006中多目标地球化学调查（1：250000）规范要求。     

磷酸盐对纳米二氧化钛吸附水体中重金属离子行为的影响和机理分析

纳米二氧化钛(nTiO2)被广泛应用于去除水体中的重金属。磷酸盐作为水体中普遍存在的无机阴离子,能够对重金属离子在nTiO2上的吸附特征产生影响。本文聚焦磷酸盐存在条件下nTiO2胶体颗粒对典型重金属离子(Zn2+和Cd2+)的吸附行为,以电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定吸附平衡后水相中重金属离子的浓度。通过批量吸附实验考察不同水化学条件下(离子强度和共存阴离子),磷酸盐对nTiO2胶体颗粒吸附水体中Zn2+和Cd2+特征的影响规律。采用经典吸附等温线模型对实验数据进行拟合,并结合纳米颗粒的Zeta电位和粒径变化等表征手段揭示了相关吸附机制。研究发现：①磷酸盐的存在能有效地增强重金属在nTiO2上的吸附,Zn2+和Cd2+的最大吸附量分别由121.1mg/g和84.7mg/g增加至588.3mg/g和434.8mg/g,增加了3.8~4.1倍。这主要由于磷酸盐能够通过桥连作用形成金属-磷酸盐-nTiO2三元络合物以及增加重金属离子和胶体颗粒之间的静电引力,从而增强nTiO2对重金属离子的吸附。②背景溶液中离子强度的增加会降低nTiO2对重金属离子的吸附效果。当背景溶液中离子强度(NaCl浓度)从0增加至10mmol/L时,nTiO2与金属离子之间的静电吸引会减弱,同时Na+与重金属离子竞争nTiO2表面吸附位点亦降低了nTiO2对重金属离子的吸附。③共存竞争性阴离子(如Cl-、NO3-和SO42-)会削弱磷酸盐对nTiO2吸附金属离子的增强作用,抑制顺序为：SO42->NO3->Cl-,即与其离子半径的数量级成反比。这是由于共存阴离子与磷酸盐竞争nTiO2表面的吸附位点所致。研究结果表明,磷酸盐可以显著地增强nTiO2对重金属离子的去除效能,但是去除效能的大小会受到背景溶液中水化学条件的影响。     

电感耦合等离子体发射光谱法测定磷矿石中微量有毒元素铅砷镉

用电感耦合等离子体发射光谱法测定磷矿石中微量有毒元素铅、砷和镉,并对溶样条件及共存元素干扰和仪器工作条件进行了试验。方法检出限为Pb0.042mg/L、As0.053mg/L、Cd0.006mg/L;相对标准偏差为(RSD,n=11)Pb0.86%、As1.36%和Cd1.08%;回收率为Pb109.3%、As94.0%和Cd90.0%。方法用于分析磷矿石标准样品和出口磷矿石检验样,分析结果与其他方法一致,能够满足日常检验的要求。     

针铁矿/水界面反应性的实验研究

选择针铁矿对Pb2+、Cu2+、Cd2+等3种重金属离子的吸附实验,开展矿物/水界面反应性研究.金属离子(M2+)在矿物-水溶液间分配有多种表面反应机制,这些表面反应发生作用的条件主要取决于吸附质水化学性质和矿物表面荷电性,因此,溶液pH值是影响矿物/水界面反应性的关键因素.在不同pH值条件下, 表面羟基可通过发生质子化或去质子化反应而使得矿物表面产生荷电性并发生改变,而金属离子的水解则可显著加快金属羟基配合物的形成,从而进一步增强了矿物/水界面反应.本实验条件下针铁矿表面对重金属离子的吸着量随pH值升高而升高,在一个较窄的pH值范围内吸附率急剧升高,呈S形分布.针铁矿对3种不同的重金属离子的吸附能力的强弱顺序是Cu2+＞Pb2+＞Cd2+.无论是Langmuir方程还是Freundlich方程,都能较好拟合针铁矿对重金属离子的等温吸附过程.Freundlich方程的n值均在0.1～0.5之间,说明重金属离子在针铁矿表面的吸附并不能简单地归结为单配位或双配位模式,可能存在着多种吸附结合形态.表观吸附常数KM值的变化规律,说明重金属离子与针铁矿表面反应模式及其表面吸附形态发生了变化,具体的吸附形态还有待谱学研究进一步证实.     

Silver, Cadmium and Lead Contents of Some Rock Reference Samples

A series of rock reference samples have been analyzed for Ag, Cd and Pb. All elements were determined from a single digest using a method involving solvent extraction and flameless atomic absorption spectrophotometry.     

多壁碳纳米管固相萃取快速检测水样中铅镉铜铁

传统的固相萃取填料应用于环境样品的重金属处理过程中,存在pH不稳定和不同极性萃取物共同萃取较为困难等方面的不足,因此寻找新型固相萃取填料显得尤为重要。本文采用多壁碳纳米管填充固相萃取柱,萃取水中金属元素铅、镉、铜和铁,采用石墨炉原子吸收光谱法测定铅和镉,电感耦合等离子体发射光谱法测定铜和铁。实验考察了多壁碳纳米管的性质、溶液pH值、洗脱溶液、样品流速以及基体效应对测定结果的影响。结果显示:溶液pH=9,1 mol/L硝酸为洗脱溶液,样品流速为2 mL/min时,外径8 nm未修饰的多壁碳纳米管有较好的萃取效率,对溶液中铅、镉、铜和铁的最大吸附容量分别为44.91、42.31、54.68和49.07 mg/g,四种元素的吸附容量均衡;钾、钠、钙、镁离子以及苯和甲苯等基质对四种金属元素的萃取影响不大。方法回收率为95.3%~99.5%,精密度(RSD,n=7)为1.2%~3.2%。本方法采用外径8 nm的多壁碳纳米管固相萃取,与传统萃取方法相比,富集效果好、回收率较高,而且操作简便、准确度高;与前人采用外径20~30 nm的多壁碳纳米管的性能相比,镉和铜的吸附容量更高,还可实现对铁的吸附,且铅、镉、铜和铁四种元素的吸附容量均衡,更适合用于检测水样中的金属元素。     

锰矿石脱硫产物处理含铜废水动态实验研究

氧化型锰矿石脱硫产物含大量硫化锰,利用这种材料装填固定床进行净化水中铜离子的动态试验.在材料粒径0.45～0.9mm、进水pH=5.8、进水滤速4.58 m/h条件下,1 t锰矿石脱硫产物可以处理923 tρ(Cu~(2+))=50 mg/L的含铜废水,出水ρ(Cu~(2+))<0.5 mg/L,低于国家一级排放标准.控制进水pH在4～9之间、降低进水滤速、采用较小粒径的材料有利于提高锰矿石脱硫产物处理含铜废水的容量.利用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)对材料和产物进行表征,证明锰矿石脱硫产物去除水中铜离子是基于离子交换反应的原理.     

宜昌磷矿北部整装勘查项目深孔复杂地层钻探技术

宜昌磷矿北部整装勘查工程是湖北省大型磷矿资源勘查项目,由于地形复杂,工作量大,施工条件困难,钻孔深度达到1400 m,给钻探组织和施工带来更高的要求。本文就该项目的地质钻探工作进行简要总结,介绍了寒武系和震旦系地层中的钻探施工技术及应用效果。     

国内发现锌铝磷酸盐矿物──水羟磷铝锌石

水羟磷铝锌石是一种罕见的磷酸盐类矿物,在我国该矿物于1983年始发现于广东宝坑的锰矿区。该矿物的化学成分为ZnO 20.79,P_2O_5 34.76,FeO 0.67,Al_2O_3 24.38,H_2O 19.79(%)。晶体浅黄色、透明,X射线衍射特征强线为:4.76(10),9.095(8),3.638(6),3.333(6),3.313(6),3.095(6),4.91(5),晶胞参数a_0=7.274?,b_0=7.185?,c_0=9.788?,β=110.244°,单斜晶系,其矿物学特征与澳大利亚发现的水羟磷铝锌石基本一致。     

电感耦合等离子体发射光谱法同时测定铜铅锌矿石中铜铅锌钴镍等元素方法确认

文章在修订GB/T 14353—1993《铜矿石、铅矿石和锌矿石化学分析方法》研究工作中,建立了电感耦合等离子体发射光谱同时测定铜铅锌矿石中铜铅锌钴镍等元素的标准分析方法。通过控制试样量和制备试样溶液的体积,可实现主量元素铜、铅、锌与次量元素钴、镍的同时测定。测定范围为铜0.002%~8.5%,铅0.01%~5%,锌0.005%~3%,钴0.001 5%~0.5%,镍0.003%~0.5%。按照相关国家标准对测量方法与结果的准确度进行8个实验室协同参加的准确度试验,统计参数结果表明在限定水平范围内方法偏倚不显著;利用方法重复性限参数,计算可能产生的最大相对偏差。分析方法精密度满足《地质矿产实验室测试质量管理规范》的要求。     

ZH型重金属螯合纤维对水溶液中Sr2+的吸附行为

研究了ZH型重金属螯合纤维对水溶液中Sr~(2+)的吸附行为,考察了pH值、纤维加入量、Sr~(2+)初始浓度、作用时间等对吸附行为的影响,并采用SEM、EDS和FTIR等现代分析测试手段探讨了ZH型重金属螯合纤维对Sr~(2+)的吸附机制。结果表明,在pH值为7.0、纤维加入量为2.0 g/L、Sr~(2+)初始质量浓度为50 mg/L的条件下,纤维对Sr~(2+)的吸附在4 h左右基本达到平衡。实验条件下ZH型重金属螯合纤维对Sr~(2+)的最大吸附量可达26.22 mg/g。等温吸附拟合结果表明,ZH型重金属螯合纤维对Sr~(2+)的吸附可能是以单分子层为主的单分子层和多分子层吸附共同作用的结果。纤维对Sr~(2+)的动力学吸附过程符合准二级动力学模型。红外光谱分析表明Sr~(2+)与纤维上—NH_2和—COOH等基团进行配位络合从而吸附在纤维表面,—CH_2—和C=CH_2等基团参与此吸附过程。能谱分析表明Sr~(2+)与纤维上Na~+和Ca~(2+)还存在着离子交换作用。     

贵州瓮福磷矿床含磷岩系沉积层序的划分

应用层序地层学的概念和方法,从沉积特征研究入手,对该区的含磷岩系——洋水组划分出5个沉积层序(旋回),结合层序界面及层序的归纳描述,确定了层序类型,并认为洋水组是一套海进体系域中由一系列低级别退积型沉积层序(旋回)组成的高级层序(Ⅰ级))。     

不同氧化还原条件下铅锌矿尾砂中重金属元素活化迁移规律

以广西大厂镇鲁塘铅锌矿尾砂为研究对象,通过淋滤实验研究了不同氧化还原条件下尾砂中Cu、Cd、Zn、Pb和As等元素的活化和迁移规律。结果表明：经高浓度氧化、高浓度还原条件处理的尾矿表现为pH<7的酸性环境,经低浓度氧化环境条件处理的尾砂呈现pH>7的弱酸性至弱碱性环境;尾砂中Cu、Cd元素活化迁移受pH值的影响明显,即高浓度还原和高浓度氧化条件可以促进Cu和Cd元素的迁移,酸性条件对Cu和Cd元素的迁移起到促进作用;Zn与Cd元素存在竞争吸附关系,但二者仍有明显差别;Pb和As元素受到还原条件的影响,能有效促进Pb和As元素的释放迁移。在淋滤实验前期,铅锌矿的表面阻力较小,由于环境酸碱性的改变,初始尾砂对重金属元素的吸附位能发生变化,重金属元素初期迁移能力得到加强;淋滤后期,矿物颗粒表面由于发生氧化还原反应,促使颗粒表面的阻力增加,重金属元素的溶出量减少,迁移能力受到抑制。     

氢化物发生-电感耦合等离子体发射光谱法同时测定土壤中的痕量砷铜铅锌镍钒

土壤中砷的测定方法多采用氢化物发生-原子荧光光谱法(HG-AFS);电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)在多元素同时测定方面应用普遍,但测定砷的检出限稍高。氢化物发生技术与ICP-OES两者联用也多有研究,较大幅度降低了砷的检出限,已能实现砷锑铋汞等元素的同时测定。但联用技术只能应用于测定能够发生氢化反应的元素,无法实现易氢化元素和难氢化元素的同时测定。本文通过改进ICP-OES仪器的进样装置,采用氢化反应气与ICP-OES雾化气双管路同时进样的方法,实现了一次溶样、一台设备同步测定样品中的砷和多种金属元素。土壤样品经氢氟酸、硝酸、高氯酸、盐酸溶解后,用10%盐酸提取,用硫脲-抗坏血酸溶液将砷元素预还原为+3价后双流路同时进样测定。对于溶液中共存的离子,高于1.0mg/L的La和Dy对砷测定有干扰;低于50.0mg/L的K、Na、Ca、Mg、Fe,低于20.0mg/L的Pb、Mo、Zn、Cu、Ba、Ti、Mn、Ni、Sr、V、Cr,低于10.0mg/L的Co、Ag、U、Cd、Li、Au对砷测定无影响。本方法提高了砷的测定灵敏度,又充分利用多元素同测的优势,实现了同时测定易氢化的痕量砷和难氢化的铜、铅、锌、镍、钒等元素。方法精密度高(RSD5%),经土壤标准物质验证方法可靠,适合痕量砷与其他元素的同步测定。