镉污染灌溉水快速净化技术研究
发布时间：2020-12-24 03:09
镉（Cd）的生物毒性极强,近年来我国Cd污染农田面积不断增加。灌溉水中过量Cd是稻田土壤Cd最重要输入项之一,大定额长期灌溉已造成土壤Cd累积,并对农田生态系统及农产品安全构成危害。因此,筛选和研制新型高效Cd净化材料、研究和设计低成本灌溉水中Cd源头快速消减技术意义重大。本文在充分查阅近年来国内外净化Cd材料及技术文献和专利基础上,通过一系列试验优选材料、设计工艺参数和材料配方,创制污染灌溉水Cd源头快速消减装置,并对工艺成本、净化效果等效益评价。此外,对一些材料进行巯基改性,对材料Cd平衡和动态吸附性能进行表征并筛选高效Cd吸附新材料。本研究旨在为农用灌溉水Cd源头管控提供解决方案,为中轻度Cd污染土壤修复提供技术指导。研究结果及创新点如下:1.优选了四种灌溉水Cd入田前快速净化材料:石灰石、沸石、赤泥粒和油菜秸秆,比较了四种单质材料净化水中Cd的效果以及复合材料净化效果,四种单质材料对Cd平衡吸附容量表现为石灰石>沸石>赤泥粒>油菜秸秆。2.探明了溶液离子强度对净化过程的影响。石灰石、沸石和赤泥粒对Cd吸附受溶液离子强度影响较大,且随平衡液Cd浓度增加影响也扩大...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
英文缩略表
第一章 引言
1.1 我国地表水镉污染现状
1.2 镉的生物毒理
1.2.1 镉对植物生理的毒害机制
1.2.2 镉对水稻卫生品质的影响
1.2.3 镉对人体的健康风险
1.3 水体镉净化技术进展
1.3.1 水体镉净化原理
1.3.2 近年来水体镉净化技术专利
1.4 镉吸附材料研究进展
1.4.1 天然及改性微孔矿物
1.4.2 工业废置物及改性材料
1.4.3 农业废弃物及改性材料
1.4.4 巯基改性材料
1.5 开展灌溉水镉快速净化研究的必要性
1.6 本研究内容及目的意义
1.6.1 主要研究内容
1.6.2 本研究目的意义
第二章 材料与方法
2.1 研究思路
2.1.1 镉污染灌溉水入田前快速消减装置
2.1.2 高效镉净化巯基改性新材料
2.2 技术路线
2.3 材料与方法
2.3.1 供试材料
2.3.2 试验装置
2.3.3 材料镉平衡吸附试验操作方法及测定项目
2.3.4 材料镉动态吸附模拟试验操作方法及测定项目
2.3.5 室内和室外流速试验操作方法及测定项目
2.3.6 材料组合镉净化效果试验操作方法及测定项目
2.3.7 高效镉吸附新材料研制试验操作方法及测定项目
2.3.8 测定方法
2.3.9 数据统计与分析
第三章 灌溉水镉快速净化材料筛选—平衡吸附
3.1 材料初步筛选
3.2 研究思路
3.3 结果与分析
3.3.1 不同材料对镉平衡吸附曲线比较
3.3.2 不同材料对镉平衡吸附能力比较
3.3.3 材料平衡吸附过程中pH和EC值变化
3.3.4 材料对镉等温吸附方程及特征参数比较
3.4 本章小结
第四章 单材料对灌溉水镉动态吸附性能研究
4.1 研究思路
4.2 结果与分析
4.2.1 单材料镉动态吸附曲线比较
4.2.2 材料BDST拟合方程及特征参数比较
4.2.3 四类材料对灌溉水中镉的吸附特征
4.3 本章小结
第五章 镉污染灌溉水入田前快速消减装置创制
5.1 装置技术原理
5.2 装置工艺参数研究
5.2.1 净化流速控制
5.2.2 效果控制及材料配方
5.2.3 净化装置结构图
5.2.4 装置主要工艺参数
5.3 灌溉水镉快速消减装置实用效果验证
5.3.1 装置速度参数田间实证
5.3.2 不同材料组合对灌溉水镉动态净化效果
5.4 本章小结
第六章 高效水体镉净化新材料研制及表征
6.1 工艺技术特点
6.2 工艺经济效益评价
6.2.1 材料成本估算
6.2.2 装置制备和运行成本
6.3 工艺对灌溉水镉消减效果评价
6.4 工艺技术优势和前景
6.5 工艺创新点及不足
6.5.1 工艺创新点
6.5.2 不足之处
6.6 本章小结
第七章 高效水体镉净化新材料研制及表征
7.1 研究思路
7.2 结果与分析
7.2.1 改性材料巯基含量表征
7.2.2 巯基改性新材料镉平衡吸附效果比较
7.2.3 改性材料镉平衡吸附过程pH和EC值变化
7.2.4 三类巯基乙酸改性材料巯基解吸曲线
7.2.5 两类改性蛋白材料对镉静态和动态吸附特征参数比较
7.3 本章小结
第八章 全文结论
参考文献
致谢
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]磷酸根和镉离子在羟基铁改性膨润土表面的协同吸附机制研究[J]. 李敏,朱润良,葛飞,许银,刘兴旺,刘云,赵紫君. 环境科学学报. 2013(12)
[2]盐饱和沸石对Cd2+的吸附特性研究[J]. 胡克伟,贾冬艳,颜丽,关连珠. 土壤通报. 2013(06)
[3]巯基改性蒙脱石对Cd(Ⅱ)的吸附机理研究[J]. 朱霞萍,刘慧,谭俊,刘文华,冯超. 岩矿测试. 2013(04)
[4]巯基改性聚丙烯腈纤维的制备与表征[J]. 段文杰,王静,沈政,陈羽飞,赵亮,马伟. 化学通报. 2013(07)
[5]“镉米”背后的土壤污染[J]. 陈能场. 中国经济报告. 2013(07)
[6]巯基改性蒙脱石对Cd2+的吸附及酸雨解吸[J]. 刘慧,朱霞萍,韩梅,赖凤,刘文华,赵秋香. 非金属矿. 2013(03)
[7]稻田土壤与稻米中的镉含量关系初探[J]. 彭华,戴金鹏,纪雄辉,刘昭兵,黄科延. 湖南农业科学. 2013(07)
[8]改性小麦秸秆对水中Cd2+吸附的研究[J]. 刘恒博,徐宝月,李明明,张兴昌. 水处理技术. 2013(04)
[9]小城镇污水处理工艺技术的应用及发展前景[J]. 唐植成,曾世东. 现代农业科技. 2013(03)
[10]重金属镉污染及其毒性研究进展[J]. 杜丽娜,余若祯,王海燕,陆韻,刘征涛. 环境与健康杂志. 2013(02)
博士论文
[1]改性麦糟吸附剂处理重金属废水的研究[D]. 李青竹.中南大学 2011
[2]镉污染土壤原位修复剂及其机理研究[D]. 王立群.首都师范大学 2009
硕士论文
[1]造粒赤泥吸附剂对重金属离子的吸附作用研究[D]. 王艳秋.中国地质大学（北京） 2007
[2]离子交换法除去合成羟胺反应液中的铁、铬离子[D]. 张晓东.中南大学 2002
本文编号：2934860
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
英文缩略表
第一章 引言
1.1 我国地表水镉污染现状
1.2 镉的生物毒理
1.2.1 镉对植物生理的毒害机制
1.2.2 镉对水稻卫生品质的影响
1.2.3 镉对人体的健康风险
1.3 水体镉净化技术进展
1.3.1 水体镉净化原理
1.3.2 近年来水体镉净化技术专利
1.4 镉吸附材料研究进展
1.4.1 天然及改性微孔矿物
1.4.2 工业废置物及改性材料
1.4.3 农业废弃物及改性材料
1.4.4 巯基改性材料
1.5 开展灌溉水镉快速净化研究的必要性
1.6 本研究内容及目的意义
1.6.1 主要研究内容
1.6.2 本研究目的意义
第二章 材料与方法
2.1 研究思路
2.1.1 镉污染灌溉水入田前快速消减装置
2.1.2 高效镉净化巯基改性新材料
2.2 技术路线
2.3 材料与方法
2.3.1 供试材料
2.3.2 试验装置
2.3.3 材料镉平衡吸附试验操作方法及测定项目
2.3.4 材料镉动态吸附模拟试验操作方法及测定项目
2.3.5 室内和室外流速试验操作方法及测定项目
2.3.6 材料组合镉净化效果试验操作方法及测定项目
2.3.7 高效镉吸附新材料研制试验操作方法及测定项目
2.3.8 测定方法
2.3.9 数据统计与分析
第三章 灌溉水镉快速净化材料筛选—平衡吸附
3.1 材料初步筛选
3.2 研究思路
3.3 结果与分析
3.3.1 不同材料对镉平衡吸附曲线比较
3.3.2 不同材料对镉平衡吸附能力比较
3.3.3 材料平衡吸附过程中pH和EC值变化
3.3.4 材料对镉等温吸附方程及特征参数比较
3.4 本章小结
第四章 单材料对灌溉水镉动态吸附性能研究
4.1 研究思路
4.2 结果与分析
4.2.1 单材料镉动态吸附曲线比较
4.2.2 材料BDST拟合方程及特征参数比较
4.2.3 四类材料对灌溉水中镉的吸附特征
4.3 本章小结
第五章 镉污染灌溉水入田前快速消减装置创制
5.1 装置技术原理
5.2 装置工艺参数研究
5.2.1 净化流速控制
5.2.2 效果控制及材料配方
5.2.3 净化装置结构图
5.2.4 装置主要工艺参数
5.3 灌溉水镉快速消减装置实用效果验证
5.3.1 装置速度参数田间实证
5.3.2 不同材料组合对灌溉水镉动态净化效果
5.4 本章小结
第六章 高效水体镉净化新材料研制及表征
6.1 工艺技术特点
6.2 工艺经济效益评价
6.2.1 材料成本估算
6.2.2 装置制备和运行成本
6.3 工艺对灌溉水镉消减效果评价
6.4 工艺技术优势和前景
6.5 工艺创新点及不足
6.5.1 工艺创新点
6.5.2 不足之处
6.6 本章小结
第七章 高效水体镉净化新材料研制及表征
7.1 研究思路
7.2 结果与分析
7.2.1 改性材料巯基含量表征
7.2.2 巯基改性新材料镉平衡吸附效果比较
7.2.3 改性材料镉平衡吸附过程pH和EC值变化
7.2.4 三类巯基乙酸改性材料巯基解吸曲线
7.2.5 两类改性蛋白材料对镉静态和动态吸附特征参数比较
7.3 本章小结
第八章 全文结论
参考文献
致谢
作者简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]磷酸根和镉离子在羟基铁改性膨润土表面的协同吸附机制研究[J]. 李敏,朱润良,葛飞,许银,刘兴旺,刘云,赵紫君. 环境科学学报. 2013(12)
[2]盐饱和沸石对Cd2+的吸附特性研究[J]. 胡克伟,贾冬艳,颜丽,关连珠. 土壤通报. 2013(06)
[3]巯基改性蒙脱石对Cd(Ⅱ)的吸附机理研究[J]. 朱霞萍,刘慧,谭俊,刘文华,冯超. 岩矿测试. 2013(04)
[4]巯基改性聚丙烯腈纤维的制备与表征[J]. 段文杰,王静,沈政,陈羽飞,赵亮,马伟. 化学通报. 2013(07)
[5]“镉米”背后的土壤污染[J]. 陈能场. 中国经济报告. 2013(07)
[6]巯基改性蒙脱石对Cd2+的吸附及酸雨解吸[J]. 刘慧,朱霞萍,韩梅,赖凤,刘文华,赵秋香. 非金属矿. 2013(03)
[7]稻田土壤与稻米中的镉含量关系初探[J]. 彭华,戴金鹏,纪雄辉,刘昭兵,黄科延. 湖南农业科学. 2013(07)
[8]改性小麦秸秆对水中Cd2+吸附的研究[J]. 刘恒博,徐宝月,李明明,张兴昌. 水处理技术. 2013(04)
[9]小城镇污水处理工艺技术的应用及发展前景[J]. 唐植成,曾世东. 现代农业科技. 2013(03)
[10]重金属镉污染及其毒性研究进展[J]. 杜丽娜,余若祯,王海燕,陆韻,刘征涛. 环境与健康杂志. 2013(02)
博士论文
[1]改性麦糟吸附剂处理重金属废水的研究[D]. 李青竹.中南大学 2011
[2]镉污染土壤原位修复剂及其机理研究[D]. 王立群.首都师范大学 2009
硕士论文
[1]造粒赤泥吸附剂对重金属离子的吸附作用研究[D]. 王艳秋.中国地质大学（北京） 2007
[2]离子交换法除去合成羟胺反应液中的铁、铬离子[D]. 张晓东.中南大学 2002
本文编号：2934860
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