稻壳凹土复合材料对饮用水源地突发污染的应急处理研究
目 录
1绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状 3
1.2.1凹土在水处理方面的研究现状 3
1.2.2生物质活性炭在水处理方面的研究现状 4
1.3研究内容 5
1.4研究目的和意义 5
2复合材料的制备与吸附实验 7
2.1 实验药品与仪器 7
2.2复合材料的制备与表征方法 8
2.1.1 酸改性凹土的制备 8
2.1.2复合材料的初步制备 8
2.3最佳工艺条件的探究 8
2.3.1稻壳、凹土质量比的影响 8
2.3.2浸渍比对吸附性能的影响 10
2.3.3活化温度对吸附性能的影响 10
2.3.4 活化时间对吸附性能的影响 11
2.4复合材料的微观结构表征 11
3材料对突发水污染的应急处理能力研究 17
3.1 实验仪器与药品 17
3.2对Cr6+的去除能力研究 18
3.2.1 铬的标准曲线 18
3.2.2 不同投加量对吸附性能的影响 19
3.2.3复合材料的吸附动力学研究 21
3.2.4复合材料的吸附热力学研究 24
3.3复合材料对Cd2+的去除能力研究 26
3.4复合材料对挥发酚的去除能力研究 28
3.4.1 挥发酚的测定方法 28
3.4.2 苯酚的标准曲线 30
3.4.3 不同投加量对苯酚的去除效果 30
结 论 33
致 谢 34
参考文献 35 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
r /> 1绪论
1.1研究背景
当前，我国正处于经济高速发展变革的特殊时期，自然及人为矛盾交织冲突而引发的各类问题不容忽视[1]。由于对水环境问题的重视力度不够，导致水污染事件的发生频次和灾害性逐年增加，尤其是突发性水污染事件，以其发生的突然性、迅速的扩散性、风险的时变性、危害的严重性及处置的艰巨性，成为近年来备受关注的社会重大公害之一，以2005 年松花江突发硝基苯污染为标志点，饮用水源突发性水污染事件所带来的饮水安全问题及其造成的重大社会影响受到了空前关注[2]。相关数据显示，中国600 多个城市都不同程度面临着水源地突发污染事件的威胁，存在众多水源地安全隐患。其中，“五毒”重金属，具有相当高的稳定性、难降解性、可蓄积性和毒性，广泛分布于河流、湖泊、水库等水源地，如不经过处理，将严重威胁人体健康[3]。
长久以来，突发性水污染事故一直是饮用水源地用水安全的重要威胁。通常，由于人为的、或者自然的原因[4]。污染物进入江河湖泊。从而导致水源地水质恶化，危害人们的健康[5]。突发性水污染事故往往由于化学品的泄漏、暴雨灾害、人为的投毒等等引起，与一般污染相比较，突发性水污染通常具有不确定性、大范围性、复杂性、影响的长期性等等特点，对当地城市的饮用水系统造成巨大挑战，并且有可能引发一系列安全问题[6]。
如今，高速发展的经济同时也带来了众多的环境污染事故，拿淮安市为例，整个淮安市市区的饮用水主要来自洪泽湖和二河，如果遭遇突发性污染事故，淮安市几百多万人口的饮用水安全将难以得到保证[7]。
人们在饮水的同时，也将水中所含有的各种有益和有害的物质带入体内，对人体健康产生重要影响。[13]如人体内生理活动所需的各种营养成分，特别是无机盐类，大多可随摄入的水进入机体，水中的一些微量元素也是人体内所必需的。但水中的污染物、致病微生物及某些天然存在的化学成分也进入人体内，可引起介水传染病及公害病、地方病（生物地球化学性疾病）等[14]。据世界卫生组织（WHO）调查表明，全世界80%的疾病和50%的儿童死亡都与水质不良有关[15]。由于水质不良导致的消化疾病、传染病、各种皮肤病、糖尿病、癌症、结石病、心血管病等多达50多种；由于水质污染，全世界每年有5000万儿童死亡，3500万人患心血管病，7000万人患结石病，9000万人患肝炎，3000万人死于肝癌和胃癌[16]。
改革开放近三十年来，我国经济发展迅速，但环境污染日益严重，尤其是饮用水污染尤为突出[17]。
2005年11月13日，中石油吉林石化公司双苯厂苯胺车间发生爆炸事故。事故产生的约100吨苯、苯胺和硝基苯等有机污染物流入松花江。由于苯类污染物是对人体健康有危害的有机物，因而导致松花江发生重大水污染事件。哈尔滨市政府随即决定，于11月23日零时起关闭松花江哈尔滨段取水口停止向市区供水，哈尔滨市的各大超市无一例外地出现了抢购饮用水的场面[18]。
2007年5月29日开始，江苏省无锡市城区的大批市民家中自来水水质突然发生变化，并伴有难闻的气味，无法正常饮用。无锡市民饮用水水源来自太湖，造成这次水质突然变化的原因是：入夏以来，无锡市区域内的太湖水位出现50年以来最低值，再加上天气连续高温少雨，太湖水富营养化较重，从而引发了太湖蓝藻的提前暴发，影响了自来水水源水质[19]。无锡市民纷纷抢购超 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
市内的纯净水，街头零售的桶装纯净水也出现了较大的价格波动[20]。
2014年4月10日，兰州市经过威立雅水务公司检测，发现其出厂水苯含量超过中华人民共和国《生活饮用水卫生标准 》达20倍。随后，兰州市政府便宣布，在此之后的24小时内兰州市的自来水 皆不宜饮用。4月11日11时，兰州市已经完全停止北线自流沟 的运行，以便于排空被污染的自来水。而该市的南线输水管道 则正常供水。期间，兰州市市区进行降压供水，兰州市的高坪 及边缘地区停水并且限制全市生产性用水 。而兰州市政府特别提示，在11日11时之后的24小时内，自来水不宜饮用，其他生活用水不受影响[21]。
目前，针对饮用水源地突发污染采取的应急措施主要有常规混凝沉淀法、化学沉淀法及吸附法[8]。常规混凝沉淀法对溶解态镉去除效果有限，在较高镉含量时（质量浓度>0.022 mgL-1），难以保证出水水质[9]；而化学沉淀法（如硫化镉和磷酸镉沉淀法）易造成水体二次污染，不宜在饮用水源的应急处理中应用，吸附法工艺简单、效果稳定，尤其适用于大流量低污染物含量的去除，目前已有大量文献报道了不同吸附剂对重金属离子的去除[10]。
1绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状 3
1.2.1凹土在水处理方面的研究现状 3
1.2.2生物质活性炭在水处理方面的研究现状 4
1.3研究内容 5
1.4研究目的和意义 5
2复合材料的制备与吸附实验 7
2.1 实验药品与仪器 7
2.2复合材料的制备与表征方法 8
2.1.1 酸改性凹土的制备 8
2.1.2复合材料的初步制备 8
2.3最佳工艺条件的探究 8
2.3.1稻壳、凹土质量比的影响 8
2.3.2浸渍比对吸附性能的影响 10
2.3.3活化温度对吸附性能的影响 10
2.3.4 活化时间对吸附性能的影响 11
2.4复合材料的微观结构表征 11
3材料对突发水污染的应急处理能力研究 17
3.1 实验仪器与药品 17
3.2对Cr6+的去除能力研究 18
3.2.1 铬的标准曲线 18
3.2.2 不同投加量对吸附性能的影响 19
3.2.3复合材料的吸附动力学研究 21
3.2.4复合材料的吸附热力学研究 24
3.3复合材料对Cd2+的去除能力研究 26
3.4复合材料对挥发酚的去除能力研究 28
3.4.1 挥发酚的测定方法 28
3.4.2 苯酚的标准曲线 30
3.4.3 不同投加量对苯酚的去除效果 30
结 论 33
致 谢 34
参考文献 35
r /> 1绪论
1.1研究背景
当前，我国正处于经济高速发展变革的特殊时期，自然及人为矛盾交织冲突而引发的各类问题不容忽视[1]。由于对水环境问题的重视力度不够，导致水污染事件的发生频次和灾害性逐年增加，尤其是突发性水污染事件，以其发生的突然性、迅速的扩散性、风险的时变性、危害的严重性及处置的艰巨性，成为近年来备受关注的社会重大公害之一，以2005 年松花江突发硝基苯污染为标志点，饮用水源突发性水污染事件所带来的饮水安全问题及其造成的重大社会影响受到了空前关注[2]。相关数据显示，中国600 多个城市都不同程度面临着水源地突发污染事件的威胁，存在众多水源地安全隐患。其中，“五毒”重金属，具有相当高的稳定性、难降解性、可蓄积性和毒性，广泛分布于河流、湖泊、水库等水源地，如不经过处理，将严重威胁人体健康[3]。
长久以来，突发性水污染事故一直是饮用水源地用水安全的重要威胁。通常，由于人为的、或者自然的原因[4]。污染物进入江河湖泊。从而导致水源地水质恶化，危害人们的健康[5]。突发性水污染事故往往由于化学品的泄漏、暴雨灾害、人为的投毒等等引起，与一般污染相比较，突发性水污染通常具有不确定性、大范围性、复杂性、影响的长期性等等特点，对当地城市的饮用水系统造成巨大挑战，并且有可能引发一系列安全问题[6]。
如今，高速发展的经济同时也带来了众多的环境污染事故，拿淮安市为例，整个淮安市市区的饮用水主要来自洪泽湖和二河，如果遭遇突发性污染事故，淮安市几百多万人口的饮用水安全将难以得到保证[7]。
人们在饮水的同时，也将水中所含有的各种有益和有害的物质带入体内，对人体健康产生重要影响。[13]如人体内生理活动所需的各种营养成分，特别是无机盐类，大多可随摄入的水进入机体，水中的一些微量元素也是人体内所必需的。但水中的污染物、致病微生物及某些天然存在的化学成分也进入人体内，可引起介水传染病及公害病、地方病（生物地球化学性疾病）等[14]。据世界卫生组织（WHO）调查表明，全世界80%的疾病和50%的儿童死亡都与水质不良有关[15]。由于水质不良导致的消化疾病、传染病、各种皮肤病、糖尿病、癌症、结石病、心血管病等多达50多种；由于水质污染，全世界每年有5000万儿童死亡，3500万人患心血管病，7000万人患结石病，9000万人患肝炎，3000万人死于肝癌和胃癌[16]。
改革开放近三十年来，我国经济发展迅速，但环境污染日益严重，尤其是饮用水污染尤为突出[17]。
2005年11月13日，中石油吉林石化公司双苯厂苯胺车间发生爆炸事故。事故产生的约100吨苯、苯胺和硝基苯等有机污染物流入松花江。由于苯类污染物是对人体健康有危害的有机物，因而导致松花江发生重大水污染事件。哈尔滨市政府随即决定，于11月23日零时起关闭松花江哈尔滨段取水口停止向市区供水，哈尔滨市的各大超市无一例外地出现了抢购饮用水的场面[18]。
2007年5月29日开始，江苏省无锡市城区的大批市民家中自来水水质突然发生变化，并伴有难闻的气味，无法正常饮用。无锡市民饮用水水源来自太湖，造成这次水质突然变化的原因是：入夏以来，无锡市区域内的太湖水位出现50年以来最低值，再加上天气连续高温少雨，太湖水富营养化较重，从而引发了太湖蓝藻的提前暴发，影响了自来水水源水质[19]。无锡市民纷纷抢购超 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
市内的纯净水，街头零售的桶装纯净水也出现了较大的价格波动[20]。
2014年4月10日，兰州市经过威立雅水务公司检测，发现其出厂水苯含量超过中华人民共和国
目前，针对饮用水源地突发污染采取的应急措施主要有常规混凝沉淀法、化学沉淀法及吸附法[8]。常规混凝沉淀法对溶解态镉去除效果有限，在较高镉含量时（质量浓度>0.022 mgL-1），难以保证出水水质[9]；而化学沉淀法（如硫化镉和磷酸镉沉淀法）易造成水体二次污染，不宜在饮用水源的应急处理中应用，吸附法工艺简单、效果稳定，尤其适用于大流量低污染物含量的去除，目前已有大量文献报道了不同吸附剂对重金属离子的去除[10]。
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