果壳颗粒活性炭(环境工程毕业论文参考EDTA改良果壳活性炭对重金属选择吸附性研究)

EDTA改良果壳活性炭及其土壤重金属选择吸附性研究

活性炭

摘要

活性炭因其良好的吸附性能在环境治理邻域有着广泛应用。利用果壳秸秆制备活性炭既能够探索农业生产中有效解决果壳处理问题的方法，还能够产生对环境更加积极的意义。根据利用EDTA对制备得到的活性炭进行功能化处理后的产品对土壤重金属吸附情况，探究活性炭对土壤重金属问题的解决方法。实验结果显示果壳活性炭对模拟的土壤浸出液中的铅的去除效率达14.17%，对铜的去除达10.08%，经过EDTA功能化处理后的活性炭去除效率进一步提升，对铅的去除到65.61%，对铜的去除提高到75.98%。同时在Pb和Cu共同存在情况下，果壳活

性炭对Pb的去除达到12.70%，对Cu的去除达到10.69%；EDTA的存在改善了两种离子的竞争关系，对Pb和Cu的去除效率分别提高到83.25%和75.07%。因此EDTA功能化处理后的活性炭在土壤修复过程中可以作为性价比较高的钝化剂方案应对土壤重金属问题。

关键词：土壤修复；重金属污染；EDTA；改性活性炭

ABSTRACT

Activated carbon has been widely used in environmental management because of its good adsorptive property. The preparation of activated carbon by husk straw can not only explore the effective solution to the problem of husk in agricultural production, but also produce more economic significance to the environment. The adsorption of heavy metals in soil after functionalized treatment of prepared activated carbon by EDTA was investigated. Experimental results show that the nut shell activated carbon to lead in simulated soil leachate removal efficiency was 14.17%, and 10.08% for copper removal, after dealing with the EDTA functionalization of activated carbon to remove further enhance efficiency, to 65.61%, to eliminate the lead for copper removal increased to 75.98%. At the same time, under the co-existence of Pb and Cu, the removal of Pb by fruit shell activated carbon reached 12.70%, and the removal of Cu reached 10.69%. The existence of EDTA improved the competitive relationship between the two ions, and the removal efficiency of Pb and Cu was increased to 83.25% and 75.07% respectively. Therefore, EDTA functionalized activated carbon can be used as a cost-effective passivator to deal with soil heavy metals in the process of soil restoration.

KEY WORD: Soil restoration; Heavy metal pollution; EDTA. Modified activated carbon

目录

1.前言... 1

1.1 研究目的和意义... 1

1.2 活性炭吸附性能和EDTA的作用... 1

1.2.1 活性炭的吸附性能... 1

1.2.2 EDTA的作用... 2

1.3 果壳利用现状... 2

1.4 土壤重金属污染治理现状及可行性... 2

1.5 研究内容... 3

2.实验与检测... 5

2.1 预处理及制备... 5

2.1.1 实验材料... 5

2.1.2 主要实验仪器... 5

2.2 活性炭的制备及处理... 6

2.2.1 活性炭的制备... 6

2.2.2 EDTA处理... 7

2.3土壤情况检测... 7

2.3.1 土壤样品的预处理... 7

2.3.2 土壤理化性质的测定... 7

2.4 吸附实验... 7

2.4.1 溶液的配置... 7

2.4.2 吸附实验... 7

2.5 标线绘制... 8

2.5.1 标准浓度溶液配置... 8

2.5.2 标准曲线绘制... 8

3、实验数据分析... 10

3.1 活性炭产品情况... 10

3.2 土壤情况... 10

3.2.1 普通理化性质... 10

3.2.2 土壤中金属含量测定... 10

3.3 吸附实验数据... 11

3.3.1 实验数据情况... 11

3.3.2 对Pb（II）吸附情况... 11

3.3.3 对Cu（II）的吸附情况... 12

3.3.4 Pb和Cu混合溶液吸附情况... 13

3.3.5 时间因素影响... 13

3.4 对活性炭进行红外光谱分析... 14

4、实验总结和展望... 16

4.1 实验结论... 16

4.2.展望... 16

图标清单... 17

参考文献... 18

致谢... 19

1.前言

1.1 研究目的和意义

自从人类踏入工业时代以来，不断提高的生产力在给人类带来越来越多的便利与享受的同时也对环境造成日益恶化的影响。如今由于新型产业技术如集成电路行业对金属类深加工的更加依赖，衍生出对土壤和水体的肉眼看不见但危害更大的污染，诸如电镀废水、尾矿等含重金属类的工业生产对土壤造成的重金属污染，由于重金属其隐蔽性强，残留时间长，对人体健康有相当大的威胁。此外由于植物根系会吸附重金属，在经富集后，会通过食物链对生物圈内的动物造成不同程度的影响。因此，土壤污染问题被越来越多的人关注，重金属污染土壤的修复也逐渐成为国内外环境科学研究的热点问题。

我国的土壤重金属污染问题不容乐观，参照环保部2014年发布的《国土壤污染状况调查公报》，我国农耕用地质量情况堪忧，工、矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%，从污染类型看，以无机型为主，重金属污染超标点占各类超标点位总数的82.8%[1]。主要分布污水灌区、旧工业区及城市郊区，主要污染物是重金属汞、镉、砷、铜、铅、铬、锌、镍等[2]。近年来，由于社会与政府层面对相关问题的关注度也不断提高，随着“土十条”的发布，直面问题解决问题成为当前的政策态度，相关产业和技术也得到发展机遇。

愈发严重的土地污染

活性炭中大量的孔隙结构使得它具有较大的比表面积，物理和化学性质稳定、耐高温和酸碱等极端化学背景，不溶于水和有机溶剂[3]，广泛地应用于化工和环保等各个领域。在松花江流域遭遇化工厂爆炸泄露污染后，活性炭的投入使用一定程度缓解了对环境的压力，太湖水域在蓝藻暴发后通过投加粉末活性炭改善水体和气味以及广东北江水污染等重大事故中活性炭的有效应用，还有近几年家庭空气净化器和净水机被越来越多的家庭使用，利用活性炭吸附能力处理水环境已逐渐被认可为水处理的必要手段。

目前利用活性炭对土壤处理应用于土壤重金属治理的情况不多。本实验探究使用EDTA对活性炭进行功能化处理后的吸附效果变化以及Pb和Cu两种离子共存情况下对两种金属选择吸附情况对比研究。

1.2 活性炭吸附性能和EDTA的作用

1.2.1 活性炭的吸附性能

活性炭80%-90%以上由碳元素组成，具有很大的比表面积，对气体、溶液中的无机或有机物质及胶体颗粒等都有良好的吸附能力，也是一种疏水性吸附剂[4]。主要原料几乎可以是所有富含碳的有机材料，来源可以是常见的各种材料和废弃物，如煤、木材、果壳等。在活化炉中这些所选材料在高温和一定压力下通过热解作用被转换成活性炭。活性炭具有稳定的化学性质和较强的机械硬度，能够稳定存在于强酸碱或高温等极端理化条件，不溶于水与各类有机溶剂，而且能够重复利用，目前，改性活性炭材料被广泛用于污水处理、大气污染防治等领域，在治理环境污染方面的应用场景越来越广泛[5],[6]。

1.2.2 EDTA的作用

乙二胺四乙酸（EDTA）是一种有机化合物，化学式为C10H16N2O8，其结构中的2个N和4个羧基上的氧都有孤对电子,可以填充在金属离子的空轨道上，形成配合物的配位能力特别强,所以金属离子一般都先与他反应,作为一种螯合剂。由于土壤中重金属的表聚性，土壤中的重金属吸附在土壤固体表面而残留于土壤耕作层，因此向土壤中施加重金属鳌合剂，可提高土壤中重金属的活性和生物有效性，使其易于流动和被吸收[7]。但同时由于EDTA不可降解，会在土壤中积累，造成重金属残留，因此直接投加的方法在原位修复中不太合适。故考虑以EDTA对活性炭进行功能化处理探索适当利用EDTA的方法可以尝试[8]。

1.3 果壳利用现状

我国花生总产量为1700万吨,占世界总产量的40%，花生壳约占花生果质量的30%左右，可测算我国每年产花生壳超过600万ｔ，但在传统生产中对花生壳的利用不够重视，常常用作燃料或当作废物抛弃，近几年有利用花生壳作为饲料或者菌菇的培养基[9]。核桃果壳情况在数量上大致相同，2016年我国核桃产量为375.77万吨，且由于相对于其他坚果其难以取得果仁使用，近几年直接购买核桃仁被更多消费者选择，工厂化的加工让核桃壳的集约利用有大量充足利用资源。对这些果壳寻找新的处理方式，既能有效处理这些废弃物对环境的负面影响，变为积极因素。还能为有效利用这些错放的资源，相关产业链进一步增加产值。

1.4 土壤重金属污染治理现状及可行性

重金属污染土壤修复手段主要包括化学、物理及生物等方式，传统的物理与化学修复技术包括客土法、化学淋洗、电动修复、玻璃化法等，这些方法治理效果明显，见效迅速。但由于这些修复技术会对土壤养分、结构以及微生物群落造成严重破坏，还可能会造成二次环境污染，更多地被用于重度污染土壤的异位修复。

在原位钝化修复中，常用的钝化剂有磷酸盐、碱性物质等，但这些钝化剂的投加量往往不易控制，在修复土壤时如果投加过量则会对土壤的理化性质产生不良作用，而且由于中国国土区域广阔，在中国有很多PH值偏高的土壤，像无机盐类产品在使用过程中就会出现很多问题，这些都会对土壤的后续利用造成一定的影响[10]。现行的大量方案或探究往往都只有针对某一特定的元素，且并未考虑对生态还原的影响。而在实际污染土壤中的理化环境都是相当复杂，会有多种重金属同时存。在针对如农田林地尾矿等领域治理方面，必须考虑试加钝化剂之后对周围的影响，因此对复合污染土壤的修复机制仍需要进行深入的研究。

活性炭制备简易，原材料廉价且来源广泛容易获取，不仅对土壤中有关物质有吸附作用，还能有效改良土壤自身性质，促进土壤中金属形态转变。在刘云坤所做的实验中，活性炭的加入后土壤中的过氧化氢酶提升了40%~60%，在铜单一污染土壤中酸可提取态、氧化结合态所占比例分别降低了5.79%、5.46%，有机结合态、残渣态分别提高了2.00%、9.25%[11]。

EDTA由于其对环境有影响现在已被减少使用，在相关化肥应用中其螯合剂的地位已被IDHA和HBED所代替。在曹剑瑜等人的实验中，他们利用EDTA对活性炭进行功能化处理后有效改善了活性炭的吸附性能，故参照其实验对活性炭进行功能化处理。故用它对活性炭做功能化处理制备出不同钝化剂混合吸附土壤重金属有一定研究的必要和价值。

1.5 研究内容

本文研究内容为采用果壳制备活性炭，然后以EDTA对活性炭进行功能化处理，以新制的产品对Pb和Cu离子的吸附情况探究性实验。以铜陵某尾矿土壤为处理对象，在测定其土壤重金属情况后选择Cu和Pb离子作为吸附实验对象，通过观察和检测EDTA处理后的活性炭与未处理的活性炭吸附情况对比，以及对吸附时间情况观察，得出相关结论。

图 1论文研究内容流程图

2.实验与检测

生物质活性炭由于其比表面积大，高空隙率等物理化学性质使得其可以作为一种土壤改良剂，有效降低土壤中重金属和有机物类污染物的可迁徙性与生物利用性，满足土壤原位修复目的。研究表明，EDTA可以作为一种效果较好的络合剂用于土壤中的污染治理,在Cu单一污染土壤或 Pb单一污染土壤中，EDTA的加入可以大幅度的提高金属的解吸量[12]。

实验主要内容为对模拟的土壤试液分别加入制得成品活性炭和处理后的活性炭，检测其对土壤里金属吸附性能，对比EDTA处理前后情况、对Pb和Cu选择吸附情况以及活性炭颗粒与粉末状态影响和吸附时间。土壤中铜铅的检测参考GB-T 17138-1997

2.1 预处理及制备

表 1为实验试剂,表 2为实验仪器。本实验所使用药品均为分析纯。

2.1.1 实验试剂与仪器

表 1 实验试剂

实验试剂

厂家

氯化锌

天津博迪化工有限公司

乙二胺乙二酸钠

国药集团化学试剂

乙酸铅

西陇科学股份有限公司

无水硫酸铜

西陇化工股份有限公司

浓盐酸

中国•宿州化学试剂有限公司

浓硝酸

西陇化工股份有限公司

氯化铵

西陇化工股份有限公司

铅标准溶液

坛墨质检

山核桃壳

花生壳

购于浙江临安

购于安徽桐城

表 2 实验主要仪器

实验仪器

型号名称

pH计

PHS-3C

鼓风干燥器

DGX-9073B-1

分析天平

TP-300D

水浴恒温振荡器

DK2-2

磁力搅拌器

广州东锐科技有限公司

原子吸收光谱仪

ZEEnit700p

红外分光光度计

IRprestige-21

管式炉

上海贵尔机械设备有限公司

抽滤真空泵

深圳瑞鑫达

2.2 活性炭的制备及处理

2.2.1 活性炭的制备

图 2活性炭制备工艺流程图

1、挑选花生壳与核桃壳，洗净烘干（120℃，时间24h），用粉碎机将干燥后的果壳粉碎，过筛（60目）

2、设置活化条件：将配置一定浓度的氯化锌溶液（质量分数为50%）与果壳粉按照1.5的浸渍比(氯化锌溶液体积与原料的质量比)混合浸渍24h后，放入干燥箱中干燥（设置烘箱温度110℃，12h），直至氯化锌/果壳粉混合物完全干燥后，将混合好的试剂放置于洗净的石英舟中，放入管式炉的石英管中，管内通入氮气并保持气流稳定[13]。

参考相关文献后对比得出最优条件，将核桃壳活性炭实验条件设置为为活化温度600℃，活化时间1h，氯化锌浓度50％，粒径大小为60目。将花生壳实验条件设置为活化温度500℃。活化时间1.5h，氯化锌浓度50%，60目[14]。

3、活性炭的产率计算：得率=*100%

2.2.2 EDTA处理

分别称取10g活性炭成品和10g乙二胺乙二酸钠，按质量比1：1放入250ml锥形瓶中接着加入150ml去离子水。放置于磁力搅拌器上进行搅拌，同时加温至100℃，冷凝回流3h。放置冷却后，加入NaOH稀溶液中和过量的EDTA，然后抽滤并依次用稀盐酸和蒸馏水至中性，放置于烘箱中110℃烘干12h，待自然冷却后装袋备用[15]。

2.3土壤情况检测

2.3.1 土壤样品的预处理

将采集的土样均匀地摊开在一张比较厚的纸上，挑出其中的动植物残渣及难以研磨碎的石块。用四分法取土壤（留下四分之一）。用筛子（尼龙筛网为100目）和研钵（白陶瓷制）对留下的土样进行反复的过筛—研磨，直至几乎全部过筛。放在通风干燥处风干，用天平称取50克进行装袋，分别装袋30份，放在干燥阴凉处保存备用[16]。

2.3.2 土壤理化性质的测定

此项是为研究土壤特性、进行土壤改良及科学管理提供依据。需要测定的土壤理化性质包括：密度、孔隙度、土壤温度、酸碱性（PH值）、含水率等指标，结合本次实验的目的，选择土壤的酸碱性以及含水率进行测定。

2.4 吸附实验

2.4.1 溶液的配置

用分析天平准确称取0.157g乙酸铅和0.251g硫酸铜粉末，加入烧杯后用少量去离子水溶解后，移入1000ml容量瓶中定容，配置成100mg/L的Pb（II）和Cu（II）溶液。

2.4.2 吸附实验

1、依次移取10ml配制的1000mg/L金属溶液于250ml锥形瓶中，加入去离子水至标线位置，称取5g活性炭产品于锥形瓶中。将装好试剂的锥形瓶放入摇床，恒温26℃，震荡12h。探究所制备的活性炭对单一金属的吸附情况。

2、分别移取10ml所配的Pb和Cu溶液于250ml容量瓶中，重复上一步操作。探究Pb和 Cu离子同时存在的情况下，活性炭的吸附情况。

3、将所制备的以EDTA处理过的核桃活性炭过120目筛，加入单一金属存在溶液，探究活性炭形态影响。

4、取出震荡好的试液，用针管抽取一定量，使用0.45μm滤膜过滤后移取6.25ml试液放入100ml比色管中，定容至50ml，使用原子吸收分光光度计检测目标物。（对加入了EDTA处理的核桃活性碳的溶液间隔1.5h进行一次检测）

2.5 标线绘制

2.5.1 标准浓度溶液配置

1）配制Cu的标准曲线溶液:

分别吸取0.00ml、0.50ml、1.00ml、2.00ml、3.00ml、5.00ml铜标准工作液于50ml容量瓶中，稀释至刻度，摇匀，铜的质量浓度分别为0.00mg/l、0.10mg/l、0.20mg/l、0.40mg/l、0.60mg/l、1.00mg/l，按仪器工作条件测定各标准溶液的吸光度。

2）配制Pb的标准曲线溶液:

准确吸取0.2ml、0.40ml、0.60ml、0.80ml、1.00ml铅标准使用液于50ml容量瓶中，用0.2%HNO3定容至标线，摇匀，其浓度为0.00mg/l、0.20mg/l、0.50mg/l、1.00mg/l、2.00mg/l、3.00mg/l，按仪器工作条件测定各标准溶液的吸光度。

2.5.2 标准曲线绘制

A．铅标准溶液曲线

图 3铅标准溶液曲线

由标准曲线图，可以得出Pb浓度与吸光度的关系式为y =0.01199x-0.00064，相关系数R2= 0.99942。

B．Cu标准溶液曲线

图 4铜溶液标准曲线

由标准曲线图，可以得出Cu浓度与吸光度的关系式为y =0.1221x+0.00192，相关系数R2= 0.99869

三、实验数据分析

3.1 活性炭产品情况

所制备得到的活性炭数据如下表3所示

表 3活性炭制备情况

活性炭种类

得率/%

碘吸附值mg/g

花生壳制

47.2

975.33012

核桃壳制

52.8

979.8996

3.2 土壤情况

3.2.1 普通理化性质

将土壤经风干过筛处理后，用电子天平称取20g土壤放于50ml烧杯中，加入20ml超纯水，用玻璃棒连续搅拌悬浮液五分钟，静置1小时，使悬浮液的大部分固体沉淀，过滤取上清液，用pH计测定土壤的pH值。测定结果：土壤pH值为7.16，土壤酸碱性适中，比较有利于农作物的生长。

用电子天平称取5g自然风干的土壤样品，记作土样的湿重 W1，在105℃的烘箱内将土样烘干6-8h至恒重，然后测定烘干土样的质量，记作土样的干重W2，则土样含水率的计算公式为（见公式1）：

ƒ =（W1-W2）/W2*100% （1）

式中： W1--土样的湿重，g

W2--土样的干重，g

测定结果：ƒ=（5.415-5.312）/5.415*100%=1.9%

3.2.2 土壤中金属含量测定

对土壤进行消解并检测后，得出土壤中重金属浓度如下表 4

表 4土壤中重金属浓度

土壤重金属(mg/kg)

Fe

Mn

Cu

Ni

Co

Ag

Pb

1648.71

69.85

53.70

0.22

0.22

0.02

81.60

由于所测的土壤样品来自铜陵某铁矿，故铁、锰含量明显高于其他含量，排除这两个因素，参考土壤重金属毒性情况，选择Cu和Pb作为吸附实验对象。

3.3 吸附实验数据

3.3.1 实验数据情况

对原子吸收分光光度法测定的数据进行换算处理，得到如下表 5。

表 5活性炭吸附实验原始数据表

活性炭种类

所测金属

初始浓度（mg/L）

吸附后浓度（mg/L）

去除率（%）

核桃EDTA

Pb

2.27

0

100.00%

核桃EDTA

Cu

2.57

0.68

73.52%

核桃EDTA粉末

Cu

2.57

0.06

97.60%

核桃EDTA粉末

Pb

2.27

0

100.00%

核桃花生

Pb

Cu

2.27

2.57

1.98

2.3

12.7%

10.69%

核桃花生

Pb

2.27

1.95

14.17%

核桃花生

Cu

2.57

2.31

10.08%

核桃花生EDTA

Pb

2.27

0.78

65.61%

核桃花生EDTA

Cu

2.57

0.57

77.98%

核桃花生EDTA

Pb

Cu

2.27

2.57

0.38

0.62

83.25%

76.07%

由表中数据可以看出，在经历足够吸附时，原溶液中的Pb和Cu浓度均有不同程度的减少，反映出所制备的活性炭能够有效吸附相关重金属离子 ，而经过EDTA处理后的产品活性炭效果提升明显着。而且本实验反映出对Pb离子的吸附率更高。详细的吸附效果具体到不同活性炭品种以及活性炭颗粒状态下有所差距 。

3.3.2 对Pb（II）吸附情况

单一金属铅溶液吸附一共四组分别加入了果壳碳、EDTA处理后的花生核桃混合碳，EDTA处理过的核桃碳，粉末状EDTA处理后的核桃活性炭，结果如下图所示

图 5活性炭对 Pb（II）去除率

由图清晰可见EDTA处理后的活性炭产品对Pb离子的吸附状况更好，过120目筛的活性炭产品比60目筛 的产品吸附效果在此相差不大。单一的核桃壳制备出的核桃碳表现出来对铅极好的吸附能力。

3.3.3 对Cu（II）的吸附情况

单一金属铜溶液吸附一共四组分别加入了果壳碳、EDTA处理后的花生核桃混合碳，EDTA处理过的核桃碳，粉末状EDTA处理后的核桃活性炭，结果如下图 6所示

图 6活性炭对 Cu（II）去除率

对Cu的吸附情况进一步反映出EDTA处理过的活性炭吸附性能明显优于普通的活性炭，而过120目筛后的产品吸附效果最好。

3.3.4 Pb和Cu混合溶液吸附情况

在铅铜混合溶液中使用的是等比例混合的核桃和花生壳活性炭以及对其进行EDTA功能化处理的产品，实验结果情况如下

图 7Pb和Cu混合溶液吸附

由图可见，EDTA处理后的活性炭明显优于未经处理的活性炭，且对Pb的吸附性更好。且由图中观察并参阅相关文献，Cu和Pb的同时存在会产生竞争，影响吸附效果，EDTA功能化处理后的影响使得吸附率进一步得到了提升。

3.3.5 时间因素影响

由于在经过对比后发现EDTA处理过的核桃活性炭相对吸附较好，故进行了一次补充实验，重复上述实验步骤，间隔1.5h取出试液对Pb离子进行一次浓度检测。实验结果如下图

图 8 吸附效率和时间的关系

由图可见对Pb的吸附速度相当迅速，在四小时后去除率就已经超过了八成，实际应用过程中可以有效提高工程进度。

3.4 对活性炭进行红外光谱分析

利用红外光谱对活性炭进行检测，探究其表明官能团情况。所得红外光谱如图 9

图 9红外光谱图

根据红外光谱情况看，活性炭表面有丰富的官能团如羰基和-OH等，EDTA活化后，这些官能团的特征峰明显增强。

根据参阅相关文献了解到。生物质活性炭炭对Cu的吸附过程有快吸附和慢吸附两个一级动力学阶段，快吸附是官能团与重金属离子直接发生吸附作用，慢吸附由于颗粒内扩散作用被生物炭吸附。故活性炭中含氧官能团种类对吸附的速度和效果有着较大影响，因此EDTA活化对活性炭的功能化加工后吸附效果提高可能与此有关[17]。

四、实验总结和展望

4.1 实验结论

a.使用氯化锌作为活化剂制备活性炭的得率较高，以花生壳和山核桃作为原料得率分别达到47.2%和52.8%。本次实验所制备得到的活性炭吸附性能良好，但未处理的情况下对溶液中重金属吸收效率较低，对Pb离子的去除率为14.17%，对Cu的去除率仅为10.08%；在Pb和Cu离子共同存在的溶液里，对Pb的吸附效果降低了约2%。

使用EDTA对其进行功能化处理后能够明显提高其的吸附效果，并且在多种重金属共存的情况下能够有效提高吸附，这对实际环境背景情况里重金属污染土壤中往往有多种重金属同时存在的情况有良好的适应性。在单一金属溶液体系中，对Cu的去除效率提升到75.32%，对Pb去除率到100%。在两种金属共存的溶液里，EDTA处理过的活性炭能够改善两种离子的竞争作用，对Pb和Cu的去除率分别提高到83.25%和76.07%。

同时实验数据表明，在相同质量情况下，活性炭颗粒越小吸附的速度越快，吸附能力也有所提高。对比同样经过EDTA功能化处理过的核桃活性炭，粉碎过120目的粉末活性炭相对比与过60目的产品，对Cu的去除率由73.52%提高到97.6%。

b.实验结果反映的情况来看，具体活性炭颗粒大小以及活性炭种类等因素值得讨论研究，而且结果表明活性炭对重金属的吸附反应速度相对较快，应当设置以时间和投加量为变量对吸附效果影响作为探究。本实验中的溶液体系参考其他类似的实验设置为中性，而实际中土壤情况较为复杂，有酸性土壤和碱性土壤的不同，也需要考虑酸雨等外部自然影响，而这些都会对吸附情况产生影响，同样值得探究。

4.2.展望

本次实验反映出EDTA功能化处理活性炭对土壤重金属Pb和Cu离子能够进行有效吸附，因此可以考虑作为一种土壤改良剂使用，参考现有市场成品活性炭价格，以农作物秸秆或果壳类制得的活性炭进行功能化处理后的产品价格更加低廉，不仅能够有效改善土壤重金属污染情况，还能使得原本的废弃物得到新的利用，提高了农产品的产业链和产业附加值。但对与这种工艺所制作得到产品是否会有EDTA过量的残余或者在极端的环境下对土壤造成新的污染有待通过实验商榷。

图标清单

表 1 实验试剂... 5

表 2 实验主要仪器... 6

表 3活性炭制备情况... 10

表 4土壤中重金属浓度... 10

表 5活性炭吸附实验原始数据表... 11

图 1论文研究内容流程图... 4

图 2活性炭制备工艺流程图... 6

图 3铅标准溶液曲线... 8

图 4铜溶液标准曲线... 9

图 5活性炭对 Pb（II）去除率... 12

图 6活性炭对 Cu（II）去除率... 12

图 7Pb和Cu混合溶液吸附... 13

图 8 吸附效率和时间的关系... 14

图 9红外光谱图... 14

参考文献

[1] 环境保护部,国土资源部.全国土壤污染状况调查公报

[2] 张芬. 苏州一些地区内土壤重金属污染研究及评价[D].苏州大学,2015.

[3] 刘宏燕. 椰壳基活性炭改性及其对Pb~（2+）的吸附性能研究[D].中南大学,2010.

[4] [刘青松. 微波法制备竹基活性炭及强化湿式氧化处理含酚废水研究[D].哈尔滨工业大学,2010.

[5] 周姣红,曾霞文,孙忠刚.树脂结合成型活性炭的制备工艺及其吸附性能的研究[J].甘肃科技,2017,33(12):56-57+31.

[6] 蔡芬芬,朱义年,梁美娜. 活性炭改性的研究进展及其应用[A]. 中国环境科学学会.2008中国环境科学学会学术年会优秀论文集（上卷）[C].中国环境科学学会:,2008:5.

[7] 梁刚. 矿山土壤重金属污染防治及环境影响后评价研究[A]. 中国环境科学学会.2012中国环境科学学会学术年会论文集（第四卷）[C].中国环境科学学会:,2012:5.

[8] 特种肥的“独特”之处一一高端技术.上海农业信息网.;2016年05月03日

[9] 杨静.我国花生产业的发展现状及建议[J].中国食物与营养,2009(01):17-19.

[10] 马荣生,陈杰,夏鹏,王学江.碳酸钙对铜铅铬复合污染土壤的修复机制[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2017,45(01):119-123+130.

[11] 刘运坤. 炭改良剂对复合污染土壤Cu的钝化效果[D].南昌航空大学,2016.

[12] 杨天周.EDTA对污染土壤中金属解吸的影响[J].污染防治技术,2008(03):18-21+107.

[13] 冯玲玲,卫新来,张娜,俞志敏,吴克.氯化锌活化梧桐树皮制备活性炭及其特性表征[J].阜阳师范学院学报(自然科学版),2016,33(01):41-45.

[14] 刘晓红,王省伟,赵博,吕俊芳,康妮娜,张耀军.核桃果皮基活性炭的氯化锌活化制备及工艺优化[J].光谱学与光谱分析,2014,34(12):3350-3353.

[15] 曹剑瑜,汤佳丽,宋玲政,许娟,王文昌,陈智栋.EDTA对活性炭的功能化处理及其对炭载Pd催化剂电催化性能的影响[J].物理化学学报,2013,29(01):144-150.

[16] 土壤中铜的测定.豆丁网

[17] 周丹丹,吴文卫,赵婧,储刚,梁妮,吴敏.花生壳和松木屑制备的生物炭对Cu~(2+)的吸附研究[J].生态环境学报,2016,25(03):523-530.