重金属及其氧化物高压相变的第一性原理研究

重金属及其氧化物高压相变的第一性原理研究
重金属及其氧化物高压相变的第一性原理研究

重金属及其氧化物高压相变的第一性原理研究

【摘要】:高压相变是材料物理中关注的热点研究问题之一,它对揭示材料结构、电子结构等有重要科学意义,在化学、生物科学及地球科学中也有很重要的应用价值。利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,我们主要研究了以锕系为主的重金属及其氧化物在静压力下所发生的结构相变、等构相变及相变路径,同时也对由于压力引起的电荷转移、电导以及磁性等性质的变化进行了系统研究。具体地讲,本论文主要有三部分的内容:锕系二氧化物(AO2,A=Th、U、Np或Pu)的高压相变特性及其基态电子结构、磁性、力学性质、热力学性质(第三章和第四章);第1V族过渡金属锆及钛锆合金高压下的相变、弹性、超导电性及电荷转移(第五章);过渡金属氧化物PbCrO3的高压相变及强关联局域性、状态方程及磁结构等(第六章)。对锕系二氧化物(AO2,A=Th、U、Np或Pu)及钍的两种氢化物ThH2和Th4H15的计算表明:U、Np和Pu中的5f电子对其化合物的电子结构有较重要的影响,需要采用LDA+U方法进行计算,而对不含5f电子的钍化合物体系则只需用GGA方法就可得到它们的结构特性。固定U在4eV,采用LDA+U方法,我们得到了较传统的DFT计算更符合实验结果的U、Np或Pu氧化物电子结构。根据电子结构分析,发现Th-O、U-O、Np-O及Pu-O键可以被理解成具有混合的离子/共价特性,Pu-O、U-O 和Np-O键比Th-O键具有更强的共价性,而Th-O键离子性最强。弹性常数及声子谱结果表明AO2常压相都是稳定的。对ThO2及PuO2

而言,其从Fm3m到Pnma相转变压强分别为26.5GPa和24.3GPa;发现它们的高压相分别在80-130GPa和75-133GPa区间会发生等构相变,Pnma相PuO2在133GPa附近有金属态转变。通过第一性原理PuO2拉伸实验获得了不同特征方向拉伸情况下的力学特性,首次给出了PuO2的理论抗张强度,发现Pu-O键离子/共价性在拉伸下将减弱,并会发生绝缘体-金属态转变。弹性常数及声子谱结果表明体心四方结构ThH2为稳定相,而萤石矿型ThH2是力学和动力学都不稳定的亚稳相。利用GGA方法,研究了第1V族过渡金属锆及等原子钛锆合金的高压相变特性。首先,我们得到了α与ω相锆及等原子钛锆合金的基本参数,计算结果显示所得到的结构参数、弹性常数、弹模、泊松比、超声波速、德拜温度及状态方程与相关实验结果符合的很好。计算预测锆(钛锆合金)在T=0K时α→ω及ω→β结构相转变压分别为-3.7GPa(一13.8GPa)和32.4GPa(33.9GPa).预测α与ω相为力学稳定相,而β相在0压时为力学不稳定相。β相锆及钛锆合金加压分别至3.13GPa和2.19GPa时才会满足力学稳定条件。锆金属的低压β相满足低弹模条件。动力学稳定性测试表明β锆在低于26GPa时都是动力学不稳定的。对锆及钛锆合金,加载过程中的s-d电荷转移在压力引起的力学性质强化方面都起着重要的作用。我们基于β锆声子谱沿[111]及[110]方向的软模振动,给出了β→ω及β→α转变的相变路径。通过计算电-声耦合常数研究了锆的超导电性,发现计算所得Tc与实验结果是相符合的。发现超导电性的压力行为主要与d轨道电子有关。β锆的Tc在30GPa附近出现极大值主要是因为TA1软模。加压

过程中锆的所有三种结构Tc增加或减小都与电声耦合常数λ的相应行为有密切关系。利用LDA+U及GGA+U方法,对过渡金属氧化物PbCrO3的高压相变特性进行了研究。发现只有在LDA+U方法中调整参数U到4eV附近,才可以获得和实验相符的铁磁或反铁磁基态,充分说明了该材料中的强关联局域性。R3相PbCrO:-CrPbO3和实验低压相Ⅰ是一致的,而Pm3m和R3c相PbCrO3与实验高压相Ⅱ相符。预测加压下R3相PbCrO3-CrPbO3到Pm3m相PbCrO3相变压为1.5GPa,R3相PbCrO3-CrPbO3到R3c相PbCrO3(?)(?)变压为-6.7GPa。在很宽的能量范围内,Cr-3d和O-2p轨道具有明显的杂化。计算结果表明实验相Ⅰ体积大是因为实验样品中包含了CrPbO3,而相Ⅰ的高压缩性和低压下就开始的PbO6/2八面体向CrO6/2转换有很大关系。【关键词】:第一性原理计算电子结构相变磁性弹性常数声子谱强关联【学位授予单位】:山西大学

【学位级别】:博士

【学位授予年份】:2011

【分类号】:O521.23

【目录】:摘要11-13ABSTRACT13-16第一章绪论16-281.1高压相变16-171.1.1高压相变分类16-171.1.2等构相变171.2高压相变研究进展17-221.2.1锕系金属高压相变研究17-191.2.2碱金属高压相变研究

19-201.2.3过渡金属高压相变研究20-211.2.4过渡金属氧化物高压相变研究21-221.3本文主要研究成果22-23参考文献23-28第二章基于密度泛函的第一性原理方法介绍28-462.1引言28-292.2基本方程和绝热近似292.3密度泛函基础29-322.4交换关联相互作用能32-332.5第一性原理计算的一般过程33-342.6本文计算材料物性的方法34-422.6.1弹性常数34-372.6.2弹性模量37-392.6.3弹性波速及德拜温度39-402.6.4硬度40-42参考文献42-46第三章ThO_2及钍氢化物(ThH_2和Th_4H_(15))的基态性质及高压相变46-683.1引言46-473.2计算方法47-483.3萤石矿型ThO_2的基态性质48-533.3.1原子结构和力学性质48-513.3.2电子结构和电荷分布51-523.3.3声子谱曲线52-533.4ThO_2的高压行为53-583.5钍氢化物的基态性质58-643.5.1钍氢化物的原子及电子结构58-623.5.2钍氢化物的力学性质62-633.5.3钍二氢化物的声子谱63-643.6小结64-65参考文献65-68第四章UO_2、NpO_2及PuO_2的基态性质及高压相变68-1044.1引言68-704.2计算方法70-714.3NpO_2的基态性质71-774.3.1NpO_2的原子及电子结构71-754.3.2力学性质75-764.3.3NpO_2的声子谱76-774.4PuO_2基态性质及高压相变77-964.4.1萤石矿型PuO_2的原子、电子结构77-824.4.2力学性质82-894.4.2.1弹性常数82-834.4.2.2德拜温度83-844.4.2.3硬度844.4.2.4拉伸条件下的理论强度及键合性质84-894.4.3萤石矿型PuO_2的声子谱及热力学性质89-924.4.4PuO_2的高压相变92-964.5小结96-98参考文献98-104第五章金属锆及钛锆合金高压下的相变、弹性及超导电性104-1265.1

引言104-1055.2计算方法105-1075.2.1计算细节105-1065.2.2力学性质1065.2.3超导电性106-1075.3金属锆计算结果和讨论107-1135.3.1相变107-1085.3.2加压过程的力学性质分析108-1105.3.3相变路径及超导电性110-1135.4钛锆合金计算结果和讨论113-1205.4.1结构113-1145.4.2相变114-1175.4.3弹性117-1205.5小结120-121参考文献121-126第六章PbCrO_3高压相变及电子结构研究126-1406.1引言126-1276.2计算方法127-1286.3计算结果和讨论128-1356.3.1立方PCO的结构和磁性128-1306.3.2相变分析130-1326.3.3高压行为132-1336.3.4电子结构133-1356.4小结135-136参考文献136-140第七章总结与展望140-143博士期间完成的论文143-145致谢145-147个人简况及联系方式147-149 本论文购买请联系页眉网站。

重金属传播特性分析

重金属污染来源、分布、治理方法 点击次数:2540 发布时间:2011-2-16 摘要:文章阐明了重金属污染物来源与分布,同时对国内外土壤重金属污染治理的研究工作做了系统的综述,提出了土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法,利用环境矿物材料治理土壤重金属污染物的方法,具有成本低、效果好、无二次污染及有用金属可回收利用等优点,展现出广阔的环境矿物学研究与应用前景。并提醒人们要提高土壤质量意识,保护生态环境。 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。砷、硒是非金属,但是它的毒性及某些性质与重金属相似,所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。环境污染方面所指的重金属主要是指生物毒性显著的汞、镉、铅、铬以及类金属砷,还包括具有毒性的重金属锌、铜、钴、镍、锡、钒等污染物。 随着全球经济化的迅速发展,含重金属的污染物通过各种途径进入土壤,造成土壤严重污染。土壤重金属污染可影响农作物产量和质量的下降,并可通过食物链危害人类的健康,也可以导致大气和水环境质量的进一步恶化。因此引起世界各国的广泛重视。目前,世界各国土壤存在不同程度的重金属污染,全世界平均每年排放Hg约1.5万 t、Cu为340万 t、Pb为500万 t、Mn为1500万 t、Ni为100万 t。中国北方大城市的蔬菜基地和部分商品粮基地也存在着不同程度的重金属污染,如北京、天津、西安、沈阳、济南、长春、郑州等地;。 南方相对较轻,如福州、宁波、上海、武汉、成都等地。土壤重金属污染将会造成生态系统的严重破坏。从中国土壤资源状况看,到2000年底中国人均耕地仅为0.1 hm2,而且随着今后中国经济社会的发展如生态退耕、农业结构调整及自然灾害损毁等,土壤资源将进一步减少。因而如何有效地控制及治理土壤重金属的污染,改良土壤质量,将成为生态环境保护工作中十分重要的一项内容。 重金属污染原理 重金属,特别是汞、镉、铅、铬等具有显著和生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解,而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程(即迁移)。重金属污染的特点是:(1)除被悬浮物带走的外,会因吸附沉淀作用而富集于排污口附近的底泥中,成为长期的次生污染源;(2)水中各种无机配位体(氯离子、硫酸离子、氢氧离子等)和有机配位体(腐蚀质等)会与其生成络合物或螯合物,导致重金属有更大的水溶解度而使已进入底泥的重金属又可能重新释放出来;(3)重金属的价态不同,其活性与毒性不同。其形态又随pH和氧化还原条件而转化。(4)在其危害环境方面的特点是:微量浓度即可产生毒性(一般为1~10毫克/升,汞、镉为0.01~0.001毫克/升);在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物(如洋-甲基汞);可被生物富集,通过食物链进入人体,造成慢性路线。亲硫重金属元素(汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷等)与人体组织某些酶的巯基(-SH)有特别大的亲合力,能抑制酶的活性,亲铁元素(铁、镍)可在人体的肾、脾、肝内累积,抑制精氨酶的活性。六价铬可能是蛋白质和核酸的沉淀剂,可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶,导致高铁血红蛋白,可能致癌,过量的钒和锰(亲岩元素)则能损害神经系统的机能。 本文主要从土壤中重金属污染物来源与分布、土壤中重金属污染物的现行治理方法入手,提出土壤中重金属污染物防治的环境矿物学新方法。旨在保护环境,提高土壤的环境质量。 1 土壤中重金属污染物来源与分布 土壤中重金属的来源是多途径的,首先是成土母质本身含有重金属,不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。此外,人类工农业生产活动,也造成重金属对大气、水体和土壤的污染。 1.1 大气中重金属沉降

典型铜尾矿库周边土壤重金属复合污染特征

生态环境学报 2010, 19(1): 113-117 https://www.360docs.net/doc/a08970337.html, Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@https://www.360docs.net/doc/a08970337.html, 基金项目:全国优秀博士学位论文作者专项资金项目(200549);国家自然科学基金项目(50874032);上海市重点学科建设项目(B604) 作者简介:王志楼(1984年生),男,硕士研究生,研究方向为环境微生物学与污染控制。E-mail:zlouwang@https://www.360docs.net/doc/a08970337.html, *通讯作者:柳建设,男,博士生导师,研究方向为环境微生物学与污染控制。E-mail:liujianshe@https://www.360docs.net/doc/a08970337.html, 收稿日期:2009-11-06 典型铜尾矿库周边土壤重金属复合污染特征 王志楼,谢学辉,王慧萍,郑春丽,柳建设* 东华大学环境科学与工程学院,上海 201620 摘要:应用了Hakanson 潜在生态风险指数法、相关分析法、主成分分析法对德兴铜矿尾砂库周边土壤Cu 、Zn 、Ni 、Pb 、Cr 和Cd 复合污染特征进行研究,定量确定了铜尾矿库潜在生态风险程度、主要污染因子和潜在生态风险因子。结果表明:铜矿尾矿库周边土壤受到不同程度的重金属污染,该地区平均潜在生态风险污染指数超过600,具有极高的潜在生态风险;各重金属潜在生态风险参数由高至低顺序为Cd 、Cu 、Pb 、Ni 、Cr 、Zn ,其中Cd 为主要潜在生态风险因子。进一步通过主成分分析法研究了重金属的污染特性,发现前3个主成分贡献率分别为:65.033%、18.825%、6.243%,第一主成分反映了Zn 、Ni 、Cr 的信息,第二主成分反映了Cu 和Cd 的信息,第三主成分反映Pb 的信息。 关键词:重金属;复合污染;铜尾矿库;潜在生态风险评价;主成分 中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1674-5906(2010)01-0113-05 矿山开采导致的矿山生态环境污染已成为全球性的环境问题,日益引起人们的关注。选矿产生的尾矿通常呈泥浆状,尾矿一般存放在尾矿库,小部分尾矿作为充填材料又回填到井下,绝大部分长期堆存尾矿库。选矿废水以及尾矿沉淀后的废液经简单处理后循环使用或用于周边农田灌溉,部分废液经尾矿坝泄水孔直接外排至周边水体。尾矿库中的重金属通过外排的废液或者通过扬尘进入周边环境,从而对周边环境产生重金属污染和危害。同时,选矿必须加入大量的选矿药剂,如捕收剂、抑制剂、萃取剂,这些药剂多为重金属的络合剂或整合剂,它们络合Cu 、Zn 、Hg 、Pb 、Mn 、Cd 等有害重金属,形成复合污染,改变重金属的迁移过程,加大重金属迁移距离[1-3]。因此,在矿产资源开采过程中,尾矿库的重金属是矿山环境污染的重要来源之一[4]。 德兴铜矿是亚洲最大的露天铜矿,其4#尾砂库尾砂坝是亚洲第一大坝,前人研究表明,在矿区开采活动中,致使重金属在土壤中累集,土壤环境质量下降和生态环境恶化。为进一步揭示矿区重金属污染特征,本文对德兴铜矿4#尾砂库周边土壤,尤其是农用土壤重金属污染状况及复合污染特征进行了研究,对指导矿冶周边地区重金属污染土壤生态修复具有重要意义。 1 材料与方法 1.1 样品采集 采样时间是2008年5月,采用S 形多点采样,在德兴铜矿4#尾砂库坝顶及其坝坡以及坝下游按照 距离增大的顺序采集石墩头村、杜村、浮溪口和海口镇农田,沿线约10 km 的范围内土壤表层样品16件,具体采样点分布位置见图1。 采用四分法挑出一部分新鲜土样,将拣出土壤样品中异物后自然风干,再将风干的土样剔除石块、贝壳、玻璃、残根等杂物后,经石英研钵研细,过1 mm 尼龙网筛,装入塑料袋,供分析测定使用。 1.2 样品分析 土壤重金属元素测定方法为:土壤样品经由浓硝酸-浓盐酸-氢氟酸-高氯酸消解后,采用日立Z-2000原子吸收光谱法进行测定[5]。 图1 土壤重金属取样点分布 Fig.1 Distribution of sampling sites of soil heavy metals

金属和金属氧化物

第八单元金属和金属材料 考点1 金属材料包括纯金属和合金两类。 金属属于金属材料,但金属材料不一定是纯金属,也可能是合金。 考点2 金属材料的发展史商朝,人们开始使用青铜器;春秋时期开始冶铁;战国时期开始炼钢;铜和铁一直是人类广泛应用的金属材料。在100多年前,又开始了铝的使用,因铝具有密度小和抗腐蚀等许多优良性能,铝的产量已超过了铜,位于第二位。 考点3 金属的物理性质 1.共性:大多数金属都具有金属光泽,密度和硬度较大,熔沸点较高,具有良好的延展性和导电、导热性。在室温下除汞为液体,其余金属均为固体。 2.一些金属的特性:铁、铝等大多数金属都呈银白色,铜呈紫红色,金呈黄色;常温下大多数金属都是固体,汞却是液体;各种金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差异较大;银的导电性和导热性最好,钨的熔点最高,汞的熔点最低,铬的硬度最大。考点4 物质的性质与物质的用途之间的关系 1.物质的性质决定物质的用途,而物质的用途又反映出物质的性质。 2.物质的性质很大程度上决定了物质的用途。但这不是唯一的决定因素,在考虑物质的用途时,还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和对环紧的影响等多种因素。 考点5 合金 1.合金:在金属中加热熔合某些金属和非金属,形成具有金属特性的物质。 注意:(1)合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。(2)合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,使合金更容易适于不同的用途。(3)日常使用的金属材料,大多数为合金。(4)金属在熔合了其它金属和非金属后,不仅组成上发生了变化,其内部组成结构也发生了改变,从而引起性质的变化。 2.合金的形成条件:其中任一金属的熔点不能高于另一金属的沸点(当两种金属形成合金 时)。 3.合金与组成它们的纯金属性质比较。下面是黄铜和铜片,焊锡和锡,铝合金和铝线的有 (1)铁合金:主要包括生铁和钢,它们的区别是含碳量不同,生铁含碳量2%-4.3%,钢的含碳量为0.03%—2%。钢比生铁具有更多的优良性能,易于加工,用途更为广泛。(2)铝合金:铝中加入镁、铜、锌等金属形成合金。广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等,可增加它们的载重量以及提高运行速度,并具有抗海水腐蚀、避磁性等特点。(3)铜合金:黄铜:铜、锌的合金;青铜:铜、锡的合金;白铜:铜、镍的合金。 (4)钛和钛合金:被认为是21世纪的重要金属材料。性质:优异的耐腐蚀性,对海水、空气和若干腐蚀介质都稳定,可塑性好,强度大,密度小。用途:喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、造纸、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等。

重金属污染物的迁移和分布规律

垃圾焚烧中重金属污染物的迁移和分布规律 摘要:城市生活垃圾成分复杂,并且焚烧过程中会产生重金属的二次污染,是城市垃圾处理中最难解决的问题。对此,从垃圾重金属的来源,重金属在垃圾焚烧过程中的迁移和转变特性,以及重金属在焚烧过程中迁移分布的影响因素等方面进行研究。研究认为,重金属在焚烧炉中的最终分布除了受本身特性(蒸发压力和沸点)影响外,还与原生垃圾组成以及焚烧环境有关。 关键词:垃圾焚烧;重金属;污染物迁移;污染物分布规律 随着经济发展和城市化进程的加快,城市生活垃圾对环境造成的污染已经成为全球瞩目的问题。与填埋、堆肥等其它垃圾处理方法相比较,焚烧法垃圾处理技术具有如下优点:(1)大幅减少垃圾体积和重量;(2)处理速度快、储存期短;(3)回收能量用于供热、发电;(4)就地燃烧无需长距离运输;(5)通过合理组织燃烧及尾气处理实现清洁燃烧等[1]。焚烧法垃圾处理技术已成为我国部分城市处理生活垃圾的首选技术。由于原生垃圾中含有不等量的各类金属废弃物如各种金属制品、电池等,其中所含的重金属(如汞、铅、镉、铬、铜、锌、锰等)在焚烧过程中将发生迁移和转化,富集于直径小于1μm的飞灰颗粒中。由于常规的颗粒捕集设备对小颗粒飞灰捕集效率很低,这些富集了有毒重金属的细小颗粒将被排放到大气中,最终被人类呼吸。焚烧炉底灰、除尘设备飞灰、炉壁残留灰以及洗涤塔所产生的污水中也都可能含有重金属,由于重金属的渗滤特性,其中的重金属也会进入环境而造成二次污染。 随着人民生活水平的提高,人们越来越重视生态环境的改善,从垃圾焚烧工业兴起至今,许多国家相继对焚烧炉烟气中重金属等的排放作了严格的限制,且要求越来越严格。表1为现今国内外垃圾焚烧烟气排放重金属控制标准。 表1各国生活垃圾焚烧重金属污染物排放标准[3~5]mg/m3(标准状态) Floyd Hasselriis[6,7]等人在对典型垃圾组分中重金属含量测定后指出,即便是去除了明显易生成重金属污染的垃圾源,焚烧后仍将有大量有毒重金属存在;另一方面,

通则0821重金属检查法

0821重金属检查法 本法所指的重金属系指在实验条件下能与硫代乙酰胺或硫化钠作用显色的金属杂质。 标准铅溶液的制备称取硝酸铅0.1599g,置1000ml量瓶中,加硝酸5ml 与水50ml溶解后,用水稀释至刻度,摇匀,作为贮备液。 精密量取贮备液10ml,置100ml量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀,即得(每1ml相当于10μg的Pb)。本液仅供当日使用。 配制与贮存用的玻璃容器均不得含铅。 第一法 除另有规定外,取25ml纳氏比色管三支,甲管中加标准铅溶液一定量与醋酸盐缓冲液(pH3.5)2ml后,加水或各品种项下规定的溶剂稀释成25ml,乙管中加入按各品种项下规定的方法制成的供试品溶液25ml;丙管中加入与乙管相同重量的供试品,加配制供试品溶液的溶剂适量使溶解,再加与甲管相同量的标准铅溶液与醋酸盐缓冲液(pH3.5)2ml后,用溶剂稀释成25ml;若供试液带颜色,可在甲管中滴加少量的稀焦糖溶液或其他无干扰的有色溶液,使之与乙管、丙管一致;再在甲、乙、丙三管中分别加硫代乙酰胺试液各2ml,摇匀,放置2分钟,同置白纸上,自上向下透视,当丙管中显出的颜色不浅于甲管时,乙管中显示的颜色与甲管比较,不得更深。如丙管中显示出的颜色浅于甲管,应取样按第二法重新检查。 如在甲管中滴加稀焦糖溶液或其他无干扰的有色溶液,仍不能使颜色一致时,应取样按第二法检查。 供试品如含高铁盐影响重金属检查时,可在甲、乙、丙三管中分别加入相同量的维生素C0.5~1.0g,再照上述方法检查。 配制供试品溶液时,如使用的盐酸超过1 ml,氨试液超过2ml,或加入其他试剂进行处理者,除另有规定外,甲管溶液应取同样同量的试剂置瓷皿中蒸干后,加醋酸盐缓冲液(pH3.5)2ml与水15ml,微热溶解后,移置纳氏比色管中,加标准铅溶液一定量,再用水或各品种项下规定的溶剂稀释成25ml。 第二法 除另有规定外,当需改用第二法检查时,取各品种项下定量的供试品,按炽灼残渣检查法(通则0841)进行炽灼处理,然后取遗留的残渣;或直接取炽灼残渣项下遗留的残渣;如供试品为溶液,则取各品种项下规定量的溶液,蒸

金属氧化物催化剂

金属氧化物催化剂及其催化作用金属氧化物催化剂通常为复合氧化物(complex oxides),即多组分的氧化物。如V O -MoO , TiO -V 2O 5-P 2O 5,V 2O 5-MoO 3-Al 2O 3。组分中至少有一个组分是过渡金属氧化物。组分与组分之间可能相互作用,作用的情况因条件而异。复合氧化物系通常是多相共存,如MoO 3-Al 2O 3,就有α-、β-、复杂,有固溶体、有杂多酸、有混晶等。 就催化作用与功能来说,有的组分是主催化剂,有的组分为助催化剂或者是载体。

金属氧化物催化作用机制-1 z半导体的能带结构 z催化中重要的是非化学计量的半导体,有n型和p型两大类。非计量的化合物ZnO是典型的n型半导体(存在自由电子而产生导电行为)。NiO是典型的p型半导体,由于缺正离子造成非计量性,形成氧离子空穴,温度升高时,此空穴变成自由空穴,可在固体表面迁移,成为NiO导电的来源。 z Fermi能级E f是表征半导体性质的一个重要物理量,可以衡量固体中电子逸出的难易,它与电子的逸出功?直接相关。?是将一个电子从固体内部拉到外部变成自由电子所需的能量,此能量用以克服电子的平均位能,Fermi能级E 就是这种平均位能。 f z对于给定的晶格结构,Fermi能级E f的位置对于其催化活性具有重 O分解催化反应。 要意义。如N x z XPS研究固体催化剂中元素能级变化

金属氧化物催化作用机制-2 z氧化物表面的M=O键性质与催化活性的关联 z晶格氧(O=)的催化作用:对于金属氧化物催化剂表面发生氧化反应时,作为氧化剂的氧存在吸附氧与晶格氧两种形态。晶格氧由于氧化物结构产生。选择性氧化(Selective Oxidation)是固体氧化物催化剂应用主要方向之一。在选择性氧化中,存在典型的还原-氧化催化循环(Redox mechanism))。这里晶格氧直接参与了选择性氧化反应。 z根据众多的复合氧化物催化氧化可以概括出:1 选择性氧化涉及有效的晶格氧;2 无选择性完全氧化反应,吸附氧和晶格氧都参加了反应;3 对于有两种不同阳离子参与的复合氧化物催化剂,一种阳离子M+承担对烃分子的活化与氧化功能,它们再氧化靠晶格氧O=;另一种金属氧化物阳离子处于还原态,承担接受气相氧。(双还原-氧化催化循环机理) (dual-redox) z举例:甲烷选择性氧化制备合成气、甲醇或甲醛 z CH4+O2→CO+2H2-136 kcal/mol z CH4+O2→CH3OH -22 kcal/mol z CH4+O2→HCHO+H2O -70 kcal/mol z CH4+O2→CO2+2H2O -189 kcal/mol

最新重金属试题

第一部分:重金属污染修复概述试题 一、单项选择题 1、下列属于人体生命活动所必需的微量元素的重金属是(B ) A.铜、锌、铅B.锌、锰、铜C.锌、铜、砷D.锰、锌、镉2.土壤重金属污染是指比重大于C 的金属或其化合物在土壤环境中所造成的污染。 A.2 B.3 C.4 D.5 3、下列说法不正确的是( D ) A.砷(As)能在潮湿的环境中氧化成毒性更强的As2O3。 B.镉(Cd)既是一种重金属又是一种致癌物质。 C.重金属主要通过采矿、冶炼、污灌、污泥、施肥、大气沉降等进入环境中。D.有些重金属是人体生命活动所必需的微量元素,因此不会对人体造成损害。 4. 下列固体废物固化方法中,不需要加热的是水泥固化。 水泥固化 B.沥青固化 C.塑料固化 D. 自胶结固化 5. 一般工业固体废弃物分为几类?。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 6、下列选项中,哪项不属于重金属铅可能引起的疾病() A.神经衰弱B.铅中毒C.心血管疾病D.小儿麻痹症 7、导致日本“水俣病”事件的主要物质是() A.甲苯B.甲醛C.甲基汞D.硫化汞 8、铬及其化合物都有毒性,其中毒性最大的是(a ) A.六价铬B.二价铬C.三价铬D.单质铬

9、重金属废渣堆放造成的最严重、最难以根治的污染问题是() A.水体污染B.大气污染C.土壤污染D.地下水污染10、危险废物是指() A.含有重金属的废弃物 B.列入国家危险废物名录或是根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定具有危险特性的废物 C.具有致癌性的固体废弃物 D.人们普遍认为危险的废弃物 11.《重金属污染综合防治“十二五”规划》资金计划,国家计划投入750亿元资金,开展,区域将得到国家项目资金的重点支持。 A. 污水治理,长三角 B.雾霾综合治理,京津冀 C. 重金属污染综合防治,重点防治 D.节能减排,珠三角 12.《湘江流域重金属污染治理实施方案》明确了几个重点区域? A.5 B. 6 C7 D.8 13、环境污染对人和哺乳动物具有“三致作用”,下列不属于“三致作用”的是() A.致癌作用B.致突变作用C.致死作用D.致畸作用 14、下列属于土壤物理修复的是() A.深耕翻土B.不溶解剂技术C.氧化还原D.植物修复 15、日本某地区曾出现狂猫跳海的现象,这是因为() A.猫太饿了,到海边去抓鱼B.猫吃了受汞污染的鱼 C.猫吃了含有镉的食物D.猫吃了含有铅的食物

重金属复合污染土壤的超积累植物修复技术

天津师范大学 本科毕业论文(设计)重金属污染土壤的超积累植物修复技术 学院:城市与环境科学学院 学生姓名:陈晓龙 学号:10508122 专业:资源环境与城乡规划管理 年级:2010级 完成日期:2014年4月8日 指导教师:梁培玉

重金属污染土壤的超积累植物修复技术 摘要:近年来,由于工农业的急速发展,导致环境问题日益严重。采矿、冶炼、汽车尾气的排放、工业废水的排放、农业化肥的使用,导致重金属囤积,严重污染土壤,对人类生活已造成了严重危害。重金属污染有别于其他污染,在土壤中重金属无法通过自身特性而降解。由于重金属具的易富集的特性,这导致其很难被降解在环境中。植物修复技术作为一种新兴的绿色技术被重视,并成为国内外研究的热点。本文就国内外目前研究植物修复技术的现状,重点探讨中国在植物修复技术上的发展和植物修复技术目前在国内重金属污染土壤中的应用。 关键词:重金属;土壤污染;超积累植物;植物修复技术; Technology of Hyperaccumulator for Phytoremediation of Soils Contaminated by Heavy Metals Abstract:In recent years, given the rapid development of industry and agriculture, led to increasingly serious environmental problems. Mining, metallurgy, automobile exhaust emissions and industrial wastewater discharges, agricultural fertilizers, leading to accumulation of heavy metals, heavily polluted soil, has caused serious harm to human life. Differ from other organic compound pollution of soil heavy metal pollution, cannot by itself the purification and physicochemical properties or biological degradation. Enrichment of heavy metals, it is difficult to degrade in the environment. Phytoremediation was developed in recent years for removal of heavy metal pollution in soil in green technology. Hyperaccumulators and phytoremediation of heavy metals has become one of the hot fields of academic research at home and abroad. This article on the current status of research on phytoremediation technology at home and abroad, focusing on China's development in this technology and application of phytoremediation in soil contaminated by heavy metals. Keywords:Heavy metal; Soil pollution; Hyperaccumulator; Phytoremediation technology

常见金属氧化物、碱、盐性质表

O2- OH- Cl- SO4 2- NO3- CO32- NH4+ NH4OH或 NH3·H20 无色 有强刺激气味液体 35.28%的氨水密度 为0.88g/ml NH3·H20是氨存在 于水溶液中的主要 成分 氨水有弱碱性、挥发 性、弱腐蚀性、络合 性 NH4Cl白色晶体密 度1.53g/cm3,350℃ 升华 溶于水和甘油、液 氨,微溶于乙醇 易潮解。水溶液为酸 性,对铁、铜等有腐 蚀 (NH4)2SO4 纯品无色斜方晶体 密度1.769g/cm3,熔点 513±2℃(密封管中) 溶于水,不溶于乙醇。 水溶液带有辛辣咸味 工业品是白色或带微 黄色的小晶粒 NH4NO3 无色 斜方或单斜晶体 溶于水、乙醇、 甲醇 密度 1.725g/cm3,熔 点169.6℃ 210℃分解为水 和N2O(加热过猛 会引起爆炸) (NH4)2CO3 纯品 是无色或白色晶体 常温下是固体溶于 水,遇热水分解。 不溶于乙醇和CS2 在58℃分解为氨、 二氧化碳、水 Ag+ Ag2O 褐色立方 晶体密度 7.143g/cm3 易溶于硝酸、氨 水,难溶于水和乙 醇 在300℃迅速分 解, 日光中逐渐分解 为银和氧 AgOH 白色固体 常温下是固体 遇水会分解成黄褐 色氧化银沉淀 在空气中缓慢分解 AgCl 白色立方晶 体 密度5.56g/cm3,熔 点455℃,沸点 1550℃ 难溶于水、乙醇或稀 酸,溶于氰化钾溶液 等 露光变黑,还溶于氨 水等,微溶于盐酸 Ag2SO4 白色斜方晶 体,见光变灰色 密度5.45g/cm3,熔点 652℃ 溶于氨水、硝酸、硫酸 和热水,不溶于乙醇 在1085℃分解 AgNO3 无色透 明斜方晶体 密度 4.352g/cm3,熔 点212℃,沸点 444℃ 易溶于水,极易 溶于氨水,略溶 于乙醚 纯净空气中露光 不变色,有机物 存在时变 Ag2CO3 新制为浅 黄色粉未,久置色变 暗 密度6.077g/cm3 溶于氨水、稀硝酸、 KCN、硫代硫酸钠溶 液 不溶于水和醇,感光 性很强 Cu2+ CuO 黑色 密度立方体 6.40g/cm3,三斜 晶体6.45g/cm3 不溶于水和乙醇, 溶于稀酸、氰化钾 溶液 还溶于碳酸铵溶 液,在氨水中缓慢 溶解 Cu(OH)2 结晶物 呈天蓝色片状或针 状 密度3.368g/cm3 不溶于水,溶于酸 一般沉淀在70-90℃ 发黑,并分解为CuO 和水 CuCl2 棕黄结晶 粉末,二水物绿斜方 晶体 密度3.054(二水 2.38)g/cm3,熔点 498℃ 溶于水、甲醇、乙醇 等 二水物有潮解性, 110℃失去结晶水, 有毒 CuSO4 无水绿白色 粉末,五水蓝三斜晶体 密度3.606(五水 2.286)g/cm3,熔点 220℃ 溶于水和氨水,不溶于 无水乙醇、液氨 误食后会急性中毒, 650℃分解成CuO和 SO3 Cu(NO3)2 六 水物蓝色斜方晶 体 六水物密度 2.074g/cm3、熔 点114.5℃ 极易溶于水和乙 醇 六水物易潮解, 加热时分解为氧 化铜 常为Cu2(OH)2CO3 浅绿细粒的无定形 粉末 密度4.0g/cm3 不溶于水和醇,溶于 酸形成相应的铜盐 有孔雀石矿物, 200℃分解成黑色的 氧化铜 Al3+ Al2O3 白色粉 末 密度 3.9- 4.0g/cm3,熔 点2050℃沸点 2980℃ 不溶于水,能渐渐 溶于浓硫酸 又称矾土,自然界 有刚玉 Al(OH)3 无臭无 味的白色单斜晶体 密度2.42g/cm3 不溶于水和乙醇;溶 于热盐酸、硫酸和碱 类 典型的两性氢氧化 物。在300℃时失却 结晶水 AlCl3 无色透明 六角晶体 密度2.44g/cm3,熔 点194℃(0.25兆帕) 溶于水、乙醇和乙 醚,同时放出大量的 热量 在178℃升华,它的 蒸气是缔合的双分 子 Al2(SO4)3 白色晶 体,十八水物单斜晶体 密度2.71(十八水 1.69)g/cm3,熔点 770℃ 溶于水,不溶于乙醇 十八水物加热膨胀成 海绵状物,在770℃分 解 Al(NO3)3 九 水物无色斜方晶 体 九水物密度 1.72g/cm3、熔点 73.5℃ 易溶于水和乙醇 九水物潮湿空气 中潮解,150℃分 解为氧化铝 Fe3+ Fe203 红色或 黑色无定形粉末 密度 Fe(OH)3 棕色絮 凝沉淀 密度3.4-3.9g/cm3 FeCl3 棕黑色晶 体或六角形薄片 密度2.898g/cm3,熔 Fe2(SO4)3 无水白 黄粉末,九水黄绿晶体 密度3.097(九水 Fe(NO3)3 九 水物淡紫色单斜 晶体

重金属可能导致各种各样的病症

重金属污染可引起的疾病 定义: 含有汞、镉、铬、铅及砷等生物毒性显著的重金属元素及其化合物对环境的污染。 重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。因人类活动导致环境中的重金属含量增加,超出正常范围,并导致环境质量恶化。2011年4月初,我国首个“十二五”专项规划——《重金属污染综合防治“十二五”规划》获得国务院正式批复,防治规划力求控制5种重金属。 重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。如日本的水俣病是由汞污染污染所引起。其危害程度取决于重金属在环境、食品和生物体中存在的浓度和化学形态。重金属污染主要表现在水污染中,还有一部分是在大气和固体废物中。 主要特点 重金属污染与其他有机化合物的污染不同。不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化,使有害性降低或解除。而重金属具有富集性,很难在环境中降解。目前我国由于在重金属的开采、冶炼、加工过程中,造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤引起严重的环境污染。如随废水排出的重金属,即使浓度小,也可在藻类和底泥中积累,被鱼和贝类体表吸附,产生食物链浓缩,从而造成公害。水体中金属有利或有害不仅取决于金属的种类、理化性质,而且还取决于金属的浓度及存在的价态和形态,即使有益的金属元素浓度超过某一数值也会有剧烈的毒性,使动植物中毒,甚至死亡。金属有机化合物(如有机汞、有机铅、有机砷、有机锡等)比相应的金属无机化合物毒性要强得多;可溶态的金属又比颗粒态金属的毒性要大;六价铬比三价铬毒性要大等等。 重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用,使它们失去活性,也可能在人体的某些器官中富集,如果超过人体所能耐受的限度,会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等,对人体会造成很大的危害,例如,日本发生的水俣病(汞污染)和骨痛病(镉污染,等公害病,都是由重金属污染引起的。

重金属检查法

重金属检查法 1.目的:建立重金属检查(药典中第一、二法)的标准规程。 2.范围:QC化验室。 3.责任:QC化验员。 4.内容: 4.1简述: pH值是3.0-3.5,选用醋酸盐缓冲液(pH3.5)2ml调节pH 较好,显色剂硫代乙酰胺试液用量经实验也以2ml为佳,显色时间一般为2分钟。以10-20μgPb与显色剂所产生的颜色为最佳目视比色范围。在规定实验条件下,与硫代乙酰胺试液在弱酸条件下产生的硫化氢呈色的金属离子有银、铅、汞、铜、镉、铋、锑、锡、砷、锌、钴与镍等。 4.2仪器与用具:纳氏比色管,应注意选择各管之间的平行 性,玻璃色泽一致,内径、刻度、标线高度一致。比色管洗涤时避免划伤内壁。 4.3试药和试液: ℃干燥至恒重的硝酸铅0.160g,置1000m1量瓶中,加硝酸5ml与水50ml溶解后,用水稀释至刻度,摇匀,作为贮备液。临用前,精密量取贮液10m1置100ml量瓶中,加

水稀释至刻度,摇匀,即得(每1ml相当于10μg的pb)。 4.4操作方法: pH3.5)2ml,加水或该药品项下规定的溶剂稀释成25ml。 μm)滤过,然后甲管中加入标准铅溶液一定量,水或该药品项下规定的溶剂使成25ml,再在乙管中加硫代乙酰胺试液2ml,甲管中加水2ml,照上述方法比较,即得。pH3.5)2ml与水15ml溶解以后,移置甲管中,加标准铅溶液一定量,再加水稀释成25ml。 ℃灼烧的炽灼残渣项下遗留的残渣,加硝酸0.5ml蒸干,至氧化氮蒸汽除尽后,放冷,加盐酸2ml,置水浴上蒸干后加水15m1,滴加氨试液至酚酞指示液显中性,再加醋酸盐缓冲液(pH3.5)2m1,微热溶解后,移至乙管中,加水稀释成25m1。 -1.0ml,使恰湿润,用低温加热至硫酸除尽后,加硝酸0.5ml,蒸干,至氧化氮蒸气除尽后,放冷,在500-600℃“…放冷,加盐酸2m1...”起,至加水稀释成25ml。 4.5注意事项: pH3.5)时,要用PH计调节,硫代乙酰胺试液加入量以2ml 时呈色最深;硫代乙酰胺试液显色剂的最佳显色时间为2分钟,第一、第二法均为放置2分钟。 μg的Pb)为宜。小于1ml或大于3m1,呈色太浅或太深均

大气降尘与土壤中重金属铬的形态分布规律解析

生态环境 2008, 17(4): 1438-1441 https://www.360docs.net/doc/a08970337.html, Ecology and Environment E-mail: editor@https://www.360docs.net/doc/a08970337.html, 作者简介:高杨(1981-),男,工程师,硕士,主要从事环境分析化学和光谱色谱分析等方面的研究。E-mail:123456789gaoyang@https://www.360docs.net/doc/a08970337.html, 收稿日期:2008-01-30 大气降尘与土壤中重金属铬的形态分布规律 高杨1,范必威2 1. 中国测试技术研究院,四川 成都 610061; 2. 成都理工大学,四川 成都 610059 摘要:主要对成都理工大学校园内大气降尘和土壤中重金属铬的形态分布进行了分析比较,得出以下结论:重金属铬在大气降尘和土壤中的含量存在差别,大气降尘中铬的量明显大于土壤中的量,且基本上是土壤的两倍左右。且形态分布规律不同,大气降尘中铬含量的形态分布由大到小的次序是:残渣晶格态,铁锰氧化物结合态,有机结合态,碳酸盐结合态,可交换态;土壤中由大到小的次序是:残渣晶格态,有机结合态,铁锰氧化物结合态,碳酸盐结合态,可交换态;铬在大气降尘中多存在于残渣晶格态(35.35%~59.82%)和铁锰氧化物结合态(25.97%~40.23%),且两者相差不大。而在土壤中多存在于残渣晶格态(37.22%~75.06%)和有机结合态(4.30%~12.98%),且主要以残渣晶格态为主。形态分离方法采用Tessier 五步连续提取法,重金属铬的测定方法采用国标方法(GB/T 5009.123-2003)示波极谱法。 关键词:大气降尘;土壤;铬;形态分析 中图分类号:X13 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2008)04-1438-04 随着城市化在全球范围内的飞速发展,以及城市人口的不断增长,客观上需要增加对城市生态环境的了解,以及研究城市生态环境与人类健康之间的相互关系。城市里的大气尘降、土壤是城市生态环境的重要组成部分,对城市的可持续发展有着重要意义。在城市环境中,人类各种各样的活动,将大量的重金属带入城市大气降尘和土壤中[1-2],造成这些元素的积累,并通过大气、水体或食物链而直接或间接地威胁着人类的健康甚至生命。 重金属元素铬及其化合物广泛分布于自然界的岩石、植物、动物、土壤、水、火山灰及气体中,而铬及其化合物也是冶金、电镀等行业常用的基本原料,在上述行业的生产过程中会产生大量的含铬废水、废气、废渣,从而导致严重的环境污染问题。铬是环境污染以及动植物生命最重要的元素之一[3] ,铬的毒性和生物可用性不取决于铬的总量,而是取决于铬存在的形态。三价铬被认为是维持哺乳动物葡萄糖、脂肪和蛋白质代谢的必需元素,而六价铬则对人体有高毒性。因此铬的形态分析对于研究其环境行为、生理效应和致毒机理至关重要。 1 实验部分 1.1 实验仪器与试剂 JP-303型示波极谱仪:成都仪器厂三电极系统; 全聚四氟乙烯消解罐:内容积70 mL ,最大压力1.2 MPa ,最高温度200 ℃。 Galanz WP800TL23-K3微波炉;烘箱;电热板;高速离心机;SHA-C 水浴振荡器;分析天平;电子分析天平;冰箱;采样刷;样品袋;研钵;各种玻璃仪器等。 实验所用各种试剂均为符合国家标准或专业标准的优级纯或分析纯试剂,所有试剂不含铬。水为二次蒸馏水;实验所需各种试剂的配制方法(略)。 1.2 实验方法 1.2.1 示波极谱法测定样品中铬 本实验样品消解采用微波消解的方法,采用邻二氮菲-亚硝酸钠体系示波极谱法测定。其中三价铬的测定采用高锰酸钾氧化三价铬的方法。 1.2.2 样品中铬的物理形态提取、分离与测定[4-5] 可交换态:称2.0000 g 样品,加入16 mL 1 mol/LMgCl 溶液常温下振荡1 h ,离心分离30 min (3000 r/min ),取上清液转入50 mL 容量瓶中用二次蒸馏水定容,用盐酸调节pH=7,待测。 碳酸盐结合态:在上步的残渣中加入16 mL ,1 mol/L NaAc/HAC ,pH 5室温下下振荡6 h ,离心分离30 min (3000 r/min ),取上清液转入50 mL 容量瓶中用二次蒸馏水定容。用HAC 调节到pH=5,待测。 铁锰氧化物结合态:在上步的残渣中加入20 mL 0.04 mol/L NH 2OH ,HCl 的25%(体积分数)的HAC 溶液,96 ℃下水浴振荡6 h ,离心分离30 min (3000 r/min ),取上清液转入50 mL 容量瓶中用二次蒸馏水定容,用HAC 调节到pH=2,待测。 有机结合态:在上步的残渣中加入6 mL ,0.02 mol/L HNO 3,10 mL H 2O 2 30%(体积分数),用HNO 3调节pH 到2.0,加热到85 ℃,振荡2 h 。重复上述操作,3 h ,保持温度。冷却后加入5 mL 3.2 mol/L NH 4AC 的20%(体积分数)的HNO 3溶液并稀释至20 mL ,振荡30 min 。离心分离30 min (3000 r/min ),

重金属污染的危害与修复

3 重金属污染的修复 3.1 土壤重金属污染的修复方法 土壤重金属污染的修复方法主要有物理化学法、化学修复法、植物修复法和微生物修复法等。物化修复技术主要包括化学固化、土壤淋冼等。化学固化即在土壤中加入固化剂,改变土壤的理化性质,使重金属被吸附在土壤中或者形成沉淀,这样大大降低了重金属的生物有效性,从而使其毒性降低。但是重金属在固化之后仍滞留在土壤中,并且土壤中必需的化学元素也因固化剂的作用发生沉淀,土壤性质很难恢复。土壤淋洗主要是用能提高置金属可溶性试剂,如有机或无机态酸、碱、盐和螯台剂等,将土壤固相中的重金属转移到液相中从而修复污染土壤。化学修复技术主要包括化学改良和有机质改良。通过向土壤中添加一些改良剂,使土壤的p H 值改变从而减轻重金属污染程度。石灰就是一种很好的改良剂,常用的改良剂还有磷酸盐、硅酸盐、海泡石等。在施用石灰之后,土壤pH 升高约2 个单位,土壤中镉、锌转变为植物不易吸收的形态,从而减少作物对镉、锌的吸收。而在重金属污染的土壤上施用有机肥,肥料中的胡敏酸和胡敏素能使污染土壤的重金属离子发生络合作用形成难溶的络合物,重金属离子的生物有效性也因此降低。植物修复技术主要指使用植物使重金属固定、挥发及提取。植物在土壤重金属修复中有着重要的作用。耐重金属污染的植物及其根系微生物能够分泌物质使重金属在其根部吸附鳌合形成沉淀,从而固定土壤中的污染物。例如汞污染稻田改种苎麻后土壤汞的年净化率高达41%,土壤的自净恢复年限是种植水稻的2/17。当重金属元素转移到植物地面以上部分之后,通过对植物体的收割就可以将重金属元 素从土壤中转移出去。有些植物还能吸收、积累士壤的重金属而将其在体内转化成气态物质挥发到大气中。微生物修复技术逐渐得到人们的重视。细菌可以通过多种直接或间接作用影响环境中重金属的活性,如细菌可以通过电性吸附和专性吸附直接将重金属离子富集于细胞表面,降低重金属在环境中的生物有效性。 细菌的氧化还原作用可以改变变价重金属离子的价态,降低重金属在环境中的毒性等。细菌的这些作用,可以有效进行环境重金属污染的生物修复[4-5]。 3.2 水体重金属污染的修复方法 水体重金属污染的修复方法主要有物化法和生态修复法。物化法主要包括沉淀、絮凝和吸附法。沉淀作用在于通过提高水体p H 使重金属以氢氧化物或碳酸盐的形式从水 中分离出来。絮凝作用普遍采用铁盐、铝盐及其改性材料作絮凝剂。但是这2 种方法对水体环境的伤害非常大,使用不当会造成水体理化性质的破坏。吸附法是利用多孔性固态 物质吸附水中污染物来处理废水的一种传统方法。目前主要的吸附剂有活性炭、粉煤灰、壳聚糖、竹炭及它们的改良产物等。矿物质吸附表面研究已深入到分子水平,对具有一 定吸附、过滤和离子交换功能的天然矿物进行合理改善是提高环境矿物材料性能的新途径。如通过铁氧化物改变石英砂的表面性质,所得到的吸附剂对铜、铅、镉的去除率可达99%。生态修复法是利用水生植物、水生动物等对重金属离子进行吸收、容纳、转移,从而使水体得到净化的一种方法[6]。常见的浮水及挺水植物如浮萍、香蒲、水鳖、中华慈菇、芦苇、空心莲子草等,在铜、铅和锌等重金属复合污染水域的植物治理中有着较大的发展潜力和应用前景。而水生动物修复则主要利用水体底栖动物来降低水体重金属的含量。海湾扇贝在不同浓度镉离子的海水中培养时,镉离子在其体内积累,且随着时间的延长,镉离子浓度的增加富集量也增加,这表明海湾扇贝对镉具有较强的富集能力。另外,紫贻贝在平衡状态下的生物体内重金属含量随着外部水体浓度的增加而增加,且基本呈正相关,这说明紫贻贝是比较理想的重金属汞、镉、铅污染的指示生物。此外,湿地系统也具有很高的重金属净化能力,如美国福罗里达州大型湿地污水处理系统,其中生长的芦苇对污水中重金属锰、铬的净化能力分别达到95%和l00%。湿地污水处理系统因此以其特有的美观性、高效性在重金属污染治理方面具有广阔的前景。

重金属氧化物word版

1、Fe2O3、Fe(OH)3、CuO、Cu (OH) 2、ZnO、Zn(OH)2不溶解于水。 2、Al 2O 3 常温下不溶于水;Al(OH) 3 难溶于水,易形成胶体溶液,不稳定,易受热 分解氧化铝Al 2O 3。 3、镉: CdO,可致癌,不溶于水,可溶于酸,生成Cd[H 2O] 6 2+;也可溶于碱,生成[Cd(OH) 4 ]2?。 Cd(OH) 2 ,溶于稀酸、氢氧化铵和氯化铵溶液,微溶于氢氧化钠溶液,几乎不溶 于水。 4、汞 HgO,红色氧化汞(剧毒),不溶于水,剧毒。 Hg(OH) 2 只存在于溶液中,以汞离子和氢氧根离子的形式存在,氢氧化汞的溶解 度不是很大,在碱性溶液中溶解度更小,以橙色沉淀的形式析出,Hg(OH) 2 沉淀不稳定,析出沉淀后立刻分解成溶解度更低的HgO,故至今未曾制得氢氧化汞固体。 5、铅 PbO不溶于水,不溶于乙醇,溶于硝酸、乙酸、热碱液。不溶于水,不溶于乙醇,溶于硝酸、乙酸、热碱液。 Pb(OH) 2 ,微溶于水。溶于硝酸和醋酸。易溶于强碱溶液,生成亚铅酸盐 M 2[Pb(OH) 4 ]。 PbO 2 氧化铅,不溶于水、醇,溶于乙酸、氢氧化钠水溶液。见光分解为四氧化三铅和氧。受高热分解放出氧气,首先成为三氧化二铅,而后成为四氧化三铅,更高的温度下为PbO。 氧化铅(IV)的水合物的为铅酸。有正铅酸Pb(OH) 4,六羟基铅酸H 2 [Pb(OH) 6 ]、 偏铅酸H 2PbO 3 。通常以铅酸盐的形式存在。 6、砷 As 2O 3 ,微溶于水,溶于酸、碱。三氧化二砷溶于水制得亚砷酸H 3 AsO 3 或 As(OH) 3 , 只能存在于水溶液中,还没有分离出纯酸。中性环境水体一般为亚砷酸H 3AsO 3 为主。 As 2O 5 ,在315℃以上时分解为氧气及三氧化二砷,在水中溶解形成砷酸H

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