廢水種的鉻:
鉻是在環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的常用的三價(jià),鉻(III)的天然存在的金屬,和六價(jià),鉻(VI)的形式[ 1,2 ]。鉻的三價(jià)態(tài)[鉻(III)是用于在人類中碳水化合物代謝必不可少的,而六價(jià)鉻[鉻(VI)]被認(rèn)為是有毒的[ 3,4 ]。六價(jià)鉻是一個(gè)100倍鉻[三價(jià)形式更具毒性5,6 ]。這是因?yàn)樗且环N強(qiáng)氧化劑,可以釋放自由基,這些自由基可能對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生致癌作用[ 4]。六價(jià)形式的含鉻化合物廣泛用于皮革,電鍍,紡織印染,金屬制造和涂飾等不同行業(yè)[ 7 ]。含鉻廢水是環(huán)境的主要污染物之一。因此,工業(yè)界必須對(duì)廢水進(jìn)行處理,以將水和廢水中的鉻離子濃度降低到可接受的水平,然后再將其釋放到自然環(huán)境中。在發(fā)達(dá)國(guó)家,已采用各種常規(guī)和先進(jìn)的處理方法從水和廢水中去除Cr離子。這些包括化學(xué)沉淀,離子交換,反滲透,膜過(guò)濾,電滲析,聚合納米顆粒和活性炭吸附[ 8,9,10,11,12,13 ]。然而,這些傳統(tǒng)和先進(jìn)的技術(shù)是昂貴的,不可再生的材料一起使用,產(chǎn)生有毒的污泥常常是無(wú)效的,特別是用于在低濃度下,也難以在發(fā)展中國(guó)家,如埃塞俄比亞[應(yīng)用它們的吸附去除Cr離子的14,15,16 。

鉻是在環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的常用的三價(jià),鉻(III)的天然存在的金屬,和六價(jià),鉻(VI)的形式[ 1,2 ]。鉻的三價(jià)態(tài)[鉻(III)是用于在人類中碳水化合物代謝必不可少的,而六價(jià)鉻[鉻(VI)]被認(rèn)為是有毒的[ 3,4 ]。六價(jià)鉻是一個(gè)100倍鉻[三價(jià)形式更具毒性5,6 ]。這是因?yàn)樗且环N強(qiáng)氧化劑,可以釋放自由基,這些自由基可能對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生致癌作用[ 4]。六價(jià)形式的含鉻化合物廣泛用于皮革,電鍍,紡織印染,金屬制造和涂飾等不同行業(yè)[ 7 ]。含鉻廢水是環(huán)境的主要污染物之一。因此,工業(yè)界必須對(duì)廢水進(jìn)行處理,以將水和廢水中的鉻離子濃度降低到可接受的水平,然后再將其釋放到自然環(huán)境中。在發(fā)達(dá)國(guó)家,已采用各種常規(guī)和先進(jìn)的處理方法從水和廢水中去除Cr離子。這些包括化學(xué)沉淀,離子交換,反滲透,膜過(guò)濾,電滲析,聚合納米顆粒和活性炭吸附[ 8,9,10,11,12,13 ]。然而,這些傳統(tǒng)和先進(jìn)的技術(shù)是昂貴的,不可再生的材料一起使用,產(chǎn)生有毒的污泥常常是無(wú)效的,特別是用于在低濃度下,也難以在發(fā)展中國(guó)家,如埃塞俄比亞[應(yīng)用它們的吸附去除Cr離子的14,15,16 。

辣木在廢水處理中的前景:
辣木是一種屬于辣木科的熱帶植物,生長(zhǎng)在整個(gè)熱帶地區(qū)。辣木和辣木stenopetala是辣木家族[各物種中的兩個(gè)最常見(jiàn)的種類17,18 ]。辣木在東部非洲低地被馴化,是埃塞俄比亞南部的土著。辣木stenopetala通常被稱為“白菜樹(shù)”,并在埃塞俄比亞南部一個(gè)重要的土著植物在那里種植的糧食作物[ 19,20]。水溶性辣木種子具有類似于合成陽(yáng)離子聚合物的凝結(jié)特性。辣木種子包含具有各種官能團(tuán),特別是低分子量氨基酸的陽(yáng)離子多肽。這些氨基酸被去質(zhì)子化以在pH范圍為4至8羧酸根配體同時(shí)質(zhì)子化,其便于與羧基[帶正電的離子的結(jié)合的氨基21,22 ]。使用容易獲得且有效去除金屬的生物吸附劑(如辣木種子粉)可能是處理工業(yè)廢水的一種創(chuàng)新且經(jīng)濟(jì)的方法。
香蕉與陽(yáng)離子結(jié)合:
香蕉是熱帶地區(qū)生長(zhǎng)最廣泛的另一種植物,在130多個(gè)國(guó)家/地區(qū)種植。完全位于熱帶地區(qū)的埃塞俄比亞具有巨大的香蕉生產(chǎn)潛力[ 23 ]。卡文迪許香蕉是埃塞俄比亞特別是該國(guó)南部和西南部廣泛種植和消費(fèi)的主要水果作物[ 24 ]。香蕉富含果肉和果皮中都含有的多酚,類黃酮和多巴胺[ 25 ]。果膠物質(zhì)是含有半乳糖醛酸,阿拉伯糖,半乳糖和鼠李糖作為主要糖成分的復(fù)雜雜多糖。半乳糖醛酸的羧基可使果膠物質(zhì)與水溶液中的金屬陽(yáng)離子牢固結(jié)合[ 26]。因此,香蕉皮粉可用于廢水中金屬離子的生物吸附。對(duì)于從水溶液中去除鉻離子的經(jīng)濟(jì)高效,環(huán)保和本地替代材料的需求至關(guān)重要。因此,辣木種子粉末和香蕉皮粉末在各種操作變量(接觸時(shí)間,溶液pH,初始Cr濃度和溫度)下從水溶液中吸附去除Cr(VI)離子是當(dāng)前工作的重點(diǎn)。
結(jié)論:
從目前的研究可以得出結(jié)論,辣木種子粉香蕉皮可用于去除廢水中的六價(jià)鉻離子。吸附劑的FT-IR表征表明,在吸附過(guò)程之前和之后,兩種吸附劑的結(jié)構(gòu)上的官能團(tuán)都有變化。Cr(VI)離子的去除率隨pH值的降低,吸附劑劑量和接觸時(shí)間的增加而增加。使用Langmuir和Freundlich模型描述了吸附等溫線。Freundlich模型更適合吸附數(shù)據(jù)。動(dòng)力學(xué)研究表明,在假二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)中,Cr(VI)離子的吸附比假一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)更快。使用ΔG°,ΔH°和ΔS°進(jìn)行熱力學(xué)研究,ΔG°的負(fù)值表示吸附過(guò)程的自發(fā)性,而ΔS°的正值s表示吸附過(guò)程的隨機(jī)性。使用MSSP和BPP吸附劑進(jìn)行更綠色的生物吸附過(guò)程對(duì)于從廢水中去除Cr(VI)離子很重要,以確保環(huán)境安全。比較兩種吸附劑時(shí),MSSP的去除效率優(yōu)于BPP。