分类号： 密级：公开 UDC: 学号：417414814044 南昌大学专业学位硕士研究生 学位论文 贻贝仿生功能化材料制备及其吸附性能研究 Preparation of Mussel Inspired Functional Materials and Their Adsorption Performance 谢祎黎 培养单位（院、系）：资源环境与化工学院 指导教师姓名、职称：卢龙教授 指导教师姓名、职称：邓志文高级工程师 专业学位种类：工程硕士 专业领域名称：环境工程 论文答辩日期：2016年5月27日 答辩委员会主席： 评阅人： 2016年月 日 万方数据
分类号： 密级： 公开 UDC ： 学号：417414814044 南 昌 大 学 专 业 学 位 硕 士 研 究 生 学 位 论 文 贻贝仿生功能化材料制备及其吸附性能研究 Preparation of Mussel Inspired Functional Materials and Their Adsorption Performance 谢祎黎 培养单位（院、系）：资源环境与化工学院 指导教师姓名、职称：卢龙教授 指导教师姓名、职称：邓志文高级工程师 专业学位种类：工程硕士 专业领域名称：环境工程 论文答辩日期：2016 年 5 月 27 日 答辩委员会主席： 评阅人： 2016 年 月 日 万方数据
学位论文原创性声明 一、学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的 学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名（手写）：得热 签字日期：2016年6月12日 二、学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。 同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将 本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕士学位论文 全文数据库》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按“章 程”规定享受相关权益。 学位论文作者签名（手写）： 袢 导师签名（手写）： 签字日期：096年6月13日 签字日期：山b年6月3日 论文题目 贻贝仿生功能化材料制备及其吸附性能研究 姓 名 谢祎黎 学号 417414814044 论文级别 博士口硕士√ 院/系/所 资源环境与化工学院 专业 环境工程 E mail 18770081522@163.com 备注： 口公开☐保密（向校学位办申请获批准为“保密”， 年月后公开) 万方数据
学位论文原创性声明 一、学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的 学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 二、学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查 阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。 同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将 本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕士学位论文 全文数据库》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按“章 程”规定享受相关权益。 学位论文作者签名（手写）： 导师签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 论文题目 贻贝仿生功能化材料制备及其吸附性能研究 姓 名 谢祎黎 学号 417414814044 论文级别 博士□ 硕士√ 院/系/所 资源环境与化工学院 专业 环境工程 E_mail 18770081522@163.com 备注： □公开 □保密（向校学位办申请获批准为“保密”， 年 月后公开） 万方数据
摘要 摘要 现今人类的生产、生活活动等都会产生大量含有重金属离子及有机染料的 废水，这些废水由于某些原因未经过处理或者经处理后未达到排放标准便排放 到自然水体中，导致水体严重污染，这不仅会破坏人类赖以生存的生态环境， 而且会对社会公众健康生活等造成严重影响。因此，探究与发现能够有效去除 水环境中重金属离子、有机染料的处理技术与方法备受世界各国研究者们的极 大关注。吸附法凭借其高效性以及易操作性，成为治理重金属及有机染料废水 的非常有效和极具发展前景的重要方法之一，受到了各界研究者的关注。碳质 纳米材料（例如：碳纳米管、石墨烯基材料）由于其独特的结构、巨大的比表 面积以及大量的细微孔隙被广泛用作吸附剂去除各种环境污染物。然而，由于 未改性的碳质纳米材料本身可分散性差、缺少有效官能团，其对重金属离子、 有机染料的吸附能力仍然有限。因此，在利用纳米材料独特结构基础上合成吸 附量大，去除效率高，吸附速率快，易于分离，制备简单的聚合物基新型复合 吸附材料十分必要。 本文通过结合贻贝仿生化学和迈克尔加成反应，成功制备出新型功能化碳 纳米管材料、改性氧化石墨烯材料，并运用透射电镜(Transmission Electron Microscope,.TEM)、傅里叶红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy,.FT-IR)、热重分析(Thermogravimetric Analysis,TGA)、X射线光电 子能谱分析(X-ray Photoelectron Spectroscopy,.XPS)等手段对合成的新型材料进 行物理化学性质表征。在系统的吸附实验中，探讨了不同的实验条件对聚合物 基改性纳米材料吸附去除水环境中铜离子、阳离子染料亚甲基蓝效果的影响， 总结得出改性纳米材料吸附铜离子及亚甲基蓝的最佳条件和最大吸附量。运用 不同的吸附等温线模型、动力学模型及热力学模型对吸附平衡状态进行分析， 研究吸附过程的性质等行为。 本论文的主要研究结果如下： (1)改性材料CNTs-PDA-PEI对于水溶液中铜离子(Cu2+)的平衡吸附量 可达到34.6mgg。随着pH值的逐渐升高，CNTs-PDA-PEI吸附容量逐渐升高至 47.4mgg,当pH>10后，吸附量没有明显变化。该种吸附很好的遵循Langmuir 模型以及准一级动力学模型。 万方数据
摘要 I 摘要 现今人类的生产、生活活动等都会产生大量含有重金属离子及有机染料的 废水，这些废水由于某些原因未经过处理或者经处理后未达到排放标准便排放 到自然水体中，导致水体严重污染，这不仅会破坏人类赖以生存的生态环境， 而且会对社会公众健康生活等造成严重影响。因此，探究与发现能够有效去除 水环境中重金属离子、有机染料的处理技术与方法备受世界各国研究者们的极 大关注。吸附法凭借其高效性以及易操作性，成为治理重金属及有机染料废水 的非常有效和极具发展前景的重要方法之一，受到了各界研究者的关注。碳质 纳米材料（例如：碳纳米管、石墨烯基材料）由于其独特的结构、巨大的比表 面积以及大量的细微孔隙被广泛用作吸附剂去除各种环境污染物。然而，由于 未改性的碳质纳米材料本身可分散性差、缺少有效官能团，其对重金属离子、 有机染料的吸附能力仍然有限。因此，在利用纳米材料独特结构基础上合成吸 附量大，去除效率高，吸附速率快，易于分离，制备简单的聚合物基新型复合 吸附材料十分必要。 本文通过结合贻贝仿生化学和迈克尔加成反应，成功制备出新型功能化碳 纳米管材料、改性氧化石墨烯材料，并运用透射电镜（Transmission Electron Microscope,TEM ）、 傅 里 叶 红 外 光 谱 （ Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FT-IR）、热重分析（Thermogravimetric Analysis,TGA）、X 射线光电 子能谱分析（X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS）等手段对合成的新型材料进 行物理化学性质表征。在系统的吸附实验中，探讨了不同的实验条件对聚合物 基改性纳米材料吸附去除水环境中铜离子、阳离子染料亚甲基蓝效果的影响， 总结得出改性纳米材料吸附铜离子及亚甲基蓝的最佳条件和最大吸附量。运用 不同的吸附等温线模型、动力学模型及热力学模型对吸附平衡状态进行分析， 研究吸附过程的性质等行为。 本论文的主要研究结果如下： （1）改性材料 CNTs-PDA-PEI 对于水溶液中铜离子（Cu 2+）的平衡吸附量 可达到 34.6 mg/g。随着 pH 值的逐渐升高，CNTs-PDA-PEI 吸附容量逐渐升高至 47.4mg/g，当 pH＞10 后，吸附量没有明显变化。该种吸附很好的遵循 Langmuir 模型以及准一级动力学模型。 万方数据
摘要 (2)新型CNTs-PDA-PSPSH材料对于阳离子染料亚甲基蓝(methylene,MB) 的平衡吸附量为174mg/g。CNTs-PDA-PSPSH对于MB的吸附更好的符合 Langmuir模型单分子层吸附以及准一级动力学模型。 (3)改性材料GO-PDA-PSPSH对MB吸附量最大可达到183mgg。 GO-PDA-PSPSH对于水溶液中染料的吸附行为同样遵循Langmuir模型以及准一 级动力学模型。 关键词：重金属：有机染料：吸附：贻贝仿生；改性材料 万方数据
摘要 II （2）新型 CNTs-PDA-PSPSH 材料对于阳离子染料亚甲基蓝（methylene,MB） 的平衡吸附量为 174 mg/g。CNTs-PDA-PSPSH 对于 MB 的吸附更好的符合 Langmuir 模型单分子层吸附以及准一级动力学模型。 （3）改性材料 GO-PDA-PSPSH 对 MB 吸附量最大可达到 183mg/g。 GO-PDA-PSPSH对于水溶液中染料的吸附行为同样遵循 Langmuir模型以及准一 级动力学模型。 关键词：重金属；有机染料；吸附；贻贝仿生；改性材料 万方数据
ABSTRACT ABSTRACT Accompanying with the development of human society,a mass of industrial and domestic wastewater contained various heavy metal ions and organic dyes have been emitted into the environment before untreated or treated without perfection,which caused the seriously polluted for the water system.These pollutions not only have destroyed the entironment of human survival,but also been harmful for the public health.Therefore,the exploration of advanced techniques and methods for removal these heavy metal ions and organic dyes existed in wastewater has attracted numerous attentions from scientists in the world.As one kind of treatment strategies,adsorption method has become a high-efficiency and promising method for the removal of heavy metal ions due to its high efficiency and handleability,which make it draw attentions from researchers in various fields. Carbon-based materials such as carbon nanotubes (CNTs),activated carbons (ACs)and graphene powder(GP)have widely used as adsorbents to remove these pollutants(heavy metal ions and organic dyes)due to their outstanding properties such as unique structure,large specific surface area and abundant pores on their surface. However,the original CNTs possess bad water dispersibility and limited groups on their surface,which certainly influence their adsorbability for those pollutants. Therefore,preparation of polymer-CNTs composites with remarkable advantages contained excellent adsorbability,easy separation and convenient production in large scale is urgent. In this work,we have successfully synthesized functional CNTs and graphene oxide sheets with polymers via combination of mussel inspired chemistry and Michael addition reaction.The measurements such as Transmission Electron Microscope (TEM),Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Thermogravimetric Analysis(TGA)and X-ray Photoelectron Spectroscopy(XPS)are applied to characterize these polymer-CNTs and GO-polymer composites.Under the static adsorption model,we discuss the adsorption capacity of polymer modified CNTs and GO composites for copper ion and organic cationic dye methylene blue in Ⅲ 万方数据
ABSTRACT III ABSTRACT Accompanying with the development of human society, a mass of industrial and domestic wastewater contained various heavy metal ions and organic dyes have been emitted into the environment before untreated or treated without perfection, which caused the seriously polluted for the water system. These pollutions not only have destroyed the entironment of human survival, but also been harmful for the public health. Therefore, the exploration of advanced techniques and methods for removal these heavy metal ions and organic dyes existed in wastewater has attracted numerous attentions from scientists in the world. As one kind of treatment strategies, adsorption method has become a high-efficiency and promising method for the removal of heavy metal ions due to its high efficiency and handleability, which make it draw attentions from researchers in various fields. Carbon-based materials such as carbon nanotubes (CNTs), activated carbons (ACs)and graphene powder (GP)have widely used as adsorbents to remove these pollutants (heavy metal ions and organic dyes)due to their outstanding properties such as unique structure,large specific surface area and abundant pores on their surface. However, the original CNTs possess bad water dispersibility and limited groups on their surface, which certainly influence their adsorbability for those pollutants. Therefore, preparation of polymer-CNTs composites with remarkable advantages contained excellent adsorbability, easy separation and convenient production in large scale is urgent. In this work, we have successfully synthesized functional CNTs and graphene oxide sheets with polymers via combination of mussel inspired chemistry and Michael addition reaction. The measurements such as Transmission Electron Microscope (TEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Thermogravimetric Analysis (TGA)and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) are applied to characterize these polymer-CNTs and GO-polymer composites. Under the static adsorption model, we discuss the adsorption capacity of polymer modified CNTs and GO composites for copper ion and organic cationic dye methylene blue in 万方数据
ABSTRACT the different experimental conditions,and confirm the optimal condition and the maximum adsorption of composites for copper ion and methylene blue.According to the analysis of the adsorption equilibrium state by adsorption isotherm model,kinetic model and thermodynamic model,we discuss the adsorption property in this procedure. The final researched results in this work could be described in follow: (1)The equilibrium adsorption capacity of CNTs-PDA-PEI for Cu2+aqueous could arrive to 34.6 mg/g,and the adsorption capacity would increase to 47.4 mg/g accompanying with the pH value enhanced.When the solution pH exceed 10, adsorption capacity is not significant change.Therefore,the adsorption experiment in this work better conforms to the Langmuir model and the pseudo-first-order kinetic model. (2)The equilibrium adsorption capacity of CNTs-PDA-PSPSH composite for cationic dye (methylene blue)is 174 mg/g,and the adsorption model of CNTs-PDA-PSPSH for MB solution better conforms for the Langmuir monolayer adsorption model and the pseudo-first-order kinetic model. (3)The maximal adsorption capacity of GO-PDA-PSPSH for MB solution can reach 183 mg/g,and adsorption model of GO-PDA-PSPSH also conforms the Langmuir model and the pseudo-first-order kinetic model. Key words:heavy metal ions:organic dyes;adsorption;mussel inspired chemistry: modified materials IV 万方数据
ABSTRACT IV the different experimental conditions, and confirm the optimal condition and the maximum adsorption of composites for copper ion and methylene blue. According to the analysis of the adsorption equilibrium state by adsorption isotherm model,kinetic model and thermodynamic model, we discuss the adsorption property in this procedure. The final researched results in this work could be described in follow: (1) The equilibrium adsorption capacity of CNTs-PDA-PEI for Cu2+ aqueous could arrive to 34.6 mg/g, and the adsorption capacity would increase to 47.4 mg/g accompanying with the pH value enhanced. When the solution pH exceed 10, adsorption capacity is not significant change. Therefore, the adsorption experiment in this work better conforms to the Langmuir model and the pseudo-first-order kinetic model. (2) The equilibrium adsorption capacity of CNTs-PDA-PSPSH composite for cationic dye (methylene blue) is 174 mg/g, and the adsorption model of CNTs-PDA-PSPSH for MB solution better conforms for the Langmuir monolayer adsorption model and the pseudo-first-order kinetic model. (3) The maximal adsorption capacity of GO-PDA-PSPSH for MB solution can reach 183 mg/g, and adsorption model of GO-PDA-PSPSH also conforms the Langmuir model and the pseudo-first-order kinetic model. Key words：heavy metal ions；organic dyes；adsorption；mussel inspired chemistry； modified materials 万方数据
目录 目录 摘要 ABSTRACT 目录 V 第1章绪论 1.1废水中重金属和有机染料危害 .1 1.1.1重金属废水危害 1.1.2有机染料废水危害 2 1.2吸附法处理废水基本原理 2 1.3纳米复合材料 1.3.1纳米复合材料简介 1.3.2碳纳米管概述 1.3.3氧化石墨烯概述 1.4贻贝仿生概述 6 1.4.1贻贝仿生功能化 6 1.4.2多巴胺的自聚 1.4.3PDA的应用 1 1.5研究课题简介 1.5.1研究的目的和意义 1.5.2研究内容 第2章改性碳纳米管材料的制备及其对水溶液中C,+的吸附性能研究 .10 2.1前言… 10 2.2实验部分 11 2.2.1实验试剂与仪器 11 2.2.2CNTs-PDA-PEI的制备 11 2.2.3CNTs-PDA-PEI对于水溶液中Cu2+的吸附实验 12 2.3结果与讨论 … 13 万方数据
目录 V 目录 摘要 ............................................................................................................................... I ABSTRACT ................................................................................................................III 目录 ..............................................................................................................................V 第 1 章绪论 ...................................................................................................................1 1.1 废水中重金属和有机染料危害.....................................................................1 1.1.1 重金属废水危害 ..................................................................................1 1.1.2 有机染料废水危害 ..............................................................................2 1.2 吸附法处理废水基本原理.............................................................................2 1.3 纳米复合材料.................................................................................................3 1.3.1 纳米复合材料简介 ..............................................................................3 1.3.2 碳纳米管概述 ......................................................................................3 1.3.3 氧化石墨烯概述 ..................................................................................4 1.4 贻贝仿生概述.................................................................................................6 1.4.1 贻贝仿生功能化 ..................................................................................6 1.4.2 多巴胺的自聚 ......................................................................................7 1.4.3PDA 的应用 ..........................................................................................7 1.5 研究课题简介.................................................................................................8 1.5.1 研究的目的和意义 ..............................................................................8 1.5.2 研究内容 ..............................................................................................8 第 2 章改性碳纳米管材料的制备及其对水溶液中 CU 2+的吸附性能研究.............10 2.1 前言...............................................................................................................10 2.2 实验部分.......................................................................................................11 2.2.1 实验试剂与仪器 ................................................................................11 2.2.2CNTs-PDA-PEI 的制备 ......................................................................11 2.2.3CNTs-PDA-PEI 对于水溶液中 Cu2+的吸附实验..............................12 2.3 结果与讨论...................................................................................................13 万方数据
目录 2.3.1材料表征 .13 2.3.2时间的影响 .14 2.3.3pH的影响 15 2.3.4温度的影响及热力学研究 16 2.3.5吸附等温线 .18 2.3.6吸附动力学 19 2.4本章小结 21 第3章改性碳纳米管材料的制备及其对水溶液中有机染料的吸附性能研究.…22 3.1前言. 22 3.2实验部分 22 3.2.1实验试剂与仪器 22 3.2.2CNTs-PDA-PSPSH的制备 23 3.2.3CNTs-PDA-PSPSH对于水溶液中MB的吸附实验 .24 3.3结果与讨论 25 3.3.1材料表征 25 3.3.2时间的影响 28 3.3.3pH的影响 .29 3.3.4温度的影响及热力学研究 30 3.3.5吸附等温线 .31 3.3.6吸附动力学 .32 3.4本章小结 33 第4章改性氧化石墨烯材料制备及其对水溶液中有机染料的吸附性能研究.34 4.1前言 .34 4.2实验部分. 35 4.2.1实验试剂与仪器 35 4.2.2GO-PDA-PSPSH的制备 36 4.2.3G0-PDA-PSPSH对于水溶液中MB的吸附实验.37 4.3结果与讨论 38 4.3.1材料表征 38 VI 万方数据
目录 VI 2.3.1 材料表征 ............................................................................................13 2.3.2 时间的影响 ........................................................................................14 2.3.3pH 的影响 ...........................................................................................15 2.3.4 温度的影响及热力学研究 ................................................................16 2.3.5 吸附等温线 ........................................................................................18 2.3.6 吸附动力学 ........................................................................................19 2.4 本章小结.......................................................................................................21 第 3 章改性碳纳米管材料的制备及其对水溶液中有机染料的吸附性能研究 .....22 3.1 前言...............................................................................................................22 3.2 实验部分.......................................................................................................22 3.2.1 实验试剂与仪器 ................................................................................22 3.2.2CNTs-PDA-PSPSH 的制备.................................................................23 3.2.3CNTs-PDA-PSPSH 对于水溶液中 MB 的吸附实验 ........................24 3.3 结果与讨论...................................................................................................25 3.3.1 材料表征 ............................................................................................25 3.3.2 时间的影响 ........................................................................................28 3.3.3pH 的影响 ...........................................................................................29 3.3.4 温度的影响及热力学研究 ................................................................30 3.3.5 吸附等温线 ........................................................................................31 3.3.6 吸附动力学 ........................................................................................32 3.4 本章小结.......................................................................................................33 第 4 章改性氧化石墨烯材料制备及其对水溶液中有机染料的吸附性能研究 .....34 4.1 前言...............................................................................................................34 4.2 实验部分.......................................................................................................35 4.2.1 实验试剂与仪器 ................................................................................35 4.2.2GO-PDA-PSPSH 的制备....................................................................36 4.2.3GO-PDA-PSPSH 对于水溶液中 MB 的吸附实验............................37 4.3 结果与讨论...................................................................................................38 4.3.1 材料表征 ............................................................................................38 万方数据
目录 4.3.2时间的影响 41 4.3.3pH的影响 42 4.3.4温度的影响及热力学研究 42 4.3.5吸附等温线 43 4.3.6吸附动力学 44 4.3.7复合材料吸附量对比 45 4.4本章小结 46 第5章结论与展望 47 5.1结论 47 5.2创新之处 48 5.3研究展望 48 致谢 50 参考文献 .51 攻读学位期间的研究成果 58 VII 万方数据
目录 VII 4.3.2 时间的影响 ........................................................................................41 4.3.3pH 的影响 ...........................................................................................42 4.3.4 温度的影响及热力学研究 ................................................................42 4.3.5 吸附等温线 ........................................................................................43 4.3.6 吸附动力学 ........................................................................................44 4.3.7 复合材料吸附量对比 .......................................................................45 4.4 本章小结.......................................................................................................46 第 5 章结论与展望 .....................................................................................................47 5.1 结论...............................................................................................................47 5.2 创新之处.......................................................................................................48 5.3 研究展望.......................................................................................................48 致谢 .............................................................................................................................50 参考文献 .....................................................................................................................51 攻读学位期间的研究成果 .........................................................................................58 万方数据
第1章绪论 第1章绪论 1.1废水中重金属和有机染料危害 1.1.1重金属废水危害 随着如今公众对于环境保护的意识不断增强，对于与人类生活息息相关的 水体环境的保护同样是不容忽视的一部分。海洋、河流等地表水作为多种工业 企业排污的收纳水体，由于一些工业废水的不达标排放，水体会受到不同程度 的污染。例如机械加工、矿山开采、钢铁及金属治炼等工业会产生大量的重金 属废水，其中包括汞(Hg)四、铅(Pb)I、铬(Cr),以及具有重金属特性 的类金属砷(As)4等生物毒性显著的重金属元素，其他工业有时也会排放包含 铜(Cu)、锌(Zn)[、钴(Co)可、镍(Ni)8等一般重金属的废水，尽管 其中有些是人体健康所必需的微量元素，但经过长期在体内蓄积，超过一定限 度，同样会显现出致病毒性。因此，对于重金属废水经治理达标后再排放十分 有必要[9,10。 在工业废水的排放过程中，重金属不能被生物降解，有相当一部分重金属 元素沉积在天然水体中，由于其在环境中存在的复杂性，因此一直是各专家学 者研究的不衰的课题-)。 铜质（铜离子）对人类及其他生物而言，都是必不可少的元素。人体缺乏 铜会引起贫血，毛发异常，骨和动脉异常，以至脑障碍4,1。但如过剩，会引 起肝硬化、腹泻、呕吐、运动障碍和知觉神经障碍618]。 中国营养学会没有制定每日膳食中铜的需要量，但制定了每日铜的“安全和 适宜的摄入量”，半岁前婴儿每天需0.5~0.7mg,半岁至1岁每天0.7~1.0mg, 1岁以上每天1.0~1.5mg,4岁以上每天1.5~2.0mg,7岁以上每天2.0~2.5mg, 11岁以上至青年、成年，均为每天2.0~3.0mg。这个摄入量与美国科学研究委 员会制定的“估计每日饮食中安全充足的铜摄取量”相当19,201。铜在人体内含量 约100~150mg,血清铜正常值100~120μgdl,是人体中含量位居第二的必需微 量元素。如摄入过量的铜，就会刺激消化系统，引起腹痛、呕吐212]。 对于低等生物和农作物而言，铜的毒性较大，当铜的摄入量达到0.1gL左 右时，可使大量鱼类致死，因此水产业用水一般要求铜的浓度需在0.01gL以 万方数据
第 1 章绪论 1 第 1 章绪论 1.1 废水中重金属和有机染料危害 1.1.1 重金属废水危害 随着如今公众对于环境保护的意识不断增强，对于与人类生活息息相关的 水体环境的保护同样是不容忽视的一部分。海洋、河流等地表水作为多种工业 企业排污的收纳水体，由于一些工业废水的不达标排放，水体会受到不同程度 的污染。例如机械加工、矿山开采、钢铁及金属冶炼等工业会产生大量的重金 属废水，其中包括汞（Hg）[1]、铅（Pb）[2]、铬（Cr）[3]，以及具有重金属特性 的类金属砷（As）[4]等生物毒性显著的重金属元素，其他工业有时也会排放包含 铜（Cu）[5]、锌（Zn）[6]、钴（Co）[7]、镍（Ni）[8]等一般重金属的废水，尽管 其中有些是人体健康所必需的微量元素，但经过长期在体内蓄积，超过一定限 度，同样会显现出致病毒性。因此，对于重金属废水经治理达标后再排放十分 有必要[9, 10]。 在工业废水的排放过程中，重金属不能被生物降解，有相当一部分重金属 元素沉积在天然水体中，由于其在环境中存在的复杂性，因此一直是各专家学 者研究的不衰的课题[11-13]。 铜质（铜离子）对人类及其他生物而言，都是必不可少的元素。人体缺乏 铜会引起贫血，毛发异常，骨和动脉异常，以至脑障碍[14, 15]。但如过剩，会引 起肝硬化、腹泻、呕吐、运动障碍和知觉神经障碍[16-18]。 中国营养学会没有制定每日膳食中铜的需要量，但制定了每日铜的“安全和 适宜的摄入量”，半岁前婴儿每天需 0.5～0.7mg，半岁至 1 岁每天 0.7～1.0 mg， 1岁以上每天1.0～1.5 mg，4岁以上每天1.5～2.0 mg，7岁以上每天2.0～2.5 mg， 11 岁以上至青年、成年，均为每天 2.0～3.0 mg。这个摄入量与美国科学研究委 员会制定的“估计每日饮食中安全充足的铜摄取量”相当[19, 20]。铜在人体内含量 约 100～150mg，血清铜正常值 100～120μg/dl，是人体中含量位居第二的必需微 量元素。如摄入过量的铜，就会刺激消化系统，引起腹痛、呕吐[21-23]。 对于低等生物和农作物而言，铜的毒性较大，当铜的摄入量达到 0.1mg/L 左 右时，可使大量鱼类致死，因此水产业用水一般要求铜的浓度需在 0.01 mg/L 以 万方数据
