1. 研究目的与意义（文献综述）

一、研究目的，意义及现状（国内外研究概况）

工业生产过程中，危化品具有的的易燃、易爆、有毒、有害的性质决定了危化品事故的多发性和严重性，给群众的人身和财产安全造成了巨大威胁，也对环境造成了重大的威胁^[1]。2005年11月，吉林一双苯厂发生爆炸燃烧事故，导致大量硝基苯流入松花江，给松花江流域造成了严重污染;2011年6月4日晚22时，一辆载有31吨苯酚危化品的槽罐车发生事故导致槽罐破裂。约有20吨苯酚流入新安江中，造成严重污染，给下游城市居民生产生活用水造成巨大威胁；2013年10月，安徽合肥火车东站5节罐车脱离轨道，罐车内的120吨危化品液体发生泄漏并通过管渠排入地下涵道，对周边水质造成严重污染。液体危化品泄漏事故造成危害大、事故突发性强、事故处置难度高，在事故发生后应当根据危化品性质立刻采取科学、合理的应急处置措施，一般采取先围后收的策略，防止危化品进一步扩散，然后再利用回收装置将泄露的危化品进行回收，此时所采用的回收装置通常为相应的吸附材料^[2]。目前中国在处理水上危化品泄漏事故应急反应能力方面还存在许多不足，处理技术手段较落后，缺乏相应的处理设备。因此必须采取有效措施，预防、控制水上危险化学品泄露事故的发生，最大限度减轻并消除其危害，确保内河饮用水、航运、生态环境安全。

常用的危化品水上泄露应急处置技术包括修建水坝拦截、挖掘沟槽拦截、设置表面水栅拦截、吸附法、撇取法、抽取法、生物法等应对水体危化品的泄露。如下表所示。

吸附法研究现状

随着技术的发展，吸附法因具有来源广泛、处理成本低以及高效的吸附能力，被广泛的应用于危化品水上泄露事故的处理。吸附法是依靠吸附剂密集的孔隙结构、巨大的比表面积，或通过其表面的各种活性基团与吸附质形成化学键，从而达到选择吸附有机物的目的。很多学者对通过吸附法处理危化品泄漏事故进行了研究，主要是针对于吸附剂的研究与开发，现阶段研究较多的吸附剂主要有活性炭^[3]、壳聚糖^[4]、天然矿石^[5]、生物质、树脂^[6]等。

在各种处置技术的对比研究中，吸附技术在去除水体中的有机污染物方面已经得到了广泛认可^[7]。而近年来兴起的生物炭吸附法，由于其生物炭制备原料易得，制备工艺较为简单，吸附能力超强，能强烈吸附多种有机污染物，廉价高效等优点从以上方法中脱颖而出，生物炭吸附处理水污染被认为是一种非常有效，经济的水体污染物处理方法生物炭作为特殊的吸附剂，是由天然生物质在缺氧条件下热解制成的，具有疏松多孔，比表面积大，吸附能力强的特点^[8]。在王宁等人对生物炭吸附有机污染物的研究中表明，生物炭具有高度的芳香化结构，这种特点使得生物炭使得它比其他来源的母体炭具有更高的化学和生物学稳定性，具有更强的抵抗微生物分解的能力；生物炭对有机物的吸附能力远远大于单位有机碳质量的其他形式天然有机质，可以高效吸附多种有毒有机污染物^[9]。生物炭的制备原料来源广泛，农业废弃物（农田和果园残留物，禽畜粪便，农副产品加工后剩余物，居民生活废弃物）及工业有机废弃物都可以作为原料。

动物骨是一种独特的天然复合材料，首先动物骨包含的有机物是碳的前驱体，其次由同轴晶体或具有微孔结构的薄片层形成的多层结构制成的碳材料得到了广泛研究并且诞生了种类不同的动物骨炭^[10]。

鱼类具有很多的价值比如食用、观赏、检测污染等，但更多的是将鱼类作为食用原料。在鱼产品的食用方面，人们往将其制作成各种各样的鱼产品，而在鱼产品加工的过程中，必然产生量的鱼加工废物，其质量占原料鱼的40%-50%。我国水产资源丰富，随着鱼制品产业的发展，鱼加工废弃物的年产量成比例增加。开发利用鱼加工废弃物，已经成为鱼类加工企业急需解决的问题^[11]。与此同时此方向也逐渐吸引了众多领域的学者对其进行研究。鱼骨占鱼体重的10%-15%，含有水分、灰分、脂肪和蛋白质等成分。鱼骨在各类鱼类加工业中为主要的副产物，通常随同其他加工下脚料一起被丢弃，或作为饲料和肥料，或是直接被掩埋，从而导致大量的资源浪费及环境污染。因此，可以将大量的鱼加工废弃物作为鱼骨炭的稳定再生来源。

吸附法属于物理去除法的一种，是利用吸附剂吸附废水中某种或几种污染物，以便回收或去除它们，从而使废水得到净化的方法。吸附法处理危化品水上泄露事故时，具有处理效果好、可回收有用物料以及吸附剂可重复使用等优点，因此随着现有吸附剂性能的不断完善以及新型吸附剂的研制成功，吸附法在危化品水上泄露处理中的应用前景将更加广阔。

关于鱼骨炭作吸附剂处理重金属废水的报道主要见于国外，Ehab M．Zayed等用胭脂鱼的鱼骨与丙烯酸进行聚合制成鱼骨炭^[12]。Bhargava D.S.Killedar D.J.使用移动吸附装置研究了鱼骨炭的除氟能力^[13]。Wudneh Admassu等探究了用鱼骨炭中羟基磷灰石取代矿石羟基磷灰石处理污水中重金属的可能性，实验发现，由于羟基磷灰石的含量对较低表现出较低的重金属离子去除能力，而在其他方面与纯羟基磷灰石表现无太大差异；同时，还验证了鱼骨炭中的羟基磷灰石对Pb（Ⅱ）等有一定的去除能力^[14]。黄承武就取了印度海滨鱼骨167千克加工得到100kg鱼骨炭，放在流动介质吸附器内吸附氟化物，研究鱼骨炭的氟吸附特性，制备成本只有20美元，得出鱼骨炭在印度是廉价的吸附材料的结论^[15]。

生物炭改性方法^[16]及研究进展

（1）表面物理结构特性改性

在生物炭的制备过程中通过物理或者化学的方法来使炭的比表面积增加、调整炭的孔径结构及其分布，改变炭材料的表面构造，从而增强生物炭材料定向吸附能力。

（2）表面化学性质的改性

通过一定的化学方法改变炭表面官能团构造，控制其亲水/疏水性能以及与有机污染物的结合的能力，使其成为特定吸附过程中的活性位点，进而而控制炭材料的吸附性能。炭材料表面化学性质的改性常用方法有：表面氧化改性、表面还原改性、酸碱改性、负载金属及化合物改性、低温等离子体改性等。而在实际应用中，倾向于将不同的改性方法结合起来进行改性，从而得到更好的改性效果

（3）电化学性质的改性

电化学改性：利用微电场，使生物炭表面的电性和化学性质发生改变，从而提高吸附的定向吸附能力。

张存兰开展了关于改性树叶对染料废水的吸附脱色研究^[17]，证明了经过盐酸改性的树叶对印染废水的吸附能力要比未改性的树叶要强很多，这主要是由于经过盐酸处理的树叶其表面积更大，木质纤维更发达，活化效果更好。

矫娜等人从事的关于改性硅藻土对三种有机染料的吸附作用研究^[18], 证明了经过阳离子表面活性剂改性的硅藻土能提高其对阴离子染料(活性红120)和酸性染料(玫瑰红B)的吸附作用.

张蕊进行的改性活性炭吸附染料及稻壳基活性炭吸附重金属研究^[19]表明：商品活性炭经CTAB, SDS, Triton X-100改性后，活性炭对活性艳红X-3B,酸性橙、直接耐晒翠兰GL的脱色率下降;SDS改性后对模拟阳离子橙染料的脱色率由88.8%提高至98.3%。

目前国内外对于鱼骨炭的研究不多，本次研究通过制备鱼骨炭并对其改性和一系列静态吸附实验，在已有的研究基础上，对NaOH改性鱼骨炭对亚甲基蓝的吸附作用进行深入探究，进一步了解鱼骨炭碱性改性条件下吸附亚甲基蓝的能力及影响因素，探索NaOH改性鱼骨炭对亚甲基蓝吸附的潜力，为应对可能发生的危化品水上泄露事故提供更好的处理方法。

2. 研究的基本内容与方案

二、研究对象

制备及优化naoh改性鱼骨炭吸附剂进行吸附亚甲基蓝研究，为危化品水上泄漏应急处置技术提供数据和思路支持。

三、主要研究内容

3. 研究计划与安排

2017.01-2017.03 阅读文献，完成开题报告

2017.04-2017.05 完成鱼骨炭制备及吸附实验，进行数据分

2017.06 完成毕业论文终稿

4. 参考文献（12篇以上）

[1]曾笑. 吸附材料在液体危化品泄漏事故应急处置中的应用[j]. 广州化工,2014,18:260-261.

[2]王志霞. 苯酚水上泄漏应急处理技术[j]. 环境科学与管理,2012,12:88-92.

[3]肖敏,李丽,钟龙飞,陈桂泉,黄泽城,苏晓银. 活性炭吸附法处理印染废水的研究[j]. 辽宁化工,2009,08:537-539.

[4]易怀昌. 壳聚糖及其改性微球对酸性染料的吸附性能研究[d].中国海洋大学,2009.