浅谈活性炭产品的应用研究

李曌天

江西省产品质量监督检测院，南昌 330029

浅谈活性炭产品的应用研究

李曌天

江西省产品质量监督检测院，南昌 330029

本文依据国标GB 29215-2012《食品安全国家标准 食品添加剂 植物活性炭(木质活性炭)》，对活性炭吸附铅（Pb）和砷（As）等重金属作用进行了分析应用研究。

重金属；活性炭，离子；吸附

1 前言

日常生活中，铅（Pb）是对人体危害极大的一种重金属，它对神经系统、骨骼造血功能、消化系统、男性生殖系统等均有危害。特别是大脑处于神经系统敏感期的儿童，对铅有着特殊的敏感性。研究表明，儿童的智力低下发病率随铅污染程度的加大而升高。儿童体内血铅每上升10微克/100毫升，儿童智力则下降6—8分。为此，美国把普遍认为对儿童产生中毒的血铅含量下限由0.25微克/毫升，下降到0.1微克/毫升。世界卫生组织对水中铅的控制线已降到0.01微克/毫升。我国食品重金属残留量限量国家标准规定铅含量最高（豆类）为0.8毫克/千克，鲜乳为0.05毫克/千克，生活饮用水国家标准限量为0.01毫克/升。而砷（As）在自然界分布也很广，动物肌体、植物中都可以含有微量的砷，海产品也含有微量的砷。由于含砷农药的广泛使用，砷对环境的污染问题愈发严重，如以砷化合物作为饲料添加剂，过量添加至牲畜食用的饲料中，就易使牲畜体内积砷，食用了这种牲畜的肉制品后，就容易造成中毒。砷侵入人体后，除由尿液、消化道、唾液、乳腺中排泄外，就蓄积于骨质疏松部、肝、肾、脾、肌肉、头发、指甲等部位。砷作用于神经系统、刺激造血器官，长时期的少量侵入人体，对红血球生成有刺激影响，长期接触砷会引发细胞中毒和毛细管中毒，还有可能诱发恶性肿瘤。我国食品重金属残留限量国家标准规定砷含量最高（粮食）为0.7毫克/千克，鲜乳为0.2毫克/千克，生活饮用水国家标准限量为0.01毫克/升。

2 活性炭吸附能力

活性炭是以优质木炭为原料的一种良好的吸附剂，具有巨大的比表面积和化学稳定性。利用活性炭吸附技术去除自来水中重金属离子的方法具有设备简单、占地面积小和不产生二次污染等优点，在国内外得到广泛应用。活性炭吸附水溶液中的重金属离子与其吸附废水中的重金属离子的原理相通，所以对活性炭吸附溶液中重金属离子的研究有助于利用活性炭吸附技术处理自来水，并为活性炭吸附溶液中的重金属离子方面的研究提供有益的参考。本文通过活性炭对重金属离子铅、砷的静态吸附实验，活性炭对水溶液中砷的静态吸附实验，活性炭的表面改性以及改性后的活性炭对水溶液中砷的吸附实验，研究了活性炭吸附重金属离子的吸附效果和对水溶液中砷的吸附特性。

3 吸附试验

砷（As）的测定：移取20ml保留的滤液A，置于定砷仪中，作为试验溶液。按GB/T5009.76进行测定。

铅（Pb）测定：用含硝酸的水萃取试样中的铅离子，在原子吸收分光光度计上，以空气-乙炔火焰，采用工作曲线法进行测定。

试剂和材料：硝酸；铅标准准溶液：0.10mg/mL；水：符合GB/T6682-2008中二级水的规定；仪器和设备：原子吸收分光光度计。

离子的测定方法：将试样加入250ml的水中，加入1mL硝酸，置于电炉上加热微沸10min，稍冷，振荡过滤后，用水稀释。在原子吸收光度计上，测量试验溶液的吸光度。根据测得的吸光度，从工作曲线查出试验溶液的离子的浓度。

4 结论

温度对活性炭吸附铅镉离子的影响：活性炭对重金属吸附作用为吸附和脱附两过程。吸附是放热过程，所以低温效果好。脱附是吸热过程，高温效果好。本次试验结果如下表1.

表1

从上表可知，低温时对吸附容量的影响不大，且吸附效果很好。温度能影响分子的运动，活性炭一般是中孔径，能够很好吸附溶液中的金属离子。当温度升高时，溶液中分子的运动会加快，导致吸附能力会被衰弱，吸附容量会有所减小，这是物理吸附能力的特性。

活性炭用量对其吸附铅镉能力的影响：用相同的溶液，随着活性炭用量的增加，被吸附离子的相对浓度会降低，吸附效果肯定会增加，但是活性炭的相对吸附面积也会减少的趋势。本文恒定其他条件，分别称取了0.05g，0.1g，0.2g，0.3g，0.4g的活性炭进行吸附试验。吸附效果如表2

表2

由上表可知：随着活性炭用量增加，吸附溶液中的重金属离子容量也在增加，但是当吸附达到平衡后，活性炭的吸附能力会有所下降。经过上述试验可知：活性炭吸附重金属铅（Pb）和砷（As）的最佳条件是：活性炭投加量为0.2g，吸附过程在室温下。

吸附的原理为离子交换，化学反应吸附或物理吸附等，只要金属铅砷充分接触活性炭表面并进入空隙内部就能有效地吸附，但达到一定的时间后，吸附运动就是一种动态的平衡。

的基本计量需求，更可以对国际标准形成补充，为实现全球天然气计量体系统一贡献一份力量。

总体来说，我国天然气计量体系的发展是值得肯定的，但是在经济发展的基本任务下，还需对天然气市场进行深入调研，对天然气计量体系进行调整和修改，使其能够和国际标准缩小差距。对于那些已经处于国际先进水平的技术标准，仍需按照工作实际和未来发展的需求，对其进行升级创新，确保其能够一直处于国际先进水平，促进我国天然气计量体系整体水平不断提升。

4 结束语

天然气计量体系对于天然气工业发展具有积极的推动作用，因此，需要对我国天然气计量体系的现状形成统一认识，理解其与国际先进水平存在的差距。如此，才能从薄弱环节入手，加强我国天然气计量体系建设，推动其不断发展。

[1]高军.中国天然气计量技术标准体系介绍[J].中国计量，2014,01

[2]黄黎明.中国天然气质量与计量技术建设现状与展望[J].天然气工业，2013,12

[3]黄维和.天然气能量计量体系在中国的建设和发展[J].石油与天然气化工，2010,12