重金属砷、铬对环境污染已经成为当前不可忽视的问题,尤其是天然水体中砷、铬的污染问题一直是世界关注的热点。到目前为止,全世界有许多国家报道了关于饮用水中砷、铬污染事件。由于自然现象和人类活动,如风化反应、工业污染以及含砷、铬化合物的大量使用,通过迁移转化、聚集等途径将砷、铬引入到环境中,危及到人类健康和环境安全。因此,准确检测水体中砷、铬浓度,砷、铬的去除技术成为分析化学和环境科学领域的重要研究课题之一。本论文主要研究了基于蛋壳膜生物材料作为固相萃取吸附剂联合原子荧光光谱法检测环境水样中的五价砷,探讨了蛋壳膜生物材料吸附六价铬的机理以及考察了粉末活性炭对六价铬吸附的影响因素及吸附等温线研究。1.由于蛋壳膜具有独特的网状结构,表面富含氨基、酰胺等官能团,对五价砷具有独特的吸附潜力。文章将蛋壳膜生物材料固相萃取法与氢化物发生-原子荧光光谱法相结合,建立了测定环境水样中五价砷的分析方法。优化得到的最佳固相萃取条件为：硝酸浓度和体积分别为2mol／L和6mL,样品溶液酸度为pH 11,样品溶液流速为3mL/min,蛋壳膜的用量为1000mg,样品溶液体积为200mL,盐度也被优化并详细考察了共存离子的干扰。在优化的条件下,蛋壳膜对As(V)的饱和吸附能力为3.9μg／g。分析方法的线性范围为0.005-2μg／L,砷的检出限(3σ)和富集倍数分别为0.001μg／L和33.3,在As(V)的浓度水平为0.61μg／L时,相对标准偏差(RSD)是2.1%(n=11)。在砷的浓度水平为0.5μg／L时,对同一柱子和三根相同柱子分别进行重现实验,天间和柱间的相对标准偏差(RSD)分别为2.6%和4.3%,天间和柱间的精密度小于5%表明柱子满足重现性要求。将建立的分析方法应用于标准参考水样、自来水、河水、湖水、生活污水及人工湿地水样的分析测定。富集模拟天然水中的砷浓度和标准值一致,As(V)的加标环境水样回收率在98%-113%之间,结果表明该分析方法满足砷分析要求。该研究拓展了生物材料蛋壳膜的应用范围,为新型固相萃取吸附剂的研究开辟了方向,具有较重要的理论意义和广阔的应用前景。2.初步探讨了蛋壳膜生物材料作为吸附材料,通过小试摇瓶实验,对水中Cr(VI)的吸附性能进行系统研究。主要结论如下：(1)在pH值为2-10范围内,蛋壳膜对Cr(VI)的吸附过程：HCr04-与蛋壳膜表面带正电荷的酰胺基先发生静电吸引,通过电子转移使Cr(VI)转化为Cr(III),Cr(III)再被蛋壳膜表面的功能基团被吸附在其表面。(2)增加蛋壳膜用量,由于总的蛋壳膜表面活性位点增多使Cr(VI)的去除效率增加。(3)蛋壳膜对Cr(VI)的吸附在120min内达到吸附平衡,表明吸附过程为快速吸附。(4)阴离子和腐殖酸(HA)的加入,在蛋壳膜表面与Cr(VI)之间产生竞争吸附,导致对Cr(VI)的吸附量下降。(5)吸附动力学研究表明蛋壳膜吸附Cr(VI)适宜用准二级动力学模型拟合,随着温度升高和Cr(VI)初始浓度的增加,初始吸附速率vo和准二级反应速率常数k2均升高。(6)三种温度条件下(25℃、35℃、45℃),蛋壳膜生物材料去除Cr(VI)等温线适宜用Langmuir模型描述;25℃、35℃和45℃的吉布斯自由能分别为-5.47 KJ／too1、-4.81 KJ／mol和-2.64 KJ／mol,表明蛋壳膜吸附Cr(VI)是自发过程；焓变值为-49.83 KJ／tool表明吸附过程是向外界放热过程。3.采用粉末活性炭作为吸附材料,通过小试摇瓶实验考察粉末活性炭对水中Cr(VI)的去除。考察了氯化钠(NaC1)、腐殖酸(HA)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对粉末活性炭吸附Cr(VI)的影响及其吸附机理,用Freundlich和Langmuir等温模型对实验数据进行拟合。主要实验结论如下：pH值对粉末活性炭吸附Cr(VI)的影响较大；温度对粉末活性炭吸附Cr(VI)影响不大；十六烷基三甲基溴化铵和腐殖酸能够增加粉末活性炭吸附Cr(VI)的能力；随着不同浓度的NaCl加入,降低粉末活性炭对Cr(VI)的吸附量,这可能是由于Cl-与Cr(VI)发生了竞争吸附。