摘要：以含馬拉硫磷的廢水為研究對象，考察了活性炭的投加量、吸附時間、反應溫度及溶液pH值等因素對活性炭吸附馬拉硫磷行為的影響。結果表明：活性炭對馬拉硫磷的吸附以快速吸附為主，2h內吸附速度很快；在一定的范圍內，活性炭的投加量及反應溫度與固相吸附量成正比；活性炭對馬拉硫磷的吸附在酸性溶液中能力較強，pH值在3.8~4.0范圍內，吸附效果好。
一、引言
馬拉硫磷是一種低毒的有機磷農藥，已被世界組織認定為環境激素之一，它在自然環境中難以被生物分解，卻易被活性炭吸附，研究馬拉硫磷在活性炭上的吸附規律，對防治馬拉硫磷造成的污染具有現實意義。目前關于環境激素的作用及其在環境中的行為以及對野生動物的影響評價的研究很多，但有關環境激素處理方法的研究還較少。活性炭對農藥的吸附主要是物理吸附過程，由于其表面具有疏水性，使它能從水溶液中吸附各種物質，因此廣泛用于對農藥污染的凈化處理。
波濤活性炭廠家研究了活性炭對馬拉硫磷的吸附特性及處理效果，并在不同影響因素（反應時間、反應溫度、活性炭投加量、溶液pH值）下，對活性炭吸附馬拉硫磷的情況進行實驗研究，為含馬拉硫磷廢水處理技術的開發提供依據。
二、實驗方法
在8個50mL錐形瓶中，各加入50mL馬拉硫磷水樣（30mg/L），再分別加入準確稱取的不同量活性炭（0.4g, 1.0g, 2.0g, 4.0g, 8.0 g）；為防止揮發，用保鮮膜封口后，置于振蕩器中在實驗設計的溫度下進行吸附；分別反應0.5h, 1h, 2h, 4h，6h，8h，12h，24h后，取混合液用0.45μum濾膜抽濾，測定濾液中馬拉硫磷濃度。
三、實驗結果與討論
1、馬拉硫磷吸附動力學曲線
固定活性炭的投加量為0.08g/mL，測得結果如圖1所示。可以看出：活性炭對馬拉硫磷的吸附以快速吸附為主。反應前2h內活性炭對馬拉硫磷的吸附速度很快，吸附量達到0.68mg，超過總吸附量的60%；在2~6h內固相吸附量增加趨勢沒有前2h快，吸附6h之后趨勢漸緩，8~24h吸附基本平衡。因此考慮時間及實驗條件，其他影響因素的研究實驗選時為8h。
2、溫度對吸附效果的影響
改變反應溫度，吸咐效果如圖2所示。由圖2可以看出：5℃時吸附效果差，8h的吸附量只有0.29mg。25℃和40℃時吸附量的增長趨勢比5℃和15℃明顯，前4h的吸附量增長趨勢較為迅速。溫度為60℃時吸附效果很明顯，在前2h吸附速度很快，8h之后吸附量達到1.08mg。
從圖2得知，馬拉硫磷的固相吸附量隨著溫度的升高而加大，因為吸附不僅包括物理作用的吸附，而且包括共價鍵和氫鍵等作用的化學吸附。而溫度對化學作用的影響比較大，這是因為化學反應往往需要一定的活化能，溫度的升高能加大溶質分子的平均能量，能促進化學吸附的進行，故而促進了吸附。但60℃時的增加趨勢沒有25~40℃時的明顯，這是由于實驗溫度越高，馬拉硫磷的揮發量越大，因此活性炭的吸附量會相對減少，而同時伴隨的溶解度加大又會使吸附量減小。
3、活性炭投加量對吸附的影響
改變活性炭的投加量，吸咐效果如圖3所示。由圖3可以看出：活性炭投加量為0.4g時，對馬拉硫磷的吸附量很少，曲線平緩。投加量為1g時，吸附效果的變化不是很大。而當投加量增加到2g時吸附效果有明顯提高。投加量8g時吸附效果好。
同一時間內，活性炭投加量越大，吸附效果越明顯。但活性炭投加量對吸附的影響應該是在一定的投加范圍內的，在馬拉硫磷濃度一定的條件下，投加量達到一定數量時，吸附效果基本達到極限，因此投加量要根據實際情況而定，過少，吸附效果不好，過多則會造成浪費。由圖3可以看出，8g時的吸附效果雖然佳，但是其單位平均吸附量明顯降低，吸附效果基本達到上限。因此，繼續增加投加量，不一定會得到顯著效果，反而會造成資源浪費。
4、pH值對吸附效果的影響
活性炭從水中吸附有機物的效果與有機物的分子形態有關。一般分子態有機物比離子態有機物容易被吸附。當pH>pK時，有機物主要以離子態存在。電離度與溶解度雖然不成比例，但電離度大的有機物，溶解度大，吸附效果差。為了確定活性炭吸附馬拉硫磷的較佳pH值，實驗考察了pH值對活性炭吸附馬拉硫磷的影響，結果見圖4。
由圖4可以看出：pH值對吸附的影響較大。從反應8h的數據可以看出，pH值為3.92時固相吸附量很大，明顯高于pH值為6.92時的吸附量。而當溶液呈堿性時，吸附效果明顯降低。由此可見，在微酸性條件下吸附效果比較好，因為在微酸性條件下，活性炭吸附能力增強，而且可以中和活性炭及原料中少量雜質所帶的電荷而聚沉，從而促成較好的吸附效果。活性炭表面含有羧基、酚羥基等，這些官能團在水中可以離解。在強堿性溶液中，這些官能團大量離解，活性炭表面趨于帶負電荷，這時馬拉硫磷分子也趨于離子化而帶負電荷，由于同性電荷的排斥作用，不利于馬拉硫磷分子在活性炭表面的吸附。在堿性條件下，由于存在“脫吸附”和“溶膠”現象，活性炭本身所帶的物質也會溶解到溶液中，從而增加溶液中的雜質，吸附效果差。
三、結語
通過活性炭對馬拉硫磷吸附行為的研究，得出以下幾點結論：
1、活性炭對馬拉硫磷的吸附以快速吸附為主，在一定的投加范圍內，活性炭的投加量與固相吸附量成正比，但當活性炭的投加量增加到一定數量時，吸附效果基本達到上限。
2、溫度升高，活性炭對馬拉硫磷的吸附量加大，但由于揮發的影響，過高的溫度可能會降低吸附效果。
3、pH值與活性炭吸附作用有密切關系。pH值調節在3.8~4.0范圍內，活性炭對馬拉硫磷吸附效果好。