改性农业废弃物去除水体中的磷
- 选题的背景、意义：
磷是水体富营养化的限制元素之一[1]。水体富营养化是指在人类活动的影响下，氮磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体中溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。
同时磷是一种有限资源且不可再生，在自然环境中无法替代[2]，磷资源属于目前逐步匮乏的资源[3]，而人们对磷矿的需求也越来越大，这将导致磷矿石的价格将不断升高。磷过剩引起的环境问题和磷资源的有限性之间的矛盾，使得磷回收的重要性不断提高。
农业废弃物也称农业垃圾，按其成分，主要包括植物纤维性废弃物和畜禽粪便两大类。如不妥善处理不仅会造成资源浪费还会对环境产生污染[4-6]。
本实验旨在基于上述现状的基础上，研究了将包裹在玉米粒外面的皮（以下简称玉米皮）作为吸附剂，由于其表面含有大量的羟基，通过一定的方法改性后，可以大量吸附水体中的磷，从而减少对环境的负面影响；又由于其本身成本低廉、分布较广，也可以实现经济的友好型发展。
- 国内外研究的历史和现状：
目前国内外的磷回收技术主要有：化学沉淀法、生物除磷法、吸附/解吸法、生态法等[7]。化学沉淀法是通过加入试剂与磷形成难溶性磷酸盐沉淀实现除磷，主要适用于高磷溶度废水，对低磷浓度废水经济性较差且形成的沉淀物不容易脱水，工序复杂。生物除磷主要是利用噬磷菌在厌氧-好氧条件下吞噬和释放磷，效果有限。生态法只要是利用植物吸收降解磷来实现除磷，局限性较大，主要应用于深度除磷。而吸附法不仅可以处理高浓度废水，也适用于低浓度废水，且由于吸附容量大、耗能小、工艺简单、操作方便、污染少、可循环利用等优点在废水除磷中被广泛应用。
对于吸附法去除废水中的磷，主要采用活性炭吸附、生物质吸附、金属氧化物吸附、硅基介孔分子筛吸附、黏土矿物吸附等方法[8]。
而对于生物质吸附，尤其是廉价的农业废弃物，国内外有不少的研究关于用花生壳和玉米芯来处理重金属废水[9-13]。也有学者将玉米秸秆进行改性来吸附六价铬离子[14]。而用农业废弃物来处理含磷废水的研究相对较少。
国外有学者研究用甘蔗渣来吸附废水中的磷，并通过化学方法改性将甘蔗渣附着Fe2 （0.06mol/g），结果发现吸附效果提高了45%，而通过羧甲基改性后的甘蔗渣再附着同样浓度的Fe2 吸附效果提高了80%[15]。
国内也有学者研究将农业废弃物茭白叶通过氯化铁和氯化亚铁溶液进行浸渍改性来吸附含磷废水，发现有较好的吸附效果[16]。
