全 文 ：2015年7月
香樟叶对印染废水处理的可行性研究
郭耀(南昌大学建筑工程学院，江西 南昌 330031)
摘要：从印染废水处理的意义以及常用吸附方法入手，利
用南昌常用绿化树种香樟树的落叶为吸附剂，对模拟印染废水
——亚甲基蓝的吸附进行探究。实验结果表面：香樟叶对亚甲
基蓝具有较好的吸附能力，对初始浓度为70 mg∙L-1的亚甲基蓝
溶液进行吸附，香樟叶颗粒吸附剂浓度为 2 mg∙L-1时，效果较
佳；且吸附时间控制在60min-120min较为合适，此时吸附量和
吸附效率已经较高。
关键词：香樟叶；生物吸附；印染废水；亚甲基蓝
印染行业是典型的高耗水产业每年需消耗近亿吨的工艺
用软化水。印染废水来源及污染物成分十分复杂，主要含有染
料、料浆、染色助剂及纤维杂质、油剂、酸、碱及无机盐等，而且
具有排放量大、色度高、碱度大、生物难降解物多及多变化的特
点，被公认为是最难治理的主要有害废水之一,直接排放对人
类健康和生存环境带来极大危害，甚至导致水体生态系统的破
坏。染料废水中含多种具有生物毒性或三致性能的有机物，可
能造成水生生物群落的毁坏。[1]染料的降解产物多为联苯胺等
一些致癌的芳香类化合物。因此，印染废水的有效治理对人类
健康和环境保护都有着重要的积极意义。
利用天然植物材料作为吸附剂来对印染废水进行处理，其
具有廉价、高效、因地制宜等优点。以南昌为例，城市落叶主要
采用焚烧或掩埋的低效、非环保手段，并没有对其价值充分利
用，反而会造成大气污染。若将香樟叶作为吸附剂进行利用，
一方面可以降低印染废水处理的成本，另一方面也一定程度上
避免了大气污染。在倡导科学发展、生态文明理念的背景下，
利用落叶作为吸附剂处理废水具有广阔的发展前景。
1印染废水常用吸附方法
活性炭是最早应用也是迄今为止最优良的脱色吸附剂，通
常由木材、秸秆等含碳物质经高温碳化和活化而得到。活性炭
主要是由碳元素组成碳六环的堆积，由于排列不规律性的碳六
环使活性炭具有多微孔及比表面积大的特征，使之成为应用最
早也是迄今为止最为优良的吸附材料。[2]采用活性炭可以有效
去除废水中的活性染料、碱性染料、偶氮染料。活性炭对多种
染料具有良好的吸附性能，尤其对溶解性的有机物具有优良的
吸附效果。
树脂吸附剂是在甲苯等有机溶剂存在下，由苯乙烯和二乙
烯苯等单体通过悬浮共聚法制得的鱼籽样的小圆球。近年来，
随着离子交换树脂、吸附树脂和复合功能树脂结构的成功改
良，树脂吸附法在化工废水的治理与资源化过程中起到了重要
的作用。[3]在染料废水处理方面，有研究专家针对染料废水合
成了具有不同物理化学特性的树脂，在对印染废水的处理中取
得了较好的效果。
这些常用的吸附方法在对印染废水处理中都具有明显的
吸附效果，但共同点就是都具有较高的成本。而且活性炭吸附
脱色技术不适合印染废水一级处理，只能用于深度脱色处理，
活性再生困难。[4]对于一些中小企业来说，他们很可能不愿意
花费这些资金来处理废水，只会对废水进行简单的处理，将大
量的废水不完全处理排到河中，由于这些染料不易分解，将会
严重影响环境。
2香樟叶吸附的说明
2.1研究香樟叶吸附的意义
在南昌，香樟树是道路主干道上、公园和学校的主要绿化
树木。与其他常见的绿化树木不同，香樟树实在春季落叶，大
量树叶落在街上，多作为废弃物焚烧掉，很少应用于工业中。
在现有的对香樟叶的研究中，大多都考虑其的药用价值，
但是对于香樟树落叶的价值的相关研究几乎为零。由于香樟
树在南昌数量众多，根据相关调查，仅在南昌的行道树中，樟树
占69%以上。则在春季时，也将会有相当大数量的落叶。通过
对香樟叶进行加工，解决印染厂污水净化问题，同时解决树叶
垃圾影响市容的问题。一方面可以解决环境污染问题，另一方
面也可以取得可观的经济效益。
2.2香樟叶的吸附机理
香樟树叶和其它植物材料一样，富含木质素、纤维素、半纤
维素和硅等成分以及羧基、羟基、氨基等官能团，它们能结合染
料离子，使得吸附过程变为可能。一些学者曾采用植物落叶来
去除溶液中的重金属离子，但是，采用香樟树叶作为吸附剂去
处染料废水的报道并不多，因此可以考虑用香樟树叶作为廉价
吸附剂，用于去除水体中的染料。
在香樟叶的成分中，木质素、纤维素和半纤维素的含量占
大多数，同时也是发挥吸附作用的主力军。
木质素是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连的
作用。木质素是由松柏醇、芥子醇、对-香豆醇3种基本类型的
苯丙烷单体结构单元，通过各种无规则交联而产生的一类三维
空间结构的大分子高聚物。[5]由于木质素分子结构单元中存在
着芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基、羧基、共轭双键等众
多活性基团，使其对某些金属离子、染料等具有潜在的吸附能
力。[6]
纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖，维素是世界上最丰
富的天然有机物，占植物界碳含量的50％以上。由于纤维素是
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一种纤维状多毛细管的立体规整性高分子聚合物，具有多孔和
比表面积大的特性，且分子内含有许多亲水性羟基，因此对有
机小分子及重金属离子具有一定的吸附性能。[7]
半纤维素是一类物质的总称，它是由D-木糖、L一阿拉伯
糖等多种类型的五碳糖和六碳糖构成的异质多聚体。半纤维
素的化学结构具有独特性，一般具有分枝与无定形构成的多种
不同单糖和诸如羟基、甲氧基、羧基等不同的官能团。[8]因此其
对某些无机金属离子、有机化合物等也具有潜在的吸附能力。
3机理的可行性验证
3.1实验原理
本实验用印染厂常用染料亚甲基蓝作为吸附质，对香樟叶
的吸附情况进行探究。共进行两部实验：
第一步，取不同质量质量的制备好的香樟叶，分别置于已
加入相同浓度的亚甲基蓝溶液锥形瓶，振荡一定时间后，测定
吸附后溶液中的亚甲基蓝浓度。分析可得出不同用量的香樟
叶对一定浓度的亚甲基蓝溶液的吸附情况。
第二步，取相同质量质量的制备好的香樟叶，分别置于已
加入相同浓度的亚甲基蓝溶液锥形瓶，进行振荡，在不同时间
点对溶液中的亚甲基蓝浓度进行测定。分析可得出等量香樟
叶在不同吸附时间对一定浓度的亚甲基蓝溶液的吸附情况。
实验中吸附量q、去除率p分别按下式计算：
q = V（c0 - ci） × 10-3m
p =（c0 - ci） × 102c0
其中，q为每克香樟叶吸附剂吸附亚甲基蓝的吸附量(mg∙
g-1)；c0为亚甲基蓝初始浓度(mg∙L-1)；ci为某测定时亚甲基蓝浓
度(mg∙L-1)；V为溶液体积(mL)；m为香樟叶吸附剂的质量(g)；p
为染料去除率(%)。[9]
3.2实验设计
3.2.1实验器材
香樟叶、蒸馏水、70mg∙L-1的亚甲基蓝、500mL锥形瓶×5、滴
管、天平、玻璃棒、药匙、烧杯、量筒、亚甲基蓝、恒温振荡器、离
心机等。所用试剂均为分析纯。
3.2.2香樟吸附剂的制备
香樟叶用清水清洗数次，除去灰尘和溶于水的物质，香樟
叶用蒸馏水洗若干次直至洗出液无颜色为止,放于烘箱中在不
高于60℃下烘干。将烘干后的香樟叶用研钵研磨，然后用筛子
筛取合适的颗粒。最后，将得到的香樟叶颗粒保存在一个干燥
器中直到使用。[10-11]
3.2.3实验步骤
实验一：香樟叶颗粒用量对吸附的影响探究
取5份70mg∙L-1的亚甲基蓝溶液各200mL，分别加入5个已
编号的锥形瓶中。同时向 5个锥形瓶中分别加入 0.2g、0.4g、
0.6g、0.8g、1.0g的香樟叶颗粒。然后在恒温振荡器中振荡60min
钟（调至25摄氏度）。振荡完毕后取出锥形瓶，测量吸附后飞亚
甲基蓝溶液的浓度。记录数据并画出坐标图进行分析。
实验二：吸附时间对香樟叶颗粒吸附的影响探究
取3份70mg∙L-1的亚甲基蓝溶液各200mL，分别加入5个已
编号的锥形瓶中。同时向 3个锥形瓶中各加入 0.4g香樟叶颗
粒。将锥形瓶放入恒温振荡器中，调至25摄氏度。选取一些不
同的时间点用紫外吸收分光光度计测量亚甲基蓝溶液的浓
度。记录数据并画出坐标图进行分析。[10-13]
3.3结果分析
3.3.1香樟叶颗粒用量对吸附的影响探究结果分析
由实验数据绘制坐标图如下：
图1 香樟叶颗粒用量对亚甲基蓝吸附的影响
图1为香樟叶颗粒用量对亚甲基蓝吸附的影响。由图1可
以看出，随着香樟叶颗粒用量m的增加,吸附率有69%左右上升
到92%左右，这可以说明香樟叶颗粒用量越大，在60min达到的
吸附率越高，则相应的吸附速度越快；这是由于香樟叶颗粒用
量越多，吸附表面积越大，活性位点越多，故吸附速度越快。但
是，每克香樟叶吸附剂吸附亚甲基蓝的吸附量q却随着香樟叶
颗粒用量m的增加而由 48mg∙g-1左右降至 13mg∙g-1左右，则表
明香樟叶颗粒用量越大，在60min时，香樟叶吸附剂单位吸附量
越小。
因此，综合考虑吸附效率个单位吸附量，在香樟叶颗粒用
量为 0.4g时效果较佳。即香樟叶颗粒吸附剂浓度为 2mg∙L-1
时，效果较佳。
3.3.2吸附时间对香樟叶颗粒吸附的影响探究结果分析
由实验数据绘制坐标图如下：
图2 吸附时间对香樟叶颗粒吸附亚甲基蓝溶液的影响
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图 2为吸附时间对香樟叶颗粒吸附亚甲基蓝溶液的影响。
由图 2可以看出，香樟叶对亚甲基蓝的吸附可分为两个阶段。
其中前 60min为快速吸附阶段，而 60min以后为慢速吸附阶
段。吸附作用刚开始，香樟叶对亚甲基蓝吸附速度很快，60 min
时吸附基本达到平衡，香樟叶的单位吸附量为30.3mg∙g-1，吸附
率约为85%；在慢速吸附阶段，从60min开始到240min时，单位
吸附量仅增加到33.4 mg∙L-1左右，吸附率增加到95.5%左右。
因此，综合考虑吸附量、吸附效率和吸附时间，吸附时间控
制在 60min-120min较为合适，此时吸附量和吸附效率已经较
高。
4结语
如何经济高效地去除印染废水中的染料，对净化水资源和
护水环境具有重要意义。对生物吸附法的探寻以及相关机理
的研究，是今后努力的方向和目标。本文从印染废水处理的意
义以及常用吸附方法入手，通过对香樟叶对亚甲基蓝的吸附进
行探究，实验分析得出香樟叶对亚甲基蓝具有较好的吸附能
力，是较为理想的生物吸附剂。本实验的进行为以后香樟叶应
用于实际的废水中染料的去除提供理论数据参考。由于知识
和器材的局限，本论文对香樟叶吸附亚甲基蓝的研究还不够全
面，而且对香樟叶去除其它染料以及水中其他污染物都没有提
及，对香樟叶吸附更深层次的研究和探讨仍需努力。
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作者简介：郭耀（1992-），男，汉，籍贯：河南林州市，单位：南昌
大学建筑工程学院。
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