新型深海中溫菌Wangia profunda(SM-A87)胞外多糖對(duì)重金屬和有機(jī)物的吸附性能研究.pdf

1、隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加速，環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，污水處理和污染土壤的修復(fù)已成為環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域的重要課題。固液吸附法是污水處理的常用方法之一，研究污染物的固液吸附行為，開發(fā)高效、廉價(jià)吸附劑是環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容。 近期從日本沖繩槽海域，深度為1245米的深海底泥樣中采集到一株中溫菌Wangia profunda（SM-A87），發(fā)現(xiàn)可分泌豐富的胞外多糖（ExoPolysaccharide，EPS），其表面有豐富的羥基

2、和羧酸基等，預(yù)期與重金屬離子和有機(jī)污染物有較強(qiáng)的相互作用，有望成為一種新型的污水處理吸附劑。為此，本文采用生物發(fā)酵技術(shù)制備了SM-A87 EPS，并進(jìn)行了表征；選取Pb（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和cu（Ⅱ）為模型重金屬污染物，對(duì)硝基苯酚和對(duì)硝基苯胺為模型有機(jī)污染物，研究了SM-A87 EPS對(duì)重金屬和有機(jī)污染物的吸附行為，考察了圓液比、pH、溫度、離子強(qiáng)度等因素的影響，研究了吸附熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)，探討了吸附機(jī)理等。以期加深對(duì)污染物固液吸附的認(rèn)識(shí)，

3、為高效、廉價(jià)吸附劑的研發(fā)提供基礎(chǔ)信息。 主要結(jié)論如下： 1、所合成的SM-A87 EPS呈多層微纖維形態(tài)，熱分解溫度為275℃，在水中分散成無規(guī)則顆粒，平均粒徑約為100 nm，比表面積為673 ㎡/g；主要組成元素為C、H、O和N，表面主要官能團(tuán)為羥基和羧基，其密度為40 mmol/g；在pH大于3的范圍內(nèi)，隨著pH的增加，SM-A87 EPS表面的負(fù)電性增強(qiáng)。 2.SM-A87 EPS對(duì)重金屬離子Pb（

4、Ⅱ）、Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）有很強(qiáng)的吸附能力，特別是在海水介質(zhì)中對(duì)重金屬的吸附能力明顯高于常用吸附劑（膨潤(rùn)土、甲殼素和殼聚糖）；吸附量或去除率的大小順序?yàn)椋篜b（Ⅱ）>Cu（Ⅱ）>Cd（Ⅱ）；吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級(jí)速率方程，Pb（Ⅱ）和Cu（Ⅱ）的吸附等溫線符合Langmuir方程，而Cd（Ⅱ）的吸附等溫線符合Freundlich方程；無機(jī)電解質(zhì)添加劑（NaCl、KCl、MgCl2和CaCl2）可明顯抑制其吸附；隨pH增加吸附量增大。在所

5、研究的溫度范圍內(nèi)，隨溫度增大吸附量先增加后降低，最大值出現(xiàn)在30℃左右。Pb（Ⅱ）和Cu（Ⅱ）的吸附同時(shí)存在化學(xué)鍵合吸附和靜電鍵合吸附，而Cd（Ⅱ）以靜電鍵合吸附為主。 3.SM-A87 EPS對(duì)對(duì)硝基苯酚和對(duì)硝基苯胺有很強(qiáng)的吸附能力，吸附量或去除率的大小順序?yàn)椋簩?duì)硝基苯胺>對(duì)硝基苯酚；其吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級(jí)速率方程，吸附等溫線符合Langmuir方程；pH和溫度可明顯影響其吸附量，在pH微酸性和30℃左右吸附量最大。