極大螺旋藻對(duì)幾種金屬離子生物吸附的研究.pdf

1、環(huán)境問(wèn)題已成為21世紀(jì)人們關(guān)注的焦點(diǎn)。環(huán)境污染是多方面的，重金屬是其中的一個(gè)重要方面。重金屬進(jìn)入環(huán)境后不能被生物降解，參與食物鏈循環(huán)并最終在生物體內(nèi)積累，破壞生物體正常生理代謝活動(dòng)，危害人體健康，是對(duì)生態(tài)環(huán)境危害極大的一類(lèi)污染物。目前，有各種物理、化學(xué)方法如中和沉淀法、電解法、蒸餾法及離子交換法等等用于重金屬污水處理，但這些方法或者價(jià)格昂貴，或者不能有效處理低濃度的重金屬污水，甚至造成二次污染。生物吸附技術(shù)應(yīng)用于痕量重金屬污水處理，效果

2、較好，價(jià)格相對(duì)便宜，而引起人們的興趣。
　　利用藻類(lèi)、細(xì)菌、真菌和酵母吸附污水中重金屬已有很多報(bào)道。藻類(lèi)資源豐富，易加工，經(jīng)濟(jì)，并具有高的吸附能力，而日益受到人們的重視。近年來(lái)，海洋養(yǎng)殖在全世界尤其亞洲昌盛起來(lái)，并且發(fā)現(xiàn)螺旋藻能在海水中生長(zhǎng)良好，從而降低了培養(yǎng)成本。目前對(duì)極大螺旋藻吸附金屬離子的研究還比較少。為探討極大螺旋藻對(duì)水中金屬離子的吸附特性，本文用非活性的極大螺旋藻和氯化鈣預(yù)處理藻體對(duì)鉛、銅、鎘、鋅四種離子進(jìn)行批次吸附實(shí)驗(yàn)

3、，并通過(guò)紅外光譜法和化學(xué)處理法對(duì)藻體吸附金屬離子的官能團(tuán)進(jìn)行研究，旨在探討微生物的吸附機(jī)理?，F(xiàn)結(jié)果如下：
　　1．在pH5.5，吸附時(shí)間2小時(shí)，金屬離子濃度50mg/l，藻體生物量2g/l的條件下，極大螺旋藻藻體對(duì)銀、鉛、鋅、銅、錳、鎳六種金屬離子均有不同程度的吸附作用，對(duì)這六種離子的吸附能力依次為銀>鉛>鋅>銅>錳>鎳。
　　2．極大螺旋藻吸附金屬離子受多種因素的影響，pH值是重要的影響因素之一。在低pH值條件下（pH≤3

4、），藻體對(duì)四種金屬離子的吸附量都很小。在一定范圍內(nèi)，隨著酸性的減弱，藻體對(duì)金屬離子的吸附量增加。本實(shí)驗(yàn)條件下，當(dāng)pH≥4，藻體對(duì)鉛、鎘、銅三種離子的吸附量較大，并且隨pH值增大，吸附量增大不明顯；而對(duì)鋅離子的吸附量一直隨pH的增大而增大。
　　3．氯化鈣預(yù)處理后的極大螺旋藻對(duì)四種金屬離子的吸附產(chǎn)生不同的影響。預(yù)處理后的藻體對(duì)鉛離子的吸附量明顯高于天然藻體；對(duì)銅和鎘離子的吸附量和天然藻體無(wú)顯著差別；對(duì)鋅的吸附量明顯低于天然藻體。

5、r>　　4．藻體生物量對(duì)金屬吸附的影響主要是隨著生物量的增加，藻體的單位金屬吸附量減小，而吸附率升高。天然和預(yù)處理藻體對(duì)鉛、鎘、銅和鋅四種金屬離子的吸附都符合Freudlich方程，在相同條件下（pH5，金屬離子濃度50mg/l，藻生物量1g/l），兩者對(duì)鉛、銅、鋅三種離子的吸附強(qiáng)度均為鉛>鎘>銅。鋅的吸附等溫線實(shí)驗(yàn)是在pH6的條件下進(jìn)行的，因而無(wú)法比較。
　　5．非活性的極大螺旋藻體對(duì)金屬離子的吸附可分為三個(gè)階段，首先為快速吸附

6、階段，其次是緩慢吸附階段，最后是平衡階段。第一階段速度很快，15min時(shí)的金屬吸附量可達(dá)到總吸附量的70％以上。
　　6．用EDTA、硝酸和檸檬酸鈉作為解吸劑洗脫吸附于藻體上的鉛、鎘離子，發(fā)現(xiàn)三種解吸劑對(duì)鎘離子的解吸作用較好，而檸檬酸鈉對(duì)鉛離子的解吸效果不佳?；旌辖饘匐x子溶液中，鉀、鈣、鎂和鈉四種離子對(duì)銅離子的吸附影響不大。
　　7．藻體吸附鎘、銅、鋅三種離子后的紅外圖譜中，羥基和胺基的混合吸收峰、磺酸基特征吸收峰都減小，說(shuō)

7、明在吸附這三種金屬離子時(shí)，胺基、羥基和磺酸基可能都參與了吸附作用。對(duì)藻體進(jìn)行化學(xué)處理，使得藻體細(xì)胞成分的羧基、胺基和羥基被修飾，以了解這些官能團(tuán)在吸附中的作用。藻體在化學(xué)處理后對(duì)四種離子的吸附量均有下降，說(shuō)明這三種官能團(tuán)在吸附過(guò)程中均有一定的作用，但對(duì)不同金屬離子的作用各不相同。羧基和胺基是Zn2+吸附過(guò)程中的重要化學(xué)基團(tuán)，而羥基在吸附中的作用不大；在Cu2+、Cd2+吸附過(guò)程中，羧基、胺基和羥基都參與吸附；而在Pb2+吸附過(guò)程中，羧基