综述_蓝藻对重金属的吸附作用研究

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藻类富集水体重金属的机理及应用

藻类富集水体重金属的机理及应用

藻类富集水体重金属的机理及应用郑蒙蒙;邵鲁泽;管幼青;周思齐;李非里【摘要】Algae are considered as ideal bioremediation materials because of their high enrichment ability, environmental friendliness and high repair efficiency, therefore become a hot spot in the environmental research. The article reviewed the research progress of algae removal of heavy metals in the water,introduced the classification of the alga biological adsorbent, focused on adsorption and enrichment mechanism of heavy metal on algae,and main factors affecting the adsorption of heavy metals (adsorption time,living algae and not living algae,algae size,dissolved organic matter),and the accumulation of heavy metals in the application of algae water restoration trend analysis.%由于藻类高的重金属富集能力、环境友好、修复效率高等特点,藻类被认为是理想的生物修复材料,并成为环境领域的研究热点.结合国内外藻类去除水体重金属的研究进展,介绍了各藻类生物吸附剂的分类,阐述藻类吸附和富集重金属机理,以及影响重金属吸附的主要因素(吸附时间、活体藻与非活体藻、微藻粒径、溶解性有机质),并对藻类富集重金属在水体修复应用的趋势进行分析.【期刊名称】《环境科技》【年(卷),期】2017(030)006【总页数】5页(P66-70)【关键词】生物修复;重金属;藻类【作者】郑蒙蒙;邵鲁泽;管幼青;周思齐;李非里【作者单位】浙江工业大学环境学院,浙江杭州310014;浙江工业大学环境学院,浙江杭州310014;浙江工业大学环境学院,浙江杭州310014;浙江工业大学环境学院,浙江杭州310014;浙江工业大学环境学院,浙江杭州310014【正文语种】中文【中图分类】X70 引言重金属污染在淡水生态系统日趋严重。

藻类在含重金属废水处理中的应用

藻类在含重金属废水处理中的应用

生长影响的强弱顺序是 : c d 2 + 、 c r 6 + 和H g 2 + ;对叶绿素含量影响的强弱顺序是 : H g 2 、 C d 和C r 6 ; 对 蛋 白质含 量 影响 强 弱顺序 是 : c d 、 c r “ 和H 。 吴 海锁 等 以 学 沉淀 法 、 离子 交换 法等 , 这些 处 理方 法成 本 高 , 对 大 型工 厂 的 污水 处 理不 适 小球藻为生物吸附剂 , 研究 了小球藻对c u “、 C d 和z n 。 坝 附性能, 结果发现小 用, 因 此迫 切需 要一 种 经 济适 用 的处理 方 法来 解决 。藻 类 吸附 法作 为 一 种新 球 藻 吸附 1 0~1 0 0 m g / L 重金 属 离 子 的速 度 快 , 吸附 容 量 大 , 适 宜 的p H在 3 . 0~ 型廉价 的 理方 法正 日益受 到关 注 , 对 藻 类吸 附法 进 行研 究 有 重要 的应用 和 5 . 0 , 影 响吸 附 性 能的 关键 指 标是 p H和吸 附 时间 , 小球 对 c d 2 的 吸 附性 能 明显 经 济价 值 。 高 于其 它离 子 。提 高 体 系 中小 球藻 质 量 浓度 有 利 于 提高 重 金 属离 子 的 吸附
子 等工 业 生产 排水 , 对 环境 和人 类 健康 有严 重 的危 害 。废 水 中 的重 金 属离 子 大 多不 能 被分 解 , 容 易 在植 物 和水 生动 物体 内大量 富 集 , 进 而 转 化到 人 体 内 , 所 以针 对 重金 属 废水 的处 理 进行 研究 十 分重 要 。目前 常用 的处 理 方法 包括 化
3 . 2蓝 藻 门藻 类
2 . 藻类对 重 金属 废水 的 吸附机 理
藻类是一种光合 自养型生物, 其结构简单 , 其细胞壁主要 由多糖 、 脂肪及 蛋 白质 等组 成 , 表面 带有 一定 的负 电荷 , 因此 能够 吸 附废 水 中 的重 金属 离 子 , 而且其表面的氨基 、 羟基等官能 团等也能与金属离子结合 , 从而达 到对金属 离子的吸附和富集。另外藻类还有一定的生物吸收作用 , 当金属阳离子与细 胞表 面 的 水解 酶 等 催化 剂 结 合后 , 会 被 细胞 吸 收 转移 到 其 体 内 , 然 后 通 过 一 系列 的 反应 , 最终 实 现金 属离 子 的 吸收转 化 。藻 类 的 吸附 作 用受 外 界 因素 影 响 时变 化 较大 , 具体 的像 温度 、 P H值 、 培养时间、 金 属离 子 浓 度等 因 素都 会 对 其产 生 一定 的影 响 。 目前对 于 藻类 的 吸附 机理 研 究 尚处 于初 级 阶段 , 其 过 程 不是 简 单 的吸 附 、 富 集 和离 子交 换过 程 , 而 是 长 时间 的新 陈 代谢 作 用 、 化 学 及 物理作用的共同效果。

藻类去除水体中重金属的机理及应用

藻类去除水体中重金属的机理及应用

藻类去除水体中重金属的机理及应用
重金属污染是当今环境污染的一个主要问题,藻类是一种有效的去除水体中重金属的方法。

藻类去除水体中重金属的机理及应用如下:
藻类去除水体中重金属的机理主要有三种:吸附、沉淀和生物吸收。

吸附是指重金属离子
在藻类表面上形成一层薄膜,从而阻止重金属离子进入藻类体内;沉淀是指重金属离子在
藻类表面上形成沉淀物,从而阻止重金属离子进入藻类体内;生物吸收是指藻类体内的酶
将重金属离子吸收,从而阻止重金属离子进入藻类体内。

藻类去除水体中重金属的应用主要有两种:一种是生物技术,即利用藻类的生物吸收能力,将重金属离子从水体中吸收出来;另一种是生态技术,即利用藻类的吸附和沉淀能力,将
重金属离子从水体中沉淀出来。

藻类去除水体中重金属的机理及应用,为改善水体环境提供了一种有效的方法。

它不仅可
以有效地去除水体中的重金属,而且还可以减少对环境的污染,保护水体的生态环境。

因此,藻类去除水体中重金属的机理及应用,在改善水体环境中具有重要的意义。

藻类吸附法去除废水中的重金属

藻类吸附法去除废水中的重金属

222吸 附时 间 的影 响 。 吸 附 时 间是 影 响 吸 附 量 的又 一 重 要 因 .. 藻类 大 致 可 以 分为 褐 藻 门 、 藻 门 、 藻 门 、 藻 门 四个 门类 及 素。藻类吸附重金属离子一般 分为两个阶段: 蓝 红 绿 第一阶段 为物理吸附, 墨角藻属 、 囊叶藻属、 颤藻属、 鞘 马尾藻属 、 松藻属 、 乳节藻属、 巨藻 速度较快 ; 第二 阶段 的吸附是一个能量驱动 的新陈代谢过程 , 受到 属、 昆布属 、 带属 、 海 小球藻属、 角叉菜属、 螺旋藻属、 红皮藻属、 刚毛 能量 多少( 如糖份 ) 阻止新陈代谢过程 的物质 ( 和 如毒性物质 K N C 藻属等属类。藻类的细胞壁由多糖、 白质和脂类组成 , 蛋 具有粘性 , 等 ) 的影响 , 速度较慢。用 马尾藻吸附 A 前 6 s的吸附速率最快。 l, 0 带一定 的负 电荷 , 可提供氨基 、 酰氨基 、 基、 羰 醛基、 羟基 、 硫醇 、 硫 用赤潮藻吸附重金属离子 , 3 mi 在 0 n内即可达到吸附平衡。用水棉 醚、 咪唑、 磷酸根和硫酸根等 官能团与金属离子结合。此外 , 其细胞 绿藻吸附 c 在 2 一, h后 C 6 r的去除率达到 9 %。Kime + 6 l m k等【 。 l 用鞘颤 膜是具有高度选择性的半透性膜 , 因此 , 类可以富集许多金属离 藻吸附 P z c “ 在前 5 i 藻 b d , 和 m n内对 P z C b d 的吸附量就达到饱和 子。 吸 附量 的 9 %, 3mi 达 到 吸 附平 衡 。 0 在 0 n后 1 藻 类 的预 处 理 223共存离子的影响。溶液中的共存离子是影响吸附量 的第 _. 在用藻类吸附重金属离子之前 ,通常要对藻类进行预 处理 , 主 三个重要因素。在 系统中欲被 分离 出的金属离子称 为目标离子, 在 要有物理加工 、 简单化学处理和化学 改性等三种。 溶液中 ,其 它金属离子和 目标离子都 有可能结合到吸附位点上 , 这 11物 理加 工 物理 加工 主 要 为 干燥 、 碎 。干燥 会 不 同程 度地 些其它金属离子称为竞争性 阳离子。 . 粉 竞争性阳离子对吸附位点的占 改变 藻 类 的组 成 , 坏 藻 类 的结 构 。 破 干燥 温度 不宜 太 高 , 般 应低 于 据会使 目标离子的吸附量 下降。 一 各竞争性阳离子 与吸附位点之间亲 10 尤 以 日晒 和 冷 冻 干 燥 为 好 。 粉碎 增 加 了海 藻 的 比表 面 积 , 0 ℃, 从 和力的不同, 它们对 目标离子影 响的能力也不一样 。同一种竞争性 而能够增加其对重金属 的吸附量 , 加快吸附速率。G pa l u t 等I _ 先将水 阳 离 子对 具 体 目标 重金 属 离 子 的 影 响是 不 同 的 。wii 8 的试 验 la 等 1m 棉绿藻用蒸馏水清洗干净 , 然后 在太阳下 干燥 6 , h 再将其粉碎并筛 表明 , 当溶液中同时存在 C “ C 2 N“ , u , d - i时 巨大昆布对 c *  ̄ , u 的吸附 选出尺寸在 2 3 m之 间的作为吸 附剂 ,发现其对 c -m 一的吸附量较 量 比溶 液 中只 有 C 的小 。 u时 大 。Wiim 等 la s 先将 巨 大 昆布 晒 干 , 除其 中 的砂 粒 和 石 头 , 后 l 去 然 224重金属离子的初始浓度的影Ⅱ。 .. 向 另外 , 由于藻类吸附重金 用钉 锤 碾 碎 , 选 出尺 寸在 05 1 m 之 间 的作 为 吸 附 剂 , 验 结 属 离 子 为 非 均相 的 固 液 反 应 , 应 主 要在 固液 界 面 进 行 , 吸 附 还 筛 .~ . m 0 实 反 故 果表 明其 对 C N C 吸 附效 果 都 较 好 。 u 、j 和 d的 受到参与反应 的重金属离子的初始浓度的影响。 12简 单 化 学 处 理 简 单 化 学 处理 主 要 是 用 H 1 有 机 物 浸 . C或 3 藻 类 吸 附重 金 属 的机 理 与 规 律 泡。H 1 C 或一些有机溶剂可以洗掉 海藻上吸附的 c “ Mg , a, a , 2 N 从 + 藻类吸附机理主要包括离子交换、 表面络合反应和特殊基团的 而增加藻类的吸附点 , 有利于吸附。 ag等… Yn 将马尾藻粉碎 , 选取尺 静 电吸附等。赵玲等证实重金属离子不仅 与原 甲藻发生离子交换 , 寸在 1 ~ . . 1 mm 之 间 的 作 为 吸 附 剂 ,并 用 01 o・ 的 HC 浸 泡 而 且 与原 甲藻 细 胞 壁上 的酰 氨 基 和羟 基 进 行 共价 结 合 。G pa等用 0 4 .m lL 1 ut 3, h 然后用去离子水洗涤 , 最后在 4 ~ 0C 0 6  ̄的烤箱 中烘干。实验结果 水 棉 绿 藻吸 附 C6 在 p 值 小 于 3时 离子 交换 起 到 了主 要作 用 , r, H + 而 表 明 ,用预 处理 后 的 马 尾 藻 处 理 含 铀 酰 离 子 ( O )废 水 ,在 前 当 p U, H值 大于 3时 则 主 要是 靠 吸 附 剂 表 面基 团的 物理 吸附 。 1mi U d的去 除 率 就 达 到 7 %~0 5 n内 0  ̄ 0 8 %。 4 结 语 13化学改性 化学 改性 的 目的在于改善藻类的机械 性能和化 . 藻类吸附法处理重金属废水具有高效、 经济 、 简便 、 选择性好 的 学稳定性 , 因为天然藻 类非常柔软 , 易破碎 、 较 降解 、 腐烂。Le等【 优点 , e l 】 特别是对于一些传统 方法不能有效处理 的低浓度重金属废水 将 马尾藻加入 甲醛和 H 1 C 的混合溶液中,在室温下轻微搅拌 4 后 有着独特的应 用价值。 h 此外, 通过 改性 处理 , 可进一步提高藻类的吸 将 其过滤 出来 , 先后用蒸馏 水、 %的碳酸钠 、 并 3 蒸馏水 冲洗 , 再在 附效率和选择性 , 因此它是一种极有发展前途 的处理含重金属废水 6 ℃的条件 下烘干。实验结果表 明,改性后 的马尾藻 对 A 3 c “ 的技术。 O l,a , + 值得一提的是 , 除了一些个别 的应用以外 , 大多数利 用藻类 M , a的吸 附量 远 大 于 未经 改性 的马 尾 藻 。 N 吸 附 剂 的 处理 方法 均 处 于 实验 阶 段 , 实用 化 或 工 业 化应 用 上 还 有 在 2 藻 类 对重 金 属 的 吸 附效 果与 影 响 因 素 许多 问题 有待研 究 , 处理量 少 、 如 周期较长 、 水往往需要预 处理 废 21吸附 效 果 藻 类 对 各种 重�

藻类对重金属污染水体的生物吸附

藻类对重金属污染水体的生物吸附

藻类对重金属污染水体的生物吸附藻类对重金属污染水体的生物吸附:一、什么是藻类吸附?藻类吸附是指重金属在水体(如河流、湖泊等水质)中,以藻类为吸附剂,将其吸附后形成的一种效果。

藻类吸附技术是目前最常用的水体活性污染物除去技术形式之一。

二、藻类吸附的作用1.除去水体重金属污染:重金属离子不断污染水体,当藻类遇到重金属离子时,金属离子会与其结合,这样就可以将重金属离子吸附落实,降低这些重金属离子污染水体环境的程度。

2.吸附有害有机物:藻类也可以用作吸附一些有机物,如果这些有机物对人体造成危害,藻类的吸附作用也可以降低有害有机物对人体的污染程度。

3.对水体改善过程中发挥重要作用:藻类改善水体环境格外重要。

藻类可以从水体中积累化学元素,建立植物体组织,可以促进水体的恢复,减少污染物的浓度,从而让水体环境更加健康。

三、藻类吸附实践1.藻类的选择:决定吸附效果的核心是藻类的选择。

由于藻类的吸附特性各不相同,所以在取得良好的吸附效果时,必须有恰当的藻类的选择,以确保必须的水体污染物的有效除去。

2.水体环境因素:水体环境因素也是决定藻类吸附效果的重要因素。

对于水体温度、PH值、电导率、悬浮物等因素,都会产生相应的影响。

因此,在实践中必须考虑这些因素,将这些因素控制在适宜的范围之内,才能够获得更好的吸附效果。

3.藻类的取样:在吸附过程中,必须对藻类定期取样,以评估其吸附效果并调整处理方法。

除此之外,还需要对水体中重金属离子的变化情况进行定期监测,以便在一定时期内监测水体中重金属离子的最终数值。

四、藻类吸附的缺点1.藻类只有在一定浓度的重金属离子存在时,才能发挥出足够的吸附效用,所以在循环使用过程中会降低其吸附效率,使得环境污染更难以清除。

2.由于藻类有一定的生长周期,在一段时间内会暂时停止成长,这就减少了其吸附量,影响了吸附效率。

3.藻类的添加会使水体的PH值发生变化,从而影响重金属的溶解性,并且藻类本身也含有重金属,这也会影响藻类的有效率。

藻降解重金属的潜能2

藻降解重金属的潜能2

藻降解重金属的潜能摘要藻类在工业应用中可以降低生物燃料联合生产的成本。

在这些共同生产应用中,生物治理环境和废水变得越来越重要。

重金属污染及其对公共卫生和环境的影响,使人们开始广泛关注开发环境生物技术方法。

回顾藻类生物吸附和(或)中和重金属离子的毒性作用的潜能的研究,主要集中在藻类的细胞结构,预处理,改性以及在生物吸附性能中遗传工程的潜在应用。

我们对预处理,固定和影响生物吸附能力的因素进行了评估,如初始金属离子浓度,生物质浓度,初始pH,时间,温度和多金属离子的干扰,并且引入分子工具开发具有较高生物吸附能力和选择性的工程化藻类菌株。

由此得出结论,以上所提及的参数可以生产出具有高生物修复潜能的低成本微型和大型藻类。

1. 引言重金属离子如铅,铜,镉,锌和镍作为工业废水中的常见污染物,这些导致了对自然环境的污染。

残留的营养物质和重金属离子的工业废水对农业、河流、湖泊和海洋的污染也是很严重的。

重金属离子在食物链中的生物吸附和积累会传给人类,造成严重的健康问题。

重金属离子即使在低浓度下也可能对人体有毒。

例如,铅是剧毒的,会对神经系统,肾脏以及维生素D代谢紊乱从而对身体造成损害,尤其是儿童。

镍化合物是已知的致癌物,长期暴露于镉相关的环境中会导致肾损害,骨矿物质损失,骨折风险增加,肺功能下降。

探索有效处理废水的创新手段,可进一步保护全球淡水资源和水生态系统。

基于藻类的废水处理和环境生物技术在五十多年的工业污染治理和研究中发挥着重要的作用。

为了降低处理成本,从处理的废水中回收贵金属如金和银,以及从水溶液中提取铀等放射性元素都具有一定的经济效益。

然而,处理含有重金属离子的废水是一个巨大的经济挑战。

从废水中去除重金属离子的主要物理化学方法包括化学沉淀、离子交换、电动法、膜处理和吸附。

化学工业规模的高成本和重金属离子的清除不完全是物理化学方法发展的主要限制因素。

此外,越来越严格的规定和限制排放到环境中的排放物需要使用替代方法。

藻体对水环境中N、P及重金属Cu2+、Pb2+、Cd2+、Cr6+的吸附特征研究

藻体对水环境中N、P及重金属Cu2+、Pb2+、Cd2+、Cr6+的吸附特征研究

藻体对水环境中N、P及重金属Cu2+、Pb2+、Cd2+、Cr6+的吸附特征研究摘要:水环境中的污染物对生态系统和人类健康带来了严重的威胁。

本研究通过对藻体进行实验室吸附实验,探究了藻体对水环境中氮、磷以及重金属铜、铅、镉、铬的吸附特征。

实验结果表明,藻体对这些污染物的吸附性能存在一定的差异,但总体上表现出对这些污染物的吸附能力。

这些研究结果对于水环境污染的治理具有重要的参考价值。

1. 引言水资源是人类生存和发展的重要基础,但由于人类活动的增加,水环境污染问题日趋严重。

其中,氮、磷和重金属污染物是造成水体富营养化和毒性的主要因素之一。

藻类作为一类常见的生物类群,在水环境中起着重要的生态作用。

本研究旨在探究藻体对水环境中氮、磷和重金属污染物的吸附特征,为水环境污染治理提供科学依据。

2. 实验方法选取常见水生藻类作为研究对象,采集并处理藻体样品。

同时,准备好一定浓度的含有氮、磷以及重金属铜、铅、镉、铬的溶液作为实验样品。

在实验室条件下,将藻体样品与不同浓度的溶液进行接触,一定时间后,采集液体样品进行分析。

3. 实验结果实验结果表明,藻体对水环境中的氮、磷和重金属污染物的吸附能力有所差异。

在氮和磷的吸附实验中,藻体对这两种养分的吸附能力较强,随着初始浓度的增加,吸附能力有所提高。

而对于重金属污染物,藻体对Cu2+的吸附较强,其次是Cd2+和Pb2+,对Cr6+的吸附能力相对较低。

4. 讨论与分析这种差异可能与污染物的性质及藻体的生物化学特性有关。

氮和磷是藻类生长的重要营养元素,藻体能够主动吸收并利用它们。

而重金属污染物则具有毒性,其对藻体生理功能的影响较大,因此藻体对重金属的吸附能力相对较强。

此外,藻体表面的功能性羟基和胞外多糖也可能参与了污染物的吸附作用,进一步提高了藻体对污染物的吸附能力。

5. 结论本研究结果表明,藻体对水环境中氮、磷和重金属污染物的吸附能力存在差异,但总的来说,藻体对这些污染物都具有吸附能力。

藻类吸附法去除废水中的重金属

藻类吸附法去除废水中的重金属

藻类吸附法去除废水中的重金属作者:何子常;吴锐坤来源:《价值工程》2010年第06期摘要:介绍了藻类吸附法处理重金属废水的研究现状, 讨论了不同藻类的预处理方法和吸附能力, 总结了藻类吸附水中重金属的效果、影响因素、机理和规律, 展望了藻类在重金属废水处理中的应用前景。

Abstract: Current research of Wastewater Treatment with Algae adsorption is introduced and the pretreatment of different algae and adsorption capacity are discussed with the effect of algae adsorb heavy metals, influencing factors, mechanism and laws of the prospect of algae in the heavy metal are summed up in the paper, finally, wastewater treatment application prospects are looked ahead.关键词:藻类;生物吸附;重金属;废水Key words: algae;biosorption;heavy metals;waste water中图分类号:S70文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)06-0060-010引言藻类大致可以分为褐藻门、蓝藻门、红藻门、绿藻门四个门类及墨角藻属、囊叶藻属、鞘颤藻属、马尾藻属、松藻属、乳节藻属、巨藻属、昆布属、海带属、小球藻属、角叉菜属、螺旋藻属、红皮藻属、刚毛藻属等属类。

藻类的细胞壁由多糖、蛋白质和脂类组成,具有粘性, 带一定的负电荷,可提供氨基、酰氨基、羰基、醛基、羟基、硫醇、硫醚、咪唑、磷酸根和硫酸根等官能团与金属离子结合。

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蓝藻对重金属的吸附作用研究金螳螂建筑与城市环境学院 08级园艺(城市园艺)朱怡航 0841405023在现代工业发展的同时,人类向环境排放的含重金属的废水也日益增多,这既污染了土壤与水体环境,也威胁到人类自身的健康。

在众多的重金属废水处理方法中,生物吸附是最有效并且最有前途的方法之一。

与传统的物理、化学方法如沉淀法、螯合树脂法、高分子捕集剂法、天然沸石吸附法、膜技术、活性炭吸附工艺、离子交换法等[1,2]相比,生物吸附更适合处理高、低浓度金属离子的水体;不产生二次污染;具有更好的选择性;并且原料廉价易得,分布广,易收集。

用于生物吸附的原料主要有细菌、真菌、藻类及其代谢产物以及多种有机物如淀粉、纤维素、壳聚糖等。

生物吸附剂的来源是影响其制造成本的最重要的因素[3]。

许多藻类具有富集重金属的能力,其吸附性能往往比其他生物高。

蓝藻在世界上分布极为广泛,在淡水、海洋和陆地上都能找到蓝藻的踪迹,许多种类还能生长在极端环境下,具有很强的抗逆性。

蓝藻丰富的生理生化特性及强大的抗逆性决定了其吸附特性有别于其他藻类,因此,蓝藻在对重金属的吸附研究中具有不可替代的地位。

蓝藻对重金属的吸附原理一般认为,蓝藻对重金属的吸附与细胞壁的性质以及吸附效率很大程度上相关,这是由于蓝藻细胞壁带有负电荷,具有许多官能团如羟基、羧基、酰胺基等供金属离子结合,并且具有较大表面积。

一些没有细胞壁的藻类对重金属吸附作用弱小也证明了这一点。

蓝藻细胞通过电信号对重金属离子做出响应,其响应灵敏度随离子重金属种类而异[4],若能建立藻细胞对常见重金属的响应模式和数据库,则可有效预警早期水污染和预防突发性水污染事故。

蓝藻细胞壁的成分与细菌相似,主要是两种肽聚糖:N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸。

李建宏等研究了极大螺旋藻( Spirulina maxima) 对金属离子的吸附作用,表明主要是细胞壁多糖在起作用[5]。

蓝藻还能通过液泡化吸附重金属,并抵御重金属的毒害。

有报道指出,衰老的蓝藻细胞形成液泡,并认为,形成液泡是一个细胞濒临死亡的标志[6]。

但李志勇的研究认为死的藻细胞比活的藻细胞具有更强的吸附能力[7]。

死细胞多破碎,使内部官能团暴露而结合金属离子,细胞膜失去选择性使金属离子更易通过。

赵玲等对海洋原甲藻的研究也证实了这一点,同时也证明了藻细胞对金属离子的吸附,主要是多糖的吸附作用,多糖与金属离子的结合主要是通过多糖的-OH和-CONH2,与金属离子进行络合作用[8]。

蓝藻对重金属的吸附性能目前用于重金属生物吸附研究的蓝藻主要有螺旋藻(Spirulina)、鱼腥藻(Anabaena)、微囊藻(Microcystis)、念珠藻(Nostoc)、席藻(Phormidium)和聚球藻(Synechococcus) 等[]。

姜闻新等研究了铜绿微囊藻对Pb2+和Ni2+的吸附作用,表明铜绿微囊藻对Pb2+和Ni2+都有吸附作用, 且对Pb2+的吸附效果远大于Ni2+[9]。

张秀红等对螺旋藻对Hg2+的吸附性能研究表明,汞离子浓度的升高,藻的吸附效率下降。

当pH为6时,吸附效率最大。

随着pH 在3~6 之间的增大,吸附效率逐渐上升,达到最大值56.12%[10]。

由于使用了藻粉复水作为试验材料,一方面使得藻体细胞吸附表面增大并维持溶胀状态,对吸附有明显帮助,可以使藻粉迅速达到最高的吸附效率;另一方面也说明蓝藻作为商品化生物吸附剂的可行性。

周文彬在铜绿微囊藻培养过程中加入Cd2+,48h后检测Cd浓度表明随着培养基中Cd浓度逐渐增加,细胞内Cd含量也随着增加。

Cd浓度在培养基中达到2和4 µM, 48 h后细胞内Cd含量显著增加[11]。

将鼠尾藻(Sargassum thunbergii)暴露在不同质量浓度Zn2+和Cd2+溶液里40 d,和暴露20 d 后,移入自然海水恢复20 d,藻体内的金属离子质量浓度均显著降低,但是均显著高于暴露前浓度[12]。

说明了鼠尾藻对Zn2+和Cd2+有较强的吸附能力,这为检测海洋环境重金属污染,修复受污染的海洋水体奠定了理论基础。

蓝藻除了能吸附水体中的重金属外,通过一定的方法,还能从藻细胞中解吸回收重金属。

邓莉萍研究了非活体刚毛藻对水体中重金属Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附影响因子,发现吸附过程的最佳pH值为 5.0,25℃时,刚毛藻对Cu2+、Pb2+和Cd2+的最大吸附容量分别为1.61mmol/g、0.96 mmol/g和0.98 mmol/g,且吸附过程为吸热反应。

解吸试验表明,用EDTA 可以对重金属进行回收,刚毛藻可以循环利用[13]。

结果表明,刚毛藻是一种高效、经济实用的重金属生物吸附材料。

刘建英研究了乙酸根和柠檬酸根对钝顶螺旋藻吸附Cu2+和Cd2+的影响,发现乙酸根和柠檬酸根都是钝顶螺旋藻的解吸附剂,乙酸根对Cd2+的解吸附能力比对Cu2+的解吸附能力强,而柠檬酸根则正好相反[14]。

许多报道中对于重金属吸附性能的测定都是采用杀死或滤去藻体,测定剩余溶液中重金属浓度并与起始浓度比较的方法,也有用ICP—AES(inductively coupled plasma atomic emission spectrometry)(PerkinElmer instruments,Optima 2000DV)分析细胞内镉含量(周文彬)。

相比较前者的方法对于蓝藻作为污水处理的吸附剂的效果而言更为直观,而后者的方法则更加注重吸附机理的研究。

展望利用蓝藻这种特殊的生物材料作为处理重金属污染的工具,在提倡发展集约型社会的今天有着广阔的发展前景。

蓝藻生物吸附材料的研究不仅是处理重金属污染的热门课题,也是利用水华元凶——蓝藻处理水体污染,变废为宝的不二选择[15,16]。

然而,目前许多有关于蓝藻吸附重金属的方法还处于研究阶段,在吸附剂应用方面还有很多限制,还需要许多进一步的实践性研究。

在利用蓝藻的同时,对蓝藻吸附重金属的探究应该加重吸附机理和对单一金属的特异性吸附方面的研究,如通过扫描电镜研究重金属在细胞内的富集部位[17],通过研究细胞壁的成分来确定细胞壁对重金属种类的吸附偏好,从而建立相关的吸附模型和数据库,为高效处理特定重金属污染提供可行方法。

另外,活体生物吸附和非活体生物吸附相比,前者有较多的局限性,主要表现在重金属中毒[18,19,20]、产生死体和细胞自溶等。

因此为了防止重金属在水体环境中富集,尤其要注意吸附剂的使用时限,同时严格制定生物吸附剂产品的标准用以监控产品质量。

我们应该在利用生物吸附剂处理重金属污染的同时,加入一定的物理、化学手段以达到更佳的处理效果。

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