蓝藻对重金属的生物吸附研究进展
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。
综述_蓝藻对重金属的吸附作用研究
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。
微藻生物富集重金属的研究进展
微藻也可以从多金属体系中去除某一特定重金 属 (^) & ]-,*S2等 (’&) 研究发 现 藻 类 可 以 吸 附 一 种 或 多 种金 属 离 子" 如 V2’ P4’ V=’ V9’ a0’ _X’ e’ P* 等& _0-230UM5032等 (:) 指 出$ 微 藻 能 产 生 可 以 结 合 重 金 属 的多肽类物质"这些多肽分子结合重金属形成有机重 金属复合物"这些复合物在液泡里能适当控制细胞中 重金属离子的浓度"从而阻止或中和了重金属潜在的 毒性影响& 解吸作用微藻还可以使重金属的回收成 为可能& NE微藻去除重金属的机制
《2024年藻体对水环境中N、P及重金属Cu2+、Pb2+、Cd2+、Cr6+的吸附特征研究》范文
《藻体对水环境中N、P及重金属Cu2+、Pb2+、Cd2+、Cr6+的吸附特征研究》篇一摘要：本研究针对水环境中常见的N、P及重金属Cu2+、Pb2+、Cd2+、Cr6+等污染物的吸附特性，采用藻体作为生物吸附剂进行实验分析。
通过对藻体生物结构特性的解析以及在不同条件下对重金属及营养元素的吸附行为进行详细分析，探讨不同水质环境中藻体吸附污染物的作用机制。
本实验有助于更好地了解藻体在水处理和环境污染控制中的应用价值。
一、引言随着工业化的快速发展，水环境中N、P等营养元素及重金属离子的超标问题日益严重，这些污染物对生态环境和人类健康造成了极大威胁。
传统的水处理技术难以完全解决这一问题，而生物吸附法以其低成本和高效能逐渐受到重视。
其中，藻体因其特有的生物结构和高比表面积等特性，成为理想的生物吸附材料。
因此，研究藻体对水环境中N、P及重金属的吸附特征具有重要的现实意义。
二、材料与方法1. 实验材料选择常见藻类作为实验材料，对其预处理后进行生物吸附实验。
2. 实验方法通过不同浓度的N、P及重金属离子溶液进行批量实验，记录藻体在不同时间下的吸附情况，并对数据进行统计分析。
三、结果与分析1. 藻体对N、P的吸附特征（1）藻体对N的吸附：随着N浓度的增加，藻体的吸附量逐渐增大，达到一定浓度后趋于饱和。
这表明藻体对N的吸附具有明显的饱和效应。
（2）藻体对P的吸附：P的吸附量与P浓度之间呈现正相关关系，且随着时间推移，吸附量逐渐增加直至达到平衡状态。
2. 藻体对重金属离子的吸附特征（1）Cu2+的吸附：Cu2+的吸附量随浓度的增加而增加，但当浓度过高时，吸附量增长速度减缓。
这可能是由于藻体表面的活性位点达到饱和所致。
（2）Pb2+、Cd2+和Cr6+的吸附：这三种重金属离子的吸附特征与Cu2+相似，但具体参数有所不同，表明不同重金属离子与藻体的相互作用机制存在差异。
3. 影响因素分析（1）pH值的影响：pH值对藻体的吸附效果有显著影响，不同pH值下，藻体对污染物的吸附能力有所不同。
高锰酸钾改性蓝藻对Cd2+吸附增强的机理
高锰酸钾改性蓝藻对Cd2+吸附增强的机理赵海江;刘黎伟;姜彩红;吴根义【摘要】研究高锰酸钾溶液改性蓝藻对镉(Cd2+)的吸附效果.通过试验分析了高锰酸钾改性蓝藻后藻细胞的Zeta电位、傅里叶红外光谱、K/Mn等,阐述了吸附增强的机理.结果表明:随高锰酸钾浓度在一定范围内升高,改性蓝藻对Cd2+的吸附效果明显增强;当高锰酸钾浓度为0.2 g/L时,吸附效果最为明显;继续提高高锰酸钾浓度,吸附量将降低.原因是,0.2 g/L高锰酸钾氧化后的蓝藻细胞Zeta电位达到最低值,红外光谱研究也表明此浓度下-OH、-NH2、-COOH基团对吸附综合影响作用最大.【期刊名称】《净水技术》【年(卷),期】2018(037)010【总页数】5页(P96-100)【关键词】蓝藻菌;Cd2+;生物吸附;氧化【作者】赵海江;刘黎伟;姜彩红;吴根义【作者单位】大唐环境产业集团股份有限公司三门峡项目部,河南三门峡472000;大唐环境产业集团股份有限公司三门峡项目部,河南三门峡472000;环境保护部华南环境科学研究所,广东广州510655;湖南农业大学资源环境学院,湖南长沙410128【正文语种】中文【中图分类】TU991;X52水环境中的重金属污染严重影响着人类的健康，且重金属离子在自然环境中不能被降解。
镉是水体中主要的重金属污染物之一，主要以Cd2+存在，具有较高的移动性[1]。
传统的吸附方法去除镉因其效率低、成本高、设备昂贵等不被广泛使用，而藻类作为新兴的生物吸附材料逐渐引起人们的广泛关注。
藻类能够富集水体中的Cd2+已有大量报道[2-5]，蓝藻是世界上分布最广的一种原核淡水藻类生物，其对重金属的吸附研究是目前藻类生物吸附剂中较多的[6]。
目前，国际上大部分研究集中在以纯种的藻体作为吸附材料，而直接采用水华作为吸附材料的研究很少[7]。
由于藻类细胞壁含有多种活性集团，例如羧基、羰基、羟基、巯基等,他们能够和金属离子发生强烈的相互作用[7-8]，研究藻类生物质对重金属的吸附也越来越多，王砍等[9]对水华蓝藻生物质对Cu和Cr金属离子的生物吸附进行了研究，认为Freundlich模型能够很好地模拟水华蓝藻对Cu2+的生物吸附过程；李彩云等[10]认为，25 ℃时藻对Cd2+的富集量较高；肖婉露等[5]研究表明，四尾栅藻对Cd2+的吸附为快速吸附，能够在30 min完成吸附，过程符合伪二阶动力学模型。
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。
最新藻类对重金属胁迫的生理响应与解毒机制
3.2 加强分子生物学与环境科学领域的交叉研究
• 利用转基因工程培育、开发修复效率高、运行费用低的新型藻类。 • 如：Surasak等（2002）发现，转基因衣藻对Cd的耐受力和吸附核辐射
能力多大大增强。 • 如：针对Hg的污染及其毒性，可运用分了生物学技术将细菌体内对汞
的抗性基因(汞还原酶基因)转到藻类中，进行汞污染的藻类富集与提 取。 • 也可通过诱变育种等技术来改良遗传特性，以提高藻类对污染物的耐 性、富集能力或提高超富集藻类的生长速度或生物量。 • 分离对重金属敏感的突变株，鉴定、克隆相关基因，或通过转基因技 术获得重金属耐性株，将有助于揭示藻类重金属耐性和解毒机制。
个别贝类体内残存的镉、砷含量超过第一类 海洋生物质量标准。
图4 部分近岸海域贝类体内镉残留量比较
图5 部分近岸海域贝类体内砷残留量比较
1.3 环境重金属对海洋生物的影响
• 环境重金属污染对海洋生物造成毒害，使某些海洋水产资源衰 落，渔获量减少，少数珍贵海产品受损，一些海洋水产资源质 量受到影响。
2.5 细胞内多磷酸体对重金属的络合作用
• 多磷酸体(polyphosphate bodies；PPB)是正磷酸盐的聚合物， 含有大量K+ 、Na+ 、Ca2+、Mg2+等金属阳离子，它不仅具有储存 磷的功能，而且对重金属具有解毒作用。
• 在重金属胁迫条件下，多磷酸体的数量会增加[35]，提高磷浓度 可减轻重金属对藻类的毒害[36]。
图2 海洋沉积物中镉平均含量
图3 海洋沉积物中砷平均含量
1.2 海产品质量安全现状
• 紫菜和牡蛎、文蛤等近海海产品中的铬、铅、镉超标，其中铅 的超标程度较高；
• 个别贝类体内残存的镉、砷含量超过第I类海洋生物质量标准。 • 例如，华秀红等[2]对启东海域鱼、贝、虾蟹样品的调查结果表
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。
重金属对藻类的毒性作用研究进展_姜彬慧
辽宁大学学报 自然科学版第27卷 第3期 2000年JOU RNA L O F LIA ONING UNIV ER SIT Y Natu ral Sciences Edition Vol.27 No.3 2000重金属对藻类的毒性作用研究进展 姜彬慧1,林碧琴2(1.东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳110006;2.辽宁大学生物系,辽宁沈阳110036)摘 要:从四方面分析了藻类与重金属的相互作用,提示重金属污染对水体危害十分严重,而利用藻类净化重金属废水具有重要的意义.关键词:重金属;藻类;毒性作用.中图分类号:Q949.2 文献标识码:A 文章编号:1000-5846(2000)03-0281-07在水生系统及水生食物链中,作为其他浮游动物的食物及氧气来源,藻类占据着重要位置,起着重要的作用.以各种途径进入自然水体中的重金属,对水生浮游动物的毒害作用在国外已被人们广泛注意到.早在30年代,对藻类与金属的关系的研究就已开始;30年代到50年代的研究主要集中在金属对藻类营养方面的作用,50年代以后,重金属对藻类的毒性作用才开始引起人们的重视,其中研究最多的是Cu对藻类的毒性作用[1,2].从60年代中期到现在,关于藻类与金属相互作用的生理学、生物化学、毒理学及遗传学方面的研究取得的成就最大,这是实验技术迅猛发展的结果[3].本文通过单一重金属对藻类的生长、繁殖、生理生化功能的影响、几种重金属对藻类的综合作用、藻类对重金属的反应及影响重金属毒性的环境因素等四方面的分析,旨在提示重金属污染对水体危害是十分严重的,而利用藻类净化含重金属废水具有重要的意义.1 重金属对藻类的毒性作用1.1 单一金属对藻类的影响1.1.1 重金属对藻类生长、繁殖的影响在国外,关于单一金属对藻类生长、发育、细胞形态结构、繁殖等影响的研究已有许多报道[4—8].其中Rai所作的工作较多,他总结了不同金属在不同浓度下对不同藻类的毒性作用.在国内,况琪军、夏宜 [9]对几种重要金属(Hg、Cd、Cu、Pb、Ni、Zn)对藻类的致毒作用加以概述.一般来讲,几种重要金属对水生生物的毒性强弱顺序为:Hg>Cd≈Cu>Zn>Pb>Co >Cr.但这不是绝对的,不同的藻类对金属离子的毒性反应顺序可能有变化.Erich(1986)收稿日期:2000-03-18 作者简介:姜彬慧(1962-),女,辽宁沈阳人,硕士,讲师,从事环境工程微生物教学和研究工作282辽宁大学学报 自然科学版 2000年 第3期利用Pb、Cu、Cd、和Hg对5种小球藻的生长限制试验结果表明:4种金属的毒性顺序为: Hg>>Cu>Cd<Pb.但这种结果很大程度上是受培养基中的化合物和pH等影响,尤其是受磷酸盐和氯化物的浓度及螯合因子的影响.我们曾以不同浓度Ni3+、Cr6+、Ag+分别处理纤维藻,结果表明,Ag的毒性远远大于Mi和Cr,Ni、Cr、Ag3种金属对纤维藻的半数有效浓度分别为Cr6+3.4mg/L、Ni2+0.33mg/L、Ag+0.11mg/L.Hutchinson[10]对小球藻的研究也表明金属毒性大小为Ag>>Cd>Ni>Pb>Cr.在已研究的金属中,Cu和Zn是很特殊的,它们起着双重作用,既为生物代谢必须的微量营养元素,又是一种高毒的重金属,一旦超过了有益的浓度,它们对藻类的生长就产生较大的毒性作用,Prask和Plocke(1987)证明Zn在保持蛋白核的完整性方面起着重要的作用,他们发现:在缺Zn的条件下,裸藻蛋白核便消失,当添加Zn之后,蛋白核又恢复.但高浓度的Zn能抑制藻类的生长,降低叶绿素含量及光合作用.痕量的Cu是藻类代谢过程中所必须的,但高浓度的Cu对藻类具有毒害作用.Cu是一种强烈的细胞代谢抑制剂.某些Cu化合物(含CuSo4)被用作为杀藻剂(作为控制和防止水华的除藻剂).用含Cu0.05mg/L的溶液培养海洋藻类观察到最初几天细胞数迅速降低,其后分裂速率略有增加,但在实验开始7天后仍低于对照30%～40%.斜生栅藻在第4天细胞分裂就完全停止,且明显出现褪色.重金属元素Cd、Pb、Ni、Hg等对淡水藻类的影响主要表现为:改变运动器的细微结构,使核酸组成发生变化;影响细胞生长和缩小细胞体积等[11].Pb和Cd这两种金属的生态毒理学目前还很少研究.它们对藻类的致毒机理尚不十分了解,但有许多报道表明,Pb在藻体内积累.Rivkin(1979)指出在0.05～10mg/L Pb中生长的骨条藻,它的生长率、最高产量和细胞呼吸作用均有不同程度的下降;相反,细胞体积和每个细胞的光合作用强度增加.Ni对纤维藻细胞生长的抑制作用原因是一方面Ni可能与Zn、Cu、Fe、Mn等微量元素之间存在着拮抗作用[12],另一方面Ni与蛋白质、氨基酸、DNA和RNA结合,阻碍细胞分裂,破坏DNA结构[13].Cr对细胞产生毒性的原因是Cr可与一SH结合,破坏蛋白质结构,沉淀核酸、核蛋白、干扰酶系统,同时六价铬的强氧化能力对DNA具有损伤作用[14].林碧琴、张晓波[15]研究表明Cd对羊角月芽藻毒作用的半数有效浓度96h E C50为0. 83mg/L CdCl2,Cd浓度超过0.75mg/L羊角月芽时生长明显受抑制,1mg/L的CdCl2使其生长的滞缓期延长,2mg/L的CdCl2使细胞停止生长,96h出现死亡.3mg/L的CdCl2作用24h,细胞出现死亡.姜彬慧、林碧琴[16]在研究Ni对纤维藻毒性作用时指出纤维藻对Ni毒反应敏感,当NiCl2浓度大于0.4mg/L时,纤维藻的生长受到明显抑制.董庆霖、林碧琴[17]观察到PbCl2对羊角月芽藻生长的影响有双重性,低于38.5mg/L PbCl2能促进藻类生长,高于38.5mg/L的PbCl2抑制羊角月芽藻生长,羊角月芽藻对铅有较强的耐毒性,半数有效浓度为73.2mg/L PbCl2.1.1.2 重金属对藻类生理、生化功能的影响重金属对藻类生理生化功能影响的研究侧重于藻类的光合作用和碳代谢方面,有关藻类的DNA、RNA、蛋白质合成及酶活性等方面也有些报道.Fillippis [18]报道在藻类培养基中添加HgCl 2之后,小球藻的RNA 、DNA 及蛋白质与同样条件下的水平相比有所提高;相反,添加醋酸苯汞脂则引起RNA 、DNA 和蛋白质的水平下降,他们还发现:(同样条件下)小球藻的干重大量增加,这可能是由于乙醇酸盐的排泄途径受阻所致.林碧琴、张小波[15]试验表明:在非致死浓度范围内(0.25～1.5mg /L CdCl 2)随Cd 浓度增加其DNA 酶、脱氢酶、过氧化物酶活性受到强烈的影响.细胞分裂、光合放氧和细胞膜透性受到强烈抑制.重金属影响酶活性的机理:一种可能是由于重金属的作用使作为酶的辅助因子的金属离子的吸收和利用受阻;另一种可能是重金属与酶蛋白的某些结合形成螯合物,使酶的结构与构型发生变化而影响酶的活性.Davies [5]观察到,Hg 浓度为10mg /L 时,使杜氏藻形成巨细胞,而不进行分裂.他认为这是由于生长和分裂解偶联,抑制了蛋氨酸的合成.Davies 和Sleep [19]证明:较低浓度的Zn 抑制海生浮游植物的天然群落的光合作用.Zn 还能导致细胞膜透性增加,使电解质漏失;高浓度的Zn 抑制各种藻类生长、并使叶绿素含量下降,以致类胡萝卜素与叶绿素的比例失调.姜彬慧、林碧琴[16]报道,当Ni 2+浓度≥0.4mg /L (Arkistr odesmas sp .)的生长受到明显抑制,其生长滞期延长、光合作用受阻、细胞膜透性增加.当Ni 2+浓度为3.2mg /L 时,其蛋白质氨基酸的含量明显下降.孔繁翔[20]在研究不同浓度的Ni 、Zn 、Al 对羊角月芽藻的生长速度、蛋白质含量、ATP 水平、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G 6PDH )、酸性磷酸酶及硝酸还原酶活性的影响试验表明,3种金属离子在所试浓度范围内对羊角月芽藻的生长速度均有抑制作用.但单位藻培养物中蛋白质随着金属离子浓度的增加而增加;高浓度金属离子对酶活性有明显抑制作用;藻细胞中ATP 水平随着金属离子浓度的增加而下降,说明重金属离子的存在会导致藻细胞内能量代谢的变化,他提出重金属离子对藻类产生影响的机理可能是:高浓度重金属离子的存在,打破了生物最佳的各种营养元素(氮和磷等)生物可利用性的平衡.1.2 几种重金属对藻类的综合作用无论是人工培养液还是天然水体中,重金属的种类和数量都不可能是单一的和固定不变的.各种水生生物,包括藻类,常常受到多种金属联合作用的综合影响.联合作用的效应分4种类型:即拮抗作用(Antigonystic effect )、协同作用(Synergistic effect )、相加作用(Ad -ditive effect )、致敏作用(Sensibilization ).Davi Prasad [12]用Cd 、Pb 和Ni 分别组合处理纤维藻,结果,Ni +Cd 、Cd +Pb 混合使用时比单独使用更易刺激藻体生长,所以它们的联合效应为拮抗作用.Rai [21]等研究了Cr 与Ni 、Pb 间相互作用对灰色念珠藻(Nost misoor um )的生长、光合作用、硝酸盐的吸收和固氮酶活性等的影响时,表明Cr +Ni 、Cr +Pb 对该藻生长的联合作用均为拮抗作用,但Cr +Ni 的拮抗作用仅维持到培养72h ,随后则表现为协同作用.Ni 和Pb 混合使用的影响与它们单独的影响没有多大差别.沈德中[22]指出Cu 、Ni 、Pb 、Zn 4种重金属对水田土壤藻类的综合效应表现为使土壤藻283姜彬慧,等: 重金属对藻类的毒性作用研究进展284辽宁大学学报 自然科学版 2000年 第3期类的种群结构发生改变,蓝藻数量减少,硅藻数量或增加或减少,视条件而定,裸藻成为优势种.在土壤—藻类体系中重金属临界值分别为Cu50mg/kg、Ni50mg/kg、Pb150mg/kg,Zn 为300mg/kg.我们用Ni+Cr、Ni+Ag、Cr+Ag分别组合处理纤维藻,结果发现,Ni+Cr各以0.1mg/L 混合使用时,比单独作用时更抑制纤维藻的生长(抑制率为79.5%);这种趋势还出现在较高的浓度中,1.0mg/L Ni+Cr时对纤维藻的抑制率为100%;而Ni+Ag,各以0.1mg/L 混合使用时对纤维藻的抑制率即为100%;Cr+Ag,各以0.1mg/L混合使用时,其抑制率为65%,当各以1.0mg/L混合使用时,抑制率达100%.说明Ni+Cr、Ni+银的联合效应为协同作用,而Cr+Ag的联合效应为相加作用.1.3 污染物对天然浮激藻类群落的影响藻类群落的种类构成和生物量的不同对污染物的效应也有差别,如,Patin等人, (1974)在里海西部某一区域的沿岸水体中对Exuviaella cordata、水花蓝针藻(Aphanizomenon floaquae),Thalassiosiro caspica和距端根管藻(Rhizonsolenia calcaravia)进行24h短期实验,结果表明在低浓度下,石油刺激单细胞藻类的生长,在0.05～0.5mg/L时,出现系列的抑制作用.当DDT的浓度由0.001mg/L上升到0.1mg/L时,其抑制效应逐渐增加;0.005～0. 01mg/L的Hg、Cu、Pb的Cd强烈地抑制了初级生产作用,当汞的浓度为0.005mg/L时,碳的同化作用实际上已不存在了.Cu、Cd和Pb在相同的浓度下抑制了光合作用强度,使之仅达到对照值的30%～80%.Tomphins和Bilinn(1976)观察到,Hg的亚致死浓度对浮游硅藻能引起明显的形态变化,不是正常的8～16个细胞组合的星形群体,而是形成20～30个细胞堆积成的圆柱状群体.Paatrick等人(1975)记录到,当实验河流中存在0.002～1.0 mg/L Ni浓度时,藻类的种类组成发生变化,即硅藻种类的多样性和丰度减少,绿藻与蓝藻的丰度增加.总之,最常见的毒物对天然浮游藻类群落的效应和相对毒性一般与单种培养所得结果无明显差异.在多数情况下,使天然浮游群落光合强度降低的毒物浓度低于单种培养实验的浓度.天然浮游藻类对毒物有较高的敏感性可能是与群落的种间关系相互影响有关.天然浮游藻类对毒物的效应除与环境因子有关外,还与它的种类构成特性有关.与污染物作用时间长短、污染物的浓度高低有关[23].2 藻类对重金属的反应2.1 藻类对重金属的吸收和积累许多水生藻类可从它们周围环境中吸收溶解的金属,这种现象在废水处理方面很有应用价值.许多学者研究了藻类对可溶性金属吸收的动力学机制,发现藻类对金属的吸收是分二步的:第一步,是被动的吸附过程(即在细胞表现上的物理吸附或离子交换)藻类对金属的这种吸附过程是迅速的,其发生的时间极短,不需要任何代谢过程和能量提供,重金属只是简单地被吸附到藻细胞表面上.这些金属有一部分可以藻类细胞上经蒸馏水的反复清洗而洗掉[24].有关重金属在死藻细胞上的吸附现象也有过报道.这就更说明了吸附是无需代谢参与的.Clooschenlco[25]发现,用甲醛处理过的硅藻Chaetoceros costatum细胞吸附Hg 的量是未处理细胞的2倍.他认为用甲醛溶液处理细胞增加了藻细胞表面的正电荷,Hg 在水中是以负电荷化合物存在的,所以甲醛的处理增加了细胞对Hg 的吸附.第二步:可能是主动的吸收也就是与代谢活动有关的吸收,这一吸收过程是缓慢的,是藻细胞吸收重金属离子的主要途径.Cadd 和Griffiths [7]强调指出:与那些代谢或依赖于能量的吸收过程相比,藻类细胞对金属离子的被动的吸附量是很低的.同样,Fujita 和Hashizumdl [24]报道肘状针杆藻(Synedra ulna )以吸附作用进入体内的Hg 量仅为吸收总量的20%.Davies [26]指出:Phaeodactylum tri -cornutum 对Zn 的吸收过程如下:细胞表面的吸附、扩散吸收、Zn 对细胞内蛋白质的束缚.Stokes [27]提出藻细胞对各种金属的吸收率与金属对藻细胞的毒性大小有密切相关.他指出几种因素,尤其是藻细胞老幼,培养时的通气状况、温度、pH 、螯合剂及其它金属的存在等,均明显地影响细胞对金属的吸收.Bowen (1966)发现藻类可积累许多金属元素,它们对金属的结合一方面可能是生物对微量元素的利用;另一方面也可能是相对缓慢的、长期的随意积累(被动积累).董庆霖和林碧琴[17]的研究指出:羊角月芽藻吸收并富集Pb 的能力很强,在PbCl 2浓度低于38.5mg /L 对其生长尚未造成毒害时,细胞内就能大量富集Pb .这些Pb 可沿食物链向更营养级转移,造成潜在的危险,但另一方面,我们又可以利用羊角月芽藻的这一特点来消除废水中Pb 污染.Ste wart (1977)认为藻类对Pb 的高忍耐力,可能是由于Pb 离子容易从细胞壁的排出或高浓度的Pb 易从溶液中沉淀所致.笔者曾研究过纤维藻对不同浓度Ni 的吸附与吸收作用,结果表明纤维藻对Ni 的吸附量及吸收作用在同一培养时间内,随着Ni 浓度的增加而增加,表现出明显的正相关r =0.99(P <0.01),纤维藻细胞对Ni 的富集能力较大,其累积系数高达382.2.2 藻类对金属的抗性和耐受性从受重金属污染的环境中分离得到的几种藻类已证明了藻类对金属具有抗性和耐受性.藻类对金属的耐受性的机制可能包括细胞对金属的外排作用、及各种细胞的内解毒作用.Foster [28]指出:小球藻(Chlorella )对金属的耐受机制是外排作用.他指出:耐受细胞与非耐受细胞含Cu 浓度是相同的.如果细胞内部存在降毒作用机制的话,那么在耐受细胞中应含有更多的Cu .Butler 等[19]假设:外排作用是由于Cu 和细胞外物质化合的结果.Hall [30]指出耐受的和非耐受的藻类细胞都可释放细胞的外产物来束缚Cu ,但这和耐受作用没有相关性.小球藻Chlorella 对Cu 的外排作用是由于释放有机螯合物,这种物质与Cu 形成一种有机—金属化合物,与非耐受种相比,它们具有极高的稳定系数.Stokes [27]从不同途径证明了耐受栅藻(Scenedesmus sp .)的细胞对Cu 的内吸收是缓慢的,这表明耐受细胞能降低膜对Cu 的渗透作用.Silverbery 等[11]用电镜观察栅藻细胞,发现在耐受细胞中有核外化合物存在.通过X -射线扫描分析指出:这些化合物明显是由核排除的,并可在核膜上看到有小孔存在.非耐受细胞也有这种内含物存在,但却伴随着极强的核膜损伤.他在核内发现Cu ,且在细胞质中发现在液泡中存在许多非正常的含Cu 沉淀物,这说明细胞核是一个Cu 的解毒位点.285姜彬慧,等: 重金属对藻类的毒性作用研究进展286辽宁大学学报 自然科学版 2000年 第3期3 影响重金属对藻类毒性的环境因素重金属对藻类的毒性作用受各种环境因素直接或间接的影响,其中主要的环境因素有水中的酸碱度(pH值)、温度、光照、磷酸盐及螯合剂等.水中的pH值和氧化还原电位势是影响水中金属迁移转化的两个重要的理化因素.温度是环境中金属离子浓度和金属对藻类毒性的调节因素之一.至今研究表明:磷在降低Zn、Cu、Hg、甲基汞、Fe、Ni等对不种的蓝藻、绿藻、硅藻的毒性方面起着重要的作用.另外藻类本身的群落密度也影响着重金属对藻类的毒性.Williams(1976)发现,分裂旺盛的衣藻和小球藻群落只吸附少量的137Cs,而较大的细胞和较密集的群落能吸附大量的137Cs.[参考文献][1] Spencer C P.J Gen Microbiol[J].1951,16:228.[2] Mcbrien P C H.Phy siol Plant[J].1965,18:1959.[3] Stokes P M.Responses of freshwater algae to metals[J].Progress in phycological Research(Round/Chapman,eds),1983,2:87-97.[4] Whitton B A.Toxicityofheavymebal to algae[J].A review.Phykos,1970,9:116-125.[5] Davies A G Sleep J A.J Mar B iol Ass o UK[J],1976,56:39-57.[6] Leland H V and Luoma,S N.J Water Pollutyon Control Federation[J].1977,49:1340-1357.[7] Gadd G M and Griffiths A.J Micro Ecol[J],1978,4:303-310.[8] Rai L C.Bio.Rev,1981,56:99.[9] 况琪军,夏宜 ,重金属对藻类的毒性,淡水生物学科技情报[J],中国科学院水生生物研究所,1985,4:1-10.[10] Hutchinson T C.Water Pollut Res Can[J],1973,8:68-90.[11] Slverberg B A.Phycologia[J],1976,15:155-160.[12] Devi Prasad P V and Devi Prasad P S.Effect of Cadmium,Lead and Nickel on three Feshwater green Algae,Water Air and Soil Pollution[J],1982,17:263-267.[13] Ciccarelli R B et al.Nicke Carbonate induces DNA-protein Crosslinks and DNA Strand breaks in rat kidney[J].Cancer lett,1981,12:349-354.[14] 廖自基,环境中微量重金属元素的污染危害与迁移转化[M],北京:中国科学出版社出版,1989.[15] 林碧琴,张晓波,羊角月芽藻对镉毒作用的反应和积累的研究,1、镉对羊角月芽藻的毒性作用[J],植物研究,1988,8:195—202.[16] 姜彬慧,林碧琴,镍对纤维藻的毒性作用研究[M],环境保护科学,1995,21:26—31.[17] 董庆霖,林碧琴,铅对羊角月芽藻的毒性及吸收作用的研究[J],辽宁大学学报,1997,24:89—94.[18] Fillippis L F et al,z Pflanze Physiol[J],1976,78:197-207.[19] Davies A G and Sleep J A.Nature[J],1969,227:192.[20] 孔繁翔,陈 颖,章 敏,镍,锌,铝对羊角月芽藻生长及酶活性影响研究[J],环境科学学报,1997,17:193—197.[21] Ray H Crist Karl Ober hoiser ,Dwight Schwartz et al .Interactions of Metals and Protons With algae .EnvironSci Technol [J ],1988,22:755-760.[22] 沈德中,王宏康,铜,镍,铅,锌4种重金属对水田土壤藻类的综合效应[J ],中国环境科学,1994,14:277—282.[23] 林碧琴,姜彬慧,藻类与环境保护[M ],沈阳:辽宁民族出版社,1999.[24] Fujita M L and Hashizume ,Water Res [J ],1975,9:889.[25] Glooschenko W A .j Ph y col [J ],1969,5:224.[26] Davies A G .In Rulicactive Contamination of the Marin Environ ment [J ],1973,403-420Seattle .[27] Stokes P .Utake and accumulation of Cu and Ni by metaltolerant Strain of Scenedes mus ,Verh Int Ver Limnol[J ],1975,19:2135-2128.[28] Foster P L .Copper exclusion as a mechanis m of heavy metal tolerance in a green alga [J ].Nature ,1977,269:322-323.[29] Butler M et al .Plant cell Environ [J ],1980,3:119.[30] Hall A et al ,Mar Biol [J ],1979,54:195.Toxicological Effects of Heavy Metals on AlgaeJIANG BinhuiA cade my of Resource and Civil Engineering ,Northeast Unive rsity Shengyang 110036,ChinaLING BinqingDe partme nt of Environmental Scie nce ,Liaoning Unive rsity Shenyang 110036,ChinaAbstract The interaction between algae and heavy metal was discussed in four aspects .Due to the seriously har mful effects of heavy metals on water body ,it is very important to purify heavy met -als polluted wastewater with algae .Key Words heavy metals ,algae ,toxicological effects .(编辑 崔久满)287姜彬慧,等: 重金属对藻类的毒性作用研究进展。
高锰酸钾改性蓝藻对Cd^2+吸附增强的机理
水体中主要的重金属污染物 之 一! 主 要 以 ?C!n存 在!具有较高的移动性%#& ’ 传统的吸附方法去除镉 因其效率低*成本高*设备昂贵等不被广泛使用!而
藻类作为新兴的生物吸附材料逐渐引起人们的广泛 关注’ 藻 类 能 够 富 集 水 体 中 的 ?C!n已 有 大 量 报 道%!;Y& !蓝藻是世界上分布最广的一种原核淡水藻 类生物!其对重金属的吸附研究是目前藻类生物吸 附剂中较多的%^& ’
88水环境中的重金属污染严重影响着人类的健 康!且重金ห้องสมุดไป่ตู้离子在自然环境中不能被降解’ 镉是
$ 收稿日期% 8!"#& "F "% $ 基金项目% 8湖南省重点研发计划"!"#^:?!"%%# $ 作者简介% 8赵海江" #F$$+8# !男!硕士!工程师!主要从事环境
污染与修复研究!OED(.5$l4(1"P"%4(.e#^%901D’ $ 通信作者% 8吴根义!OED(.5$#&Y#P!!&F^e[[901D’ $ 本文编辑% 8孙丽华
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赵海江!刘黎伟!姜彩红!等9高锰酸钾改性蓝藻对 ?C!n吸附增强的机理% :& 9净水技术!!"#$!%&"#"# $ F^;#""9 l4(1V(.b.(26! >.- >.\*.! :.(26?(.4126! *)(59]*04(2.BD1/*24(20*C (CB1+N).12 1/?C!nR7_]2WP B15-).12 (2C D1C./.*C ?7(21R(0)*+.(5R.1D(BB% :& 9 ’()*+,-+./.0().12 3*04215167! !"#$!%&"#"# $ F^;#""9
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第25卷 第4期海洋环境科学Vol.25,No.4 2006年11月MARIN E ENV IRONM EN TAL SCIENCE Nov.2006【综 述】蓝藻对重金属的生物吸附研究进展陈思嘉1,郑文杰1,2,杨 芳1,2(1.暨南大学化学系,广东广州510632;2.暨南大学水生生物研究所,广东广州510632)摘 要:生物吸附作为目前重金属废水处理中最有前途的方法之一,其吸附机理、吸附量影响因素、吸附模型、吸附工艺以及各种生物吸附剂的吸附特性等已被广泛研究。
寻找对重金属具有特异性吸附与较强吸附能力的生物体是生物吸附领域的一个永恒课题。
蓝藻是世界上分布最广的生物,本文较全面的介绍了蓝藻对重金属的吸附特性与基因工程在构建高吸附性能蓝藻方面的研究进展,并对生物吸附剂的开发应用前景作了展望。
关键词:蓝藻;重金属;生物吸附;废水处理中图分类号:X55;Q949122 文献标识码:A 文章编号:100726336(2006)0420103204Study advances on heavy metals bio2absorbed by cyanobacteriaCHEN Si2jia1,ZHEN G Wen2Jie1,2,Y AN G Fang1,2(1.Department of Chemistry,Jinan University,Guangzhou510632,China;2.Insititute of Hydrobiology,Jinan University;Guangzhou510632,China,)Abstract:The bio2absorption is one of the most promising technology in treatment of wastewater contained the heavy metals at pre2sent.The bio2absorbing mechanism,models,technique,factors,affect capacity and properties have been widely studied.Seekingthe organisms,which have excellent absorbency to the heavy metals in the wastewater is a permanent work in the research.Cyanobacteria is the most widespread life in the world.The bio2absorption properties of cyanobacteria are summarized in this paper,and progress in the construction of cyanobacteria of high bio2absorption performance by gene engineering is also introduced.Theprospect of development and application of bio2absorbents is elucidated.K ey w ords:cyanobacteria;heavy metals;bio2absorption;wastewater treatment 在众多的重金属废水处理方法中,生物吸附是最有效与最有前途的方法之一。
用于生物吸附的原料有细菌、真菌、藻类、少数高等植物及其代谢产物以及淀粉、纤维素、壳聚糖等有机物。
生物吸附剂的来源是影响其制造成本的最重要的因素[1]。
从经济角度考虑,人们已将目光投向发酵工业中大量的废菌体、废水处理厂的剩余活性污泥和丰富的藻类资源上。
许多藻类具有富集金属的能力,其吸附性能往往比其他生物高。
其中褐藻对重金属的生物吸附研究已有较全面的综述报道[2]。
蓝藻是世界上分布最广的生物,在淡水、海洋和陆地都能见到蓝藻的踪迹,许多种类还能生长在极端环境下,具有很强的抗逆性。
在生物进化上,蓝藻是唯一的原核藻类,与其他真核藻类有明显的不同点,其细胞结构更接近于光合细菌,因此也称蓝细菌。
在生物吸附研究中,蓝藻与其他藻类常被视为两类性质不同的吸附材料[2,3]。
蓝藻丰富的生理生化特性决定了其吸附特性有别于其他藻类,关于蓝藻对重金属的吸附研究目前非常活跃。
1 蓝藻吸附重金属的生理生化基础生物体对重金属的选择性吸附与吸附效率很大程度上是由细胞壁的性质决定的。
藻类细胞壁带一定的负电荷,具有较大的表面积和粘性,可提供许多官能团如羟基、羧基、氨基、酰胺基、磷酸根等与金属离子结合。
一些收稿日期:2005205223,修订日期:2005207229 基金项目:教育部重点项目(01141);广州市科技计划项目(20012J2010201) 作者简介:陈思嘉(1980-),女,广东省汕头市人,硕士研究生,研究方向:生物无机化学。
通讯联系人:郑文杰.E2mail:tzhwj@没有细胞壁的藻类并没有表现出很好的吸附性能。
蓝藻的细胞壁与真核藻类差别较大,后者的细胞壁与高等植物相似,主要成分为纤维素,而蓝藻的细胞壁与革兰氏阴性细菌相似,主要成分为肽聚糖。
肽聚糖是由两种糖的衍生物即N2乙酰葡萄糖胺、N2乙酰胞壁酸和一些D2型的氨基酸短肽组成。
Hoyle和Beveridag研究了枯草牙孢杆菌(Bacillus subtilis))细胞壁上的肽聚糖,证明其可以从水溶液中络合大量的金属离子,特别是大多数过渡金属,第一副族金属可以富集大于1nmol/μg(相对于肽聚糖质量)[4]。
李建宏等[5]的研究表明,极大螺旋藻(Spirulina maxima)对金属离子的吸附主要是细胞壁多糖的作用。
蓝藻细胞壁表面的粘性胶质鞘主要成分为酸性粘多糖或果胶质,具有较强的吸附小颗粒和金属离子的能力。
例如,一种丝状的海洋蓝藻(Plectonema terebrans)可以从AuCl3・H2O溶液中将Au富集在它的鞘层中[6]。
蓝藻还可以通过胞外多糖来络合金属离子,降低重金属对藻体的毒害,这种吸附行为称为胞外吸附。
例如,螺旋藻在废水养殖中能分泌胞外多糖作为生物絮凝剂,强化其废水处理能力[7]。
有荚膜的微囊藻细胞比去除荚膜的细胞吸附能力更强[8]。
胞外多糖的分泌与组成因蓝藻生长条件不同而异。
绝大多数蓝藻的胞外多糖具有阴离子特性,其中许多都含有两种不同的糖醛酸,其他种类的微生物很少具有这种特性[9]。
蓝藻胞外多糖在工业上的多种潜在用途已引起人们的关注,目前在工业上有较大应用价值的主要是念珠藻。
念珠藻的胞外多糖结合金属离子的能力很强,多糖制备物的粘度大大高于市售商品多糖的粘度,突出的流变学特征以及良好的悬浮和乳化特性,使得念珠藻已被作为絮凝剂、粘性剂应用于工业废水处理等用途[10]。
蓝藻细胞内也存在金属离子的结合位点,如金属硫蛋白和多聚磷酸体等。
这种胞内结合通常与藻细胞的解毒机制有关,如蓝藻在重金属环境中,可以诱导产生类金属硫蛋白来束缚金属,而表面带大量负电荷的多聚磷酸体的数目也会增加,还有蓝藻所特有的蓝藻颗粒体也可能是藻体内解毒系统的一部分[11]。
2 蓝藻对重金属的吸附性能目前用于生物吸附研究的蓝藻主要有螺旋藻(S piruli2 na)、鱼腥藻(A nabaena)、微囊藻(Microcystis)、念珠藻(No s2 toc)、席藻(Phormidium)和聚球藻(Synechococcus)等。
N.Rangsayatorn等[11]研究表明,钝顶螺旋藻(S piruli2 na platensis)对Cd2+具有很强的耐受力和吸附能力,用于处理含低浓度Cd2+的废水具有很高的可行性。
活体钝顶螺旋藻对Cd2+结合迅速,其最大吸附量可达98.04×1023,比其他许多文献报道的微生物吸附剂要高。
毒性研究表明, Cd2+对钝顶螺旋藻的半数有效浓度EC50高于一些硅藻和绿藻。
盐泽螺旋藻对Cd2+也有显著的吸附能力。
利用盐泽螺旋藻(S.sub sala)干粉吸附Cd2+、Cu2+、Ni2+,其吸附选择性顺序为Cd2+>Cu2+>Ni2+,且吸附能力明显强于相同条件下的啤酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)干粉,尤其是对Cd2+的吸附,当Cd2+平衡浓度为100mg/L,pH为4时,其最大吸附量为312mg/g[12]。
张小枝等[13]用活体满江红鱼腥藻(A nabaena azol2 lae)处理铀矿模拟废水,结果发现,满江红鱼腥藻可迅速的使废水中的U(Ⅵ)从5.5mg/L降至0.05mg/L,其吸附的最佳p H范围在5.0～8.5。
I.Savvaidis[14]利用钝顶螺旋藻、啤酒酵母菌和链霉菌(S t reptomyces erythraeus)从硫脲溶液中回收金,结果表明钝顶螺旋藻对金的吸附能力最强,其吸附过程受溶液p H值的影响很小,在低p H下仍有很高的吸附量,而另外两者的吸附能力则明显依赖于溶液p H值的变化。
这说明钝顶螺旋藻的表面结构可能对金具有很高的亲和力。
何金兰[15]研究了鱼腥藻干粉对Au3+的吸附行为,证明鱼腥藻对Au3+的吸附具有较高的选择性,其对Au3+的吸附能力明显高于对其他重金属离子,在p H为5～7时最大吸附量为(15.76～18.80)×1023将此方法用于海水中痕量Au3+的测定,其回收率为88%～98%。
这些研究都表明蓝藻在贵金属的回收中具有很好的应用潜力。
蓝藻水华的治理向来是一个突出的环境问题。
近年来,伴随着各种新兴的生物治理手段的出现,对水华蓝藻的开发利用也受到越来越多的重视。
将水华蓝藻应用于水体中有害金属的去除就是实现水华蓝藻资源化利用,化害为利的一个重要途径。
云南滇池是蓝藻水华的多发区,其水华优势藻种为铜绿微囊藻(Microcystis aerugi2 nosa)。
李朋富等[16]研究了从云南滇池收获的水华蓝藻的干藻粉对铀的吸附,结果表明,在p H值为5.0和7.0时,其最大吸附量分别为220×10-3和246×10-3,比其他许多微生物高得多。
而且,自然状态下生长的微囊藻比实验室培养的微囊藻具有更强的吸附能力[8]。
在工业上,利用念珠藻已制成一种供商业用生物吸附剂AlgaSORBs,可吸附Cu2+、Cd2+、Zn2+、Pb2+等[17]。
生物吸附剂的活体和死体在吸附性能上会存在很大差异。
死藻由于细胞壁破碎较多,细胞表面的官能团暴露更多,使其吸附效率比活藻高。
但也有研究表明,活藻的吸附能力与死藻相当,甚至要明显高于死藻。