恶臭假单胞菌Pseudomonas putida 5-x细胞壁膜系统的Cu2+吸附性能

对1株从电镀废水中分离出的革兰氏阴性菌恶臭假单胞菌P.putida 5-x的细胞表面组分对Cu²⁺的吸附性能进行了分析研究.结果表明,分离的P.putida 5-x细胞壁膜的Cu²⁺吸附容量是完整细胞的5倍之多.细胞表面组分如肽聚糖层、细胞外膜和细胞内膜在P.putida 5-x细胞壁膜的Cu²⁺吸附过程中都发挥了作用.肽聚糖层、细胞外膜和内膜在P.putida 5-x细胞壁膜中的含量依次为细胞内膜>外膜>肽聚糖层,而它们的Cu²⁺吸附容量的大小依次为肽聚糖层>外膜>内膜.在P.putida 5-x细胞壁膜对Cu²⁺的吸附过程中,肽聚糖层贡献了不到15%的吸附容量,而细胞外膜和内膜分别贡献了30%～35%和25%～30%.P.putida 5-x细胞外膜中的磷脂含量明显比其它报道的革兰氏阴性细菌的细胞外膜高,这可能是P.putida 5-x细胞外膜具有较高Cu²⁺吸附容量的主要原因,并由此导致P.putida 5-x细胞壁膜的高Cu2+吸附容量.     

海州香薷根细胞壁对铜的吸附固定机制研究

海州香薷是铜耐性植物,细胞壁是其吸收积累铜的重要场所.本文利用细胞壁化学改性结合吸附动力学试验和红外光谱学研究了海州香薷根细胞壁及其组分对Cu2+的吸附动力学特征,以及它们吸附固定Cu2+的功能基团.吸附动力学试验表明,海州香薷根细胞壁对Cu2+吸附300 min后,吸附量已接近饱和水平,达到最大吸附量的90%左右;500 min时达到吸附饱和,饱和吸附量为5.85 mg·g-1.当细胞壁进行化学改性后,如氨水处理细胞壁使果胶变成低酯化的酰胺类果胶或者去除细胞壁中的纤维素,根细胞壁对铜的吸附量会显著降低.果胶和纤维素分别吸附了19.85%和25.48%的Cu2+,是细胞壁吸附固定Cu2+的两大主要组分.红外光谱研究也表明,在海州香薷根细胞壁吸附Cu2+的过程中,羟基、羧基和氨基是Cu2+的主要结合位点.其中,果胶为Cu2+的结合提供了羟基官能团,纤维素和半纤维素为Cu2+的结合提供了羧基官能团,而细胞壁蛋白提供了氨基官能团等结合位点.由此可见,根细胞壁及其各个组分对Cu2+具有较高的吸附固定能力,是海州香薷根系Cu耐性的重要机制.     

真菌(Aspergillus sp.)吸附Cu2+的研究

利用真菌Aspergillus sp.制备生物吸附剂,吸附重金属离子铜,实验分析了影响吸附率和吸附量的因素,结果表明,优化条件下,30℃, pH值5.0,起始Cu2+浓度50mg/L,摇床转速150r/min,经1mol/L NaOH预处理的吸附剂用量为5g/L,吸附时间45min,该吸附剂对Cu2+的吸附率达到92.22%.通过细胞显微观察和X-射线光电子能谱技术手段推断该菌细胞壁是Cu2+ 吸附的主要部位.     

沟戈登氏菌对重金属的生物吸附-浮选和解吸性能

用沟戈登氏菌作吸附剂,研究了采用生物吸附-浮选和解吸法从水溶液中去除和回收重金属的过程,并对生物吸附浮选机理进行了分析.结果表明,沟戈登氏菌对各种重金属离子的选择性为Hg>Pb>Cu,但菌细胞对Cu的吸附能力最高.NH₄⁺的加入对吸附Pb²⁺有促进作用,而K⁺、Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺共存离子的加入会对吸附过程有明显的抑制.当加入DA17.5mmol/L,pH为9.5时,Pb²⁺和菌细胞的去除率分别能够达到93%和96%,经无水Na₂CO3的₃次吸附、浮选和解吸处理后,它们的去除率仍然能够达到94%和97%.动电位和红外光谱分析结果表明,沟戈登氏菌的自然等电点为3.50,吸附Pb2+后增为4.02,与DA作用后降至3.02,吸附过程与细胞壁上的羧酸基团和乙酰胺基团有关,浮选过程则是有静电力、氢键、离子交换和化学络合等过程的协同作用.扫描电镜观察显示,吸附Hg²⁺后,菌细胞表明粘附有絮状物,菌体形状变得不规则.     

青霉菌和镰刀菌对重金属Cd~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)和Pb~(2+)的吸附特性

研究了青霉菌和镰刀菌对重金属Cd2+、Cu2+、Zn2+和Pb2+的吸附特性,探讨了复合重金属和不同培养基对菌株吸附能力的影响.同时,采用察氏液体培养基(CDM)和马铃薯葡萄糖培养基(PDB)接种菌株,对不同种类和浓度的重金属进行吸附实验.结果表明,青霉菌和镰刀菌对Cd2+、Cu2+和Zn2+的吸附率随金属浓度的升高而下降,吸附量随金属浓度的增加先增大后减小;当浓度增加到较高值(300mg·L-1)时,Pb2+的吸附率开始下降,吸附量先逐渐增加后变化不大.菌丝体对重金属的吸附能力表现出一定的差异性,对Pb2+的吸附率和吸附量明显高于其他3种金属,CDM培养青霉菌对300mg·L-1Pb2+的最大吸附量达到34.80mg·g-1.多种重金属的复合抑制了菌丝体对重金属离子的吸附.不同菌丝体对复合重金属的吸附量差异性较大,PDB培养混合菌体对重金属离子的吸附率和吸附量均较大,并有明显的促进作用.CDM培养菌丝体对Pb2+的吸附量均高于PDB培养菌丝体.     

平菇菌糠对废水中铜离子的生物吸附性能

针对重金属污染和农业固体废弃物资源化问题,利用平菇菌糠作为吸附剂对废水中Cu2+吸附性能进行研究.通过单因素实验测定pH、吸附时间、温度、Cu2+初始浓度对吸附效果的影响;利用扫描电镜-能谱、红外光谱和X射线衍射对其吸附机制进行了初步探究.结果表明,菌糠浓度为10 g·L-1,pH为6,吸附时间为120 min,吸附温度为30℃,铜离子初始浓度为8mg·L-1的条件下,吸附率可达到74.46%,吸附容量为0.744 6 mg·g-1.实验数据较好地吻合Langmuir吸附等温模型,其相关系数为0.994 9,表明吸附过程主要为单层化学吸附.扫描电镜-能谱、红外光谱和X射线衍射分析显示,平菇菌糠吸附Cu2+过程主要为物理吸附和化学吸附,包括静电吸附、络合和配位等反应,其中起主要作用的基团为—OH、—COOH、—NH等.     

应用红外方法探讨耐镉菌株高积累Cd2+的机理

从安徽某冶炼厂污染土壤中分离出一株能耐高浓度镉的菌株(J5),经初步鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.).该菌株在液体培养基中耐受40 mmol·L-1 CdSO4,在固体培养基上耐受75mmol·L-1 CdSO4.培养基中Cd2+、Zn2+、Pb2+、Cu2+浓度分别为100 mg·L-1和Mn2+浓度为275mg·L-1时,菌株生长正常.在重金属Cu2+、Pb2+、Zn2+、Mn2+存在时,采用红外光谱与原子吸收光谱分析菌株对Cd2+的积累,结果表明,在低浓度Cd2+溶液中菌株细胞对Cd2+的积累,主要靠细胞壁上-NH2与Cd2+配位结合;在高浓度Cd2+溶液中,细胞壁上-NH2、-OH、-COOH、-PO43-、-M-O(O-M-O)基团吸附Cd2+的能力显著.Mn2+可以增加细胞壁上有效官能团活性,提高Cd2+积累率;但当有Zn2+、Pb2+、Cu2+重金属离子共存时,即使有Mn2+存在,菌体对Cd2+吸附积累能力未见提高.     

纳米Fe3O4负载的浮游球衣菌去除重金属离子的工艺研究

以纳米Fe3O4负载浮游球衣菌(Sphaerotilus natans)制备复合生物吸附剂,对此吸附剂进行表征并考察了其吸附水中重金属离子的性能.红外光谱分析表明,此复合生物吸附剂表面的主要活性基团为酰胺基(-CONH-)和羟基(-OH).吸附性能研究表明,菌含量和流量是影响复合生物吸附剂吸附重金属离子的主要因素,在Cu2 初始浓度c0＜20 mg/L,菌含量1.5 g/L(菌/Fe3O4=3:2),流量0.96 L/h时吸附剂对Cu2 的吸附效果最好;用稀盐酸对复合生物吸附剂进行再生,吸附剂可重复使用10次以上,再生液可重复使用3次;吸附选择性为:Pb2 ＞Cu2 ＞Zn2 ＞Cd2 .     

十二烷基磺酸钠(SDS)改性蒙脱石对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附研究

以阴离子表面活性剂(十二烷基磺酸钠,SDS)为改性剂制备了有机蒙脱石,研究其对Cu2+、Cd2+的吸附行为,并用XRD、FTIR、SEM、XPS对有机蒙脱石进行表征.实验结果表明,有机蒙脱石对Cu2+、Cd2+的吸附基本上在20min内达到平衡,并随pH增大(1.0～7.0),吸附量增加,最佳pH约为6.0.有机蒙脱石对Cu2+、Cd2+的吸附等温线更符合Langmuir等温吸附方程,SDS改性蒙脱石对Cu2+、Cd2+的最大吸附量较纯蒙脱石分别增加15.7%、15.5%.XRD、FTIR、SEM、XPS及碳含量分析结果显示,SDS主要分布在蒙脱石表面且相对稳定,少量嵌入层间,有机蒙脱石对Cu2+、Cd2+的吸附机制为配位吸附和离子交换.     

深海适冷菌Pseudoalteromonas sp.SM9913胞外多糖对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附性能研究

采用深海适冷菌Pseudoalteromonas sp. SM9913分泌的胞外多糖(EPS)分别对Pb2+和Cu2+进行吸附,研究了多糖用量、pH、吸附时间和共存离子对EPS吸附性能的影响及EPS对Pb2+和Cu2+的吸附热力学.结果表明,EPS对Pb2+和Cu2+的吸附量随EPS投加量的增加而减小.EPS对Pb2+和Cu2+的最佳吸附pH分别为4.5～5.5和4.5～6.0. EPS对Cu2+的吸附平衡时间为90 min,对Pb2+的吸附平衡时间则长达180 min.共存离子Ca2+、Mg2+、Na+、K+的加入均降低了EPS对Pb2+的吸附量,Ca2+、Mg2+的加入降低了EPS对Cu2+的吸附量,但低浓度的Na+和实验范围浓度的K+不仅没有降低反而增加了EPS对Cu2+的吸附量.Freundlich和Dubinin-Radushkevich方程均能较好地描述SM9913胞外多糖吸附Pb2+和Cu2+的热力学过程,由Dubinin-Radushkevich方程得到SM9913胞外多糖对Pb2+和Cu2+的最大吸附量分别为243.3 mg/g (10℃) 和36.7 mg/g (40℃).胞外多糖吸附金属离子前后的红外光谱分析表明,多聚糖中C-O-C、乙酰基和羟基是起主要吸附作用的官能团.