重金属离子的生物吸附容量与离子性质之间的关系

利用金属离子毒性评价和预测领域中的QSAR方法,探讨了重金属离子性质对生物吸附容量的影响．选用啤酒工业废弃的酿酒酵母为生物吸附剂,进行了10种金属离子Ag^＋,Cs^＋,Zn^＋,Pb^2＋,Ni^2＋,Cu^2＋,CO^2＋,Sr^2＋,Cd^2＋,Cr^3＋的生物吸附实验．选用22种参数来表征金属离子的物理化学性质,建立了金属的离子特性与生物吸附容量之间的关系．利用Langmuir方程计算得到酵母吸附金属离子的理论最大吸附量qmax,由大到小排序为Pb^2＋〉Ag^＋〉Cr^3＋〉Cu^2＋〉Zn^2＋〉Cd^2＋〉Co^2＋〉Sr^2＋〉Ni^2＋〉Cs^＋．离子性质与吸附量之间的线性拟合分析结果表明,共价指数Xm^2r与qmax具有良好的线性关系,共价指数越高,离子吸附量越大,金属离子与吸附剂表面官能团共价结合所占比重越大,键结合越牢固．对金属离子进行分类（按价态或离子的软硬性质）可以改善拟合效果．极化力Z^2／r、水解常数｜lgKOH｜、电离势,尸等多种物化性质与不含软离子的离子之间的理论最大吸附量也表现出良好的线性关系．     

Effects of Cd（Ⅱ） and Cu（Ⅱ） on microbial characteristics in 2-chlorophenol-degradation anaerobic bioreactors

The effects of Cd^2＋ and Cu^2＋ at 300 mg/L on anaerobic microbial communities that degrade 2-cholorophenol （2-CP） were examined. Based on the polymerase chain reaction （PCR） of 16S rDNA, bacterial community diversity and archaeal community structure were analyzed with denaturing gradient gel electrophoresis （DGGE） and cloning, respectively. Degradation capabilities of the anaerobic microbial community were drastically abated and the degradation efficiency of 2-CP was reduced to 60% after shock by Cu^2＋ and Cd^2＋, respectively. The bacterial community structure was disturbed and the biodiversity was reduced after shock by Cu^2＋ and Cd^2＋ for 3 d. Some new metal-resistant microbes which could cope with the new condition appeared. The sequence analysis showed that there existed common Archaea species in control sludge and systems when treated with Cu^2＋ and Cd^2＋, such as Methanothrix soehngenii, Methanosaeta concilii, uncultured euryarchaeote, and so on. Both the abundance and diversity of archaeal species were altered with addition of Cd^2＋ and Cu^2＋ at high concentration. Although the abundance of the predominant archaeal species decreased with Cd^2＋ and Cu^2＋ addition for 3 d, they recovered to some extent after 10 d. The diversity of archaeal species was remarkably reduced after recovery for 10 d and the shift in archaeal composition seemed to be irreversible. The 2-CP-degradation anaerobic system was more sensitive to Cu^2＋ than Cd^2＋.     

复合型氨基葡聚糖絮凝剂的实验研究

报道了复合型氨基葡聚糖絮凝剂对于重金属离子去除效果的测定，以及为减小出水质的浊度而改用黄泥做为腐植酸钠载体的改性实验。当pH值为8、投加量为1．2g．L^-1时，该絮凝剂不仅对单个金属离子：Cu^2 、Zn^2 、Ni^2 、Cr^3 、Cd^2 去除率高达90％以上，而且对于这些离子的混合废水的去除率均在94％以上。     

石油污染土壤中芘高效降解菌群的筛选及降解特性研究

从长期受石油污染土壤中驯化筛选到能以芘为惟一碳源生长的混合菌群GP3,其主要由假单胞菌株GP3A（Pseudomonos sp．）和菌株GP3B（Pandoraea pnomenusa）组成。采用摇瓶振荡培养方法,研究了不同环境条件对混合菌GP3降解芘效能的影响。结果表明,在30℃,150r/min振荡培养下,混合菌GP3对15mg/L芘的7d降解率为90．6％。混合菌GP3降解芘的最适宜温度为35℃,最佳pH值为6．2。加入低浓度葡萄糖（100mg/L）或菲（10mg/L）作为共代谢底物,均可提高GP3对芘的降解率。混合菌对芘的降解速率（PDR）与芘的初始浓度呈正相关。研究重金属离子胁迫下GP3对芘的降解时发现。10mg/L Zn^2＋的存在对芘降解效能影响较小,Cu^2＋对芘的降解有抑制作用,Cd^2＋对混合菌GP3有很强的毒性。     

膨润土对Cu^2＋的吸附及其它金属离子对Cu^2＋的竞争吸附

膨润土对重金属铜的吸附随铜离子浓度的增加先快迭增长而后趋于缓慢最后达成平衡。饱和吸附量为34．10mg·g^-1。Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程均能拟舍实验结果,但Temkin方程拟合为最佳。pH是影响膨润土对Cu^2＋吸附的主要因素。低pH值不利于膨润土对Cu^2＋的吸附。引入竞争离子,膨润土对Cu^2＋的吸附量明显降低。Ph^2＋、Cd^2＋、Ni^2＋对Cu^2＋的吸附产生不同程度的竞争作用,其竞争力为Pb^2＋〉Cd^2＋〉Ni^2＋。在竞争离子存在的情况下,Cu^2＋的吸附依然遵守等温吸附模型。饱和吸附量从34．10mg·g^-1下降到16．93mg·g^-1（Pb^2＋）、19．21mg·g^-1（Cd^2＋）、26．08mg·g^-1（Ni^2＋）。     

物化／两级好氧生化法处理皮革废水

广州市新星皮革厂污水处理站规模为200m^3／d，采用物化／两级好氧处理工艺，在进水CODCT为2500～3000mg／L。BOD5为1200～1500mg／L，SS为320～600mg／L，pH为6～10，Cr总≤52．7mg／L，Cr^6 ≤5．6mg/L色度约为240倍的条件下，处理后出水水质为CODCT≤80mg／L，BOD≤30mg／L，SS≤70mg/L，pH为6～9，Cr总≤1．2mg/L，Cr^6 ≤0.4mg／L，色度≤40倍。达到了《广州市污水排放标准》(DB44137-90)新扩改一级标准。     

铜和镉对蝌蚪的联合毒性研究

研究了铜和镉对蝌蚪的急性毒性和联合毒性，结果表明，Cu^2 对蝌蚪的24h，48h、96h和LC50分别为0.201,0.138和0.118mg/L；Cd^2 对蝌蚪的24h，48h和96h的LC50分别为32.1、23.3和18.9mg/L,Cu^2 和Cd^2 共存对蝌蚪的24h,48h和96h联合毒性相加指数（AI）分别为1.03、1.12和1.20。     

纳滤处理含铜废水的试验和经济性分析

采用纳滤对含Cu^2＋废水进行试验研究,讨论了初始浓度、操作压力、运行时间、阴离子种类、浓差极化对处理效果的影响。试验结果表明NF90膜对含Cu^2＋废水有良好的处理效果,在试验的进水浓度范围内,Cu^2＋去除率超过了98％,出水Cu^2＋浓度低于2．0mg／L,达到中国（GB8978—1996）总铜排放低于2．0mg／L的标准,可以达标排放;随着废液体积的浓缩,铜离子浓缩可达十倍以上,可回用于镀件漂洗,从而实现铜金属的再生利用。与传统的化学沉淀法处理工艺相比,纳滤一次投资大,但由于其运行费用低,具有明显的环境优势和经济效益,值得在重金属废水处理中推广应用。     

硫酸盐还原菌混合菌群胞外聚合物对Zn2+的吸附和机理

硫酸盐还原菌（SRB）混合菌群分泌的胞外聚合物（EPS）能有效地吸附水溶液中的Zn^2＋在初始p（Zn^2＋）为500mg/L时，EPS对Zn^2＋的吸附量达到326．07mg/g，g。Freundlich方程能相对较好地拟合实验所得吸附数据。SRB混合菌群分泌的EPS的IR分析表明，EPS吸附Zn^2＋起主要作用的官能团是多聚糖C-O-C，羧基和脂类官能团，而蛋白质和多聚糖的-OH对Zn^2＋的结合能力有限。     

壳聚糖对水中重金属离子的吸附特性

考察了吸附时间、pH、吸附剂用量对壳聚糖吸附水中Cu^2 、Cd^2 、Pb^2 的影响。对等温吸附规律及吸附性能作了探讨。结果表明，吸附时间、pH、壳聚糖用量是影响吸附效果的重要因素。经过1～3h，三种重金属离子在壳聚糖上的吸附可达平衡；吸附容量随pH的增大而增大，较小的pH对吸附不利；随着吸附剂量的增加吸附容量降低。Pb^2 的吸附容量较大，Cu^2 次之。Cd^2 相对较小。三种金属离子在壳聚糖上的等温吸附规律可用Freundlich和Langmuir模式较好地描述。吸附特性良好，吸附易于进行。且呈单分子层吸附形式。     

孔石莼（Ulva pertusa）对铅、铜、镉的吸收

研究了大型藻孔石莼对铅、铜和镉的吸收动力学和热力学过程。结果表明,暴露于不同浓度的重金属体系中的孔石莼对铅、铜和镉的积累量随着水相中的游离态浓度的增加而增加,可以用Langmuir吸附等温式从热力学平衡角度加以描述,铅和镉饱和结合量分别为：0．715mg/g干重,Cd^2＋为0．037mg／g干重;在孔石莼对铜（0．056mg／L）吸收动力学浓度的实验中,第4天达到了吸收平衡,蓄积量为对照组的9．01倍;在镉暴露浓度为0．028mg／L的实验中,第5天达吸收平衡,蓄积量为对照组的5．06倍。     

锐态型纳米TiO_2光催化处理含镉废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备锐态型纳米TiO2,用XRD、SEM对粉体进行表征。在紫外光的作用下将自制纳米TiO2光催化处理废水中的Cd2+。考察反应时间、pH值、废水负荷、催化剂用量等因素对去除率的影响。实验结果表明:纳米TiO2光催化处理含镉废水的去除率高,含镉废水pH值、废水负荷、纳米二氧化钛浓度以及反应时间等因素影响含镉废水去除率。在优化的处理条件中:废水镉浓度为30mg/L,纳米TiO2投加量为3mg/L,含镉废水的pH为10,反应时间为2.5h,废水中镉的去除率可达99.52%。     

Cu、Cd污染对土壤脲酶活性的影响研究

随着重金属污染的越来越重,重金属对土壤环境的危害引起人们广泛的关注,土壤酶作为土壤生态系统中生化反应的催化剂,对各种土壤代谢过程起驱动作用.为研究单因素重金属Cu、Cd对于土壤脲酶活性的影响,以至于对环境保护和环境评价工作提供意见.本文采用靛酚蓝比色法测定脲酶活性,以氨氮浓度表征土壤脲酶活性.实验结果表明,随着Cu2＋、Cd2＋浓度的增加,土壤脲酶活性显著降低,即重金属对土壤脲酶具有抑制作用.     

苯乙烯对水生生物的急性毒性效应研究

选择标准实验动物大型蚤(Daphina magna)和斑马鱼(Brachydanio rerio),探讨苯乙烯对水生生物的急性毒性效应和苯乙烯对水生生物的安全浓度。试验结果表明:大型蚤和斑马鱼随增加在含苯乙烯溶液中的暴露时间,半致死浓度呈下降趋势,反映大型蚤和斑马鱼对苯乙烯毒性的耐受程度随时间降低。苯乙烯对大型蚤和斑马鱼的96h-LC50值分别为11.35mg/L和121.04 mg/L。本试验分别通过每6h和每4h换水一次获得各时间段的大型蚤和斑马鱼的LC50值,由于在6h和4h内各浓度组中苯乙烯还存在较强的挥发,因此实际的致死浓度小于试验获得的大型蚤和斑马鱼LC50值。根据苯乙烯的毒性和遵循最敏感的原则,苯乙烯对水生生物的安全浓度应低于0.11 mg/L。     

非活体生物质对含铬废水的吸附研究

研究了非活体生物质——玉米芯对Cr^6＋的吸附作用,并探讨了溶液的pH值、Cr^6＋初始浓度、吸附时间及温度等因素对Cr^6＋吸附效果的影响。结果表明,改性玉米芯对C,有很好的吸附作用,在温度为33℃,Cr^6＋初始质量浓度为20mg/L的Cr^6＋溶液50mL,溶液的pH值为2．0,改性玉米芯用量为1．0g,振荡时间为120min的条件下,改性玉米芯对Cr^6＋的吸附率达到了98．16％。     

活性炭对重金属离子铅镉铜的吸附研究

研究了活性炭对水溶液中重金属离子铅镉铜的吸附行为,分析研究了ICP测定重金属铅镉铜的分析方法,并对分析的最佳条件进行了探讨。结果表明,100 mL溶液pH值为4.8,活性炭用量0.2000 g时,活性炭对Pb^2＋、Cd^2＋、Cu^2＋的最大吸附容量分别可达到52.54 mg/g、35.65 mg/g、57.05 mg/g。     

Cr~(6+)污染对白菜的生态毒理效应研究

试验采用水培方法研究了白菜种子和幼苗对铬离子的富集能力与耐受性,铬离子对白菜叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素浓度的影响。结果表明随Cr6+浓度梯度的变化,白菜种子萌发抑制率的差异不显著,而对白菜生长起到明显的抑制作用。随Cr6+浓度梯度的升高,Cr6+对叶绿素a和叶绿素b的抑制作用加剧,Cr6+对叶绿素a的抑制效果更明显。白菜根对铬离子的富集量大于茎,根的富集能力最强。铬离子影响白菜幼苗的正常生长,白菜对铬离子具有一定耐受性。     

假稻对铬的富集作用及其耐受能力研究

假稻属的李氏禾（Leersia hexandra）是中国境内发现的铬超富集植物。研究以其同属植物假稻（Leersiajapon ica）为材料,测定了假稻对铬（Cr^3＋）的富集能力及其在模拟铬污染的实验条件下的光合、生理和根系形态学指标。结果发现：（1）在0～40 mg·L^-1的Cr^3＋浓度范围内,假稻根茎和叶中铬的含量随铬质量浓度的提高而升高,在培养液中铬浓度为40 mg·L^-1时,根茎中铬含量高达2 292.00 mgLkg^-1,其生物富集系数为57.30;（2）浓度为10～40 mg·L^-1的Cr^3＋处理对假稻的叶绿素a和b含量、胞间CO2浓度（Ci）和气孔限制（LS）和净光合速率无明显影响;（3）叶片中脯氨酸含量变化趋势呈单峰型,在20 mg·L^-1的Cr^3＋时假稻叶片脯氨酸含量达到最高;（4）随着Cr^3＋浓度的升高,假稻根系的根尖数表现出升高的趋势,而根表面积（相对于对照组）也表现出增加的趋势。以上结果表明,假稻的根茎对Cr^3＋有很强的富集能力,且对Cr^3＋有较强的耐受性,这种耐受性有其光合生理和根系形态学上的基础,说明假稻在净化铬（Cr^3＋）污染的水体环境上很有应用前景。     

烟梗黄原酸酯吸附铜离子性能研究

以废烟梗为原料,通过制备烟梗黄原酸酯对废烟梗进行化学改性,并用其吸附Cu^2＋。考察了搅拌速度,吸附剂用量,pH,温度,粒度,Cu^2＋初始浓度和吸附时间对吸附量的影响,发现各种参数对Cu^2＋的吸附都有影响。对于50mg／L的Cu^2＋,吸附平衡时间为10min,吸附量为19．30mg／g,Cu^2＋去除率可达96％。室温下吸附Cu^2＋时,可以用拟二级动力学模型描述。结果表明,化学改性的废烟梗去除Cu^2＋具有良好的应用前景。