不同生长期的Pseudomonas putida 5-x细胞对工业废水中Cu2+的吸附

研究了不同生长阶段的Cu^2 吸附细菌Pseudomonas-putida5-x对Cu^2 的吸附容量。结果表明在低硫培养基中，当P.putida 5-x细胞生长刚进入对数生长期时，单位细胞对Cu^2 的吸附溶量最低。而当生长进入稳定生长期的后期或死亡期的早期时，单位细胞对Cu^2 的吸附量最大。实验结果还表明，高浓度的Cu^2 对对数期细胞的吸附能力有一定的抑制，而对死亡期的细胞影响较小。早期 研究已证明细胞对重金属离子的吸附和细胞表面某些对重金属离子具有亲和性的功能基团（如某些膜蛋白及羰基化合物）有关。利用透视电子显微镜观察了不同生长阶段的细胞表面结构及对铜离子的吸附效果，发现生长后期细胞表面吸附有较多的Cu^2 ，这表明生长后期的细胞表面可能含有较多的这类功能基团。     

菌龄对恶臭假单胞菌吸附铜离子能力的影响

研究了菌龄对恶臭假单胞菌5-x(P.putida5-x)表面壁膜系统吸附Cu2+能力的影响.结果表明,不同生长期细胞的壁膜对Cu2+吸附能力有显著差异,18h的最低,之后随着菌龄增加而上升,在36h达到最大.细胞壁膜的主要组分肽聚糖(PEG)层、外膜和内膜是细胞壁膜吸附Cu2+的主要场所.细胞壁膜的Cu2+吸附能力随菌龄变化的主要原因是壁膜中的外膜、内膜与PEG层的含量以及外膜和内膜对Cu2+的吸附能力随菌龄的变化.细胞外膜的主要成分磷脂和脂多糖的含量,以及内膜的主要成分磷脂的含量随菌龄的变化是导致不同菌龄细胞外膜和内膜的Cu2+吸附能力有显著差异的主要原因.     

铅和铜离子在纳米羟基磷灰石上的竞争吸附动力学研究

通过吸附动力学试验研究了Pb2+和Cu2+在纳米羟基磷灰石(Nano-HAP)上的竞争吸附动力学过程,比较了吸附前后Nano-HAP的Zeta电位以及X射线衍射图谱等,对Pb2+和Cu2+在Nano-HAP上的竞争吸附机制进行了探讨.结果表明,单一铅、铜离子存在时,Pb2+较Cu2+在Nano-HAP上的吸附量要高;当铅、铜这2种离子共存时,Pb2+和Cu2+在Nano-HAP表面发生竞争吸附,铜的吸附量增加,而铅的吸附量下降.结合X射线衍射图谱和动力学反应中Ca2+的溶出量,推测出Cu2+在Nano-HAP上的吸附以静电吸附和表面络合为主,而Pb2+在Nano-HAP上的吸附以溶解-沉淀反应为主,Pb2+、Cu2+在Nano-HAP上的吸附量与Ca2+的溶出量线性关系显著(R2为0.861～0.954).分别用一级、二级动力学方程、抛物线方程、Elovich方程、双常数方程和LJ方程对Pb2+和Cu2+在Nano-HAP上的吸附动力学过程进行了拟合,其中二级动力学方程和双常数方程拟合结果较好,说明Pb2+和Cu2+在Nano-HAP表面的动力学吸附反应是一个化学反应和物理吸附均占一定比例的复杂的吸附过程.     

水介质中C60纳米晶体颗粒与Cu2+对小鼠腹腔巨噬细胞的复合毒性研究

为考察C60纳米晶体颗粒和Cu2+复合体系的生物毒性,本文以小鼠腹腔巨噬细胞RAW264.7作为受试对象,研究了C60纳米晶体颗粒物(n C60)和Cu2+对RAW 264.7的复合毒性影响.结果表明,当单独暴露n C6024 h,n C60浓度为6.6 mg·L-1时,细胞活性降低了45%,n C60浓度为9.9 mg·L-1时,细胞活性降低了70%,表现出剂量-毒性效应和时间-毒性效应.水中出现Cu2+可以降低n C60的细胞毒性,当Cu2+浓度为2 mg·L-1,n C60浓度为6.6 mg·L-1时,细胞的活性降低至25%,当Cu2+浓度为5 mg·L-1,n C60浓度为9.9 mg·L-1时,细胞的活性下降至15%.研究表明,n C60表面能够吸附Cu2+,并且吸附符合Langmuir吸附等温模型.n C60纳米晶体颗粒表面对Cu2+的吸附,可能是n C60对细胞毒性降低的重要原因.     

浮游球衣菌对Cu2+的吸附及生物吸附机理初探

以浮游球衣菌(Sphaeotilus natans)为生物吸附剂,对废水中Cu2 的吸附规律进行了研究,并采用红外光谱分析法、扫描电子显微镜-X 射线能量散射光谱和离子交换实验探讨了 Cu2 与浮游球衣菌可能的作用机理.结果表明,pH值是影响菌体吸附 Cu2 的主要因素,吸附的最佳pH值为 5.5;Cu2 与 Ca2 ,Na 之间存在着离子交换作用,同时还存在着 Cu2 与带负电荷细菌表面的静电吸引作用,-CONH2 和-OH 是菌体吸附 Cu2 的主要活性基团,当溶液pH值较高时,Cu2 能形成氢氧化物微沉淀沉积在细胞表面.     

市政污泥生物碳对重金属的吸附特性

采用市政污泥在300℃缺氧条件下制得污泥生物碳,研究了污泥生物碳添加量、溶液pH及吸附反应时间对溶液中Pb2+、Cu2+、Zn2+吸附效果的影响,并分析了各因素影响机制及污泥生物碳对重金属的吸附机理. 结果表明,污泥生物碳对溶液中重金属的去除率与重金属水合离子半径呈负相关,随着污泥生物碳添加量的增加,溶液中重金属的去除率不断增加,但单位吸附量总体上呈下降趋势. 重金属吸附量随溶液pH的增加而增大,当溶液初始pH为6.00时,污泥生物碳对溶液中Pb2+、Cu2+和Zn2+的吸附量最大,分别达42.941、25.769和12.484mg/g. 伪二级动力学方程可有效描述溶液中重金属离子在生物碳上的吸附过程,重金属在污泥生物碳表面的吸附主要受化学反应控制,Pb2+、Cu2+和Zn2+的平衡吸附量分别为39.747、6.849和10.004mg/g,达到吸附平衡的时间为Pb2+＞Zn2+＞Cu2+.      

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.     

固定化活性污泥吸附重金属离子的试验研究

讨论了固定化活性污泥对重金属离子的吸附。在实验条件下 ,温度对固定化活性吸附金属的影响并不显著 ,而体系pH值和底物浓度的影响较为重要 ,固定化活性污泥对Cu2 + 的吸附符合Langmuir模型。研究了固定化细胞填充柱对各种金属离子的吸附特性和选择性 ,固定化活性污泥对Cu2 + 离子的吸附性能明显高于Cd2 + 和Zn2 + 。     

改性龙须眼子菜吸附水溶液中Cu2+的性能

采用批式实验法对改性龙须眼子菜吸附溶液中Cu2+的吸附动力学过程及吸附平衡进行了研究,考察了溶液初始pH值、吸附剂用量、温度等对改性龙须眼子莱吸附Cu2+的影响.结果表明,吸附动力学过程可以用准二级动力学方程进行拟合,吸附等温线符合Langmuir模型而不符合Freundlich模型.吸附实验的优化条件为:溶液初始pH值为4.0～5.6,溶液初始Cu2+浓度与吸附剂用量比值为10～25 mg·g-1,吸附时间为30～45 min,吸附温度为20-30℃.龙须眼子菜经甲醇改性后对Cu2+的吸附性能有了很大程度的提高;在改性龙须眼子菜吸附Cu2+的过程中,存在离子交换作用,但不占主导地位;改性龙须眼子菜吸附Cu2+主要依靠醇、酚类中的O-H基团,酰胺类中的C=O、N-H与C-N基团,砜类中的S=O基团与Cu2+的配位作用.     

Cu2+和Cd2+在改性纳米黑碳表面上的吸附-解吸

通过Cu2+或Cd2+单体系和Cu2+-Cd2+复合体系中Cu2+或Cd2+的吸附-解吸试验,研究了改性纳米黑碳(MBC)对Cu2+和Cd2+的吸附特性和吸附稳定性.结果表明:Cu2+和Cd2+在MBC上的吸附可以分为快、慢2个阶段,30 min达到饱和吸附量的90%以上.Cu2+和Cd2+在MBC上的吸附等温线均能用Langmuir方程和Freundlich方程拟合.Cu2+和Cd2+在MBC上的最大吸附量分别为417和245 mmol/kg,n值分别为2.56和3.85.MBC对Cu2+和Cd2+是优惠吸附,且对Cu2+的吸附能力大于Cd2+.吸附在MBC上的Cu2+和Cd2+的解吸率均随着吸附量的增加而增大,Cu2+在MBC上的解吸率为1.45%～20.20%,Cd2+为2.67%～31.40%.Cu2+和Cd2+在MBC上存在着竞争吸附,其最大吸附量均随着竞争离子浓度的增加而降低.MBC对Cu2+吸附量和吸附稳定性均大于Cd2+.MBC对重金属有强的吸附作用,可探索其在含重金属废水处理和重金属污染土壤钝化修复中的应用.     

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.     

CTMAB-蒙脱石-细菌复合体对水中Pb~(2+)的吸附

研究了CTMAB-蒙脱石-恶臭假单胞菌复合体吸附Pb2+的物理化学特性,考察了时间Pb2+浓度、pH、温度对吸附的影响,结合FTIR探讨了其作用机理。结果表明,CTMAB-蒙脱石、细菌及其复合体对Pb2+的吸附是一个先快后慢的过程,90min时可基本达到平衡。Pb2+在细菌表面的吸附动力学以Elovich方程为最佳模型,其次为一级动力学方程。改性矿物-细菌复合体和CTMAB-蒙脱石对Pb2+的吸附均以一级动力学方程为最佳模型。Langmuir方程能很好地描述三种表面对Pb2+的吸附热力学。随着体系pH值和温度的升高,CTMAB-蒙脱石、细菌及其复合体对Pb2+的吸附率均逐渐升高。与CTMAB-蒙脱石相比较,EDTA对复合体表面Pb2+的解吸率较大,而去离子水和NH4Cl对Pb2+的解吸率较小。复合体与Pb2+之间可能存在络合、静电力和离子交换等作用力。     

吸附-降解组合生物系统处理含铜离子城市污水

采用Pseudomonas putida 5-x细胞为吸附剂的生物吸附过程组合SBR生物降解系统处理含铜离子城市废水.研究了生物吸附剂Pseudomonas putida 5-x细胞的最佳制备条件以及组合系统的运行过程.实验结果表明,在优化的条件下,Pseudomonas putida 5-x细胞对铜离子的吸附容量可达87.3mg·g^-1,经生物吸附处理后,污水中Cu²⁺的含量显著降低,尽管残留的Cu²⁺对活性污泥吸附COD的能力尚有一定影响,但已不影响SBR系统对废水中COD的去除效果.研究表明,在活性污泥法处理含铜离子废水前,采用生物吸附技术降低废水中Cu²⁺含量,有利于提高后续活性污泥过程对COD的去除能力.     

壳聚糖/聚氨酯多孔材料对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附研究

将壳聚糖、聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯混合发泡,制备了壳聚糖/聚氨酯(Cs/PU)多孔复合材料,利用原子吸收光谱研究了Cs/PU对水中Cu2+、Cd2+的吸附能力。结果表明:在28℃条件下,当吸附时间为30min,溶液pH=4～5时,Cu2+的最高去除率为96.67%,溶液pH=6～7时,Cd2+的去除率为95.67%。Cd2+、Cu2+的饱和吸附率容量分别为28.78mg/g和25.32mg/g。两种金属离子共存时,Cs/PU对Cu2+的选择性大于Cd2+。     

小球藻对Cu2+的吸附性能及动力学研究

研究了小球藻对Cu^2 的吸附行为,探讨了小球藻在不同生长时期、吸附液的DH值、离子强度、光照等因素对吸附的影响及其吸附机理,同时对其吸附动力学进行了初步研究。结果表明,培养5d左右的小球藻对Cu^2 的吸附能力最强;吸附液的pH值在6～8之间时,小球藻对Cu^2 有较好的吸附作用;加强光照可以促进小球藻对Cu^2 的吸附;吸附液离。子强度的增强会降低小球藻对Cu^2 的吸附作用。研究还表明,在小球藻对Cu^2 吸附的起始阶段,吸附速率较快,随温度的升高吸附速率增大,且吸附反应为一级反应,并推算出吸附反应的活化能Ea=43．69kJ／mol。     

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.     

利用粉煤灰合成沸石处理重金属污水研究

本研究中利用粉煤灰合成沸石对含有Cu^2 、Pb^2 、Cd^2 的制备水样进行批处理振荡实验，其吸附容量分别为9．56、0．89和0．25mg／l。实验证明，用合成沸石处理含重金属离子污水达到平衡所需的时间约为3h。对污水中重金属离子的去除率随pH值降低而降低，随沸石用量增加而增加。同等条件下，利用粉煤灰处理含Cu^2 的污水，其吸附容量仅为6．49mg／l，低于合成沸石。     

卵圆卡盾藻香港株过氧化氢产生的影响因素研究

研究了卵圆卡盾藻香港株(Chattonella ovata,Hong Kong strain,COHK)在不同生长期、盐度和营养盐条件下的生长及过氧化氢(H2O2)的产生特点.结果表明,过氧化氢浓度峰值出现在COHK对数生长期(4～8 d),以第6 d达到最大,为2.91×10-4nmol.cell-1.在N∶P为16∶1、32∶1和64∶1的情况下,COHK生长较快,以32∶1时生长速率最快(0.58 div.d-1).COHK产生H2O2的量与藻类生长呈相反趋势,在N∶P为4∶1和8∶1的情况下,藻细胞生长率较低,但单位藻细胞H2O2浓度较高.单位藻细胞H2O2浓度在N∶P为4∶1时最大,达到1.26×10-4nmol.cell-1.COHK在盐度为20和25时生长率较高,在盐度为10、15和30时生长率较低,表明低盐和高盐条件均不利于COHK的生长.低盐度和高盐度均有利于COHK过氧化氢的产生,在盐度为10时,单位藻细胞的H2O2量最高,达到2.2×10-4nmol.cell-1;但盐度在15～25范围内,单位藻细胞H2O2量相差不大(0.7×10-4～0.9×10-4nmol.cell-1).Fe3+可显著影响COHK的生长,Fe3+浓度范围为0.2×10-8～1×10-8mol.L-1时,COHK生长率较高.缺铁条件下(Fe3+浓度为0),COHK生长率最低(0.1 div.d-1),而Fe3+浓度较高时(5×10-8mol.L-1),藻细胞生长率也有所降低.缺铁以及高铁条件下,卵圆卡盾藻的H2O2产量增加,H2O2浓度分别为0.97×10-4和0.95×10-4nmol.cell-1.     

Preparation of organically functionalized silica gel as adsorbent for copper ion adsorption

A novel adsorbent (AMPS-silica) was synthesized by bounding AMPS (2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid) onto silica surface, which functioned with -methacryloxypropyltrimethoxysilane reagent. The adsorbent was characterized by nitrogen adsorption/ desorption measurement, thermogravimetric analysis (TGA) and potentiometric titration analysis. The TGA result indicated that the surface modification reactions introduced some organic functional groups onto the surface of silica. The surface area of AMPSsilica was 389.7 m2/g. The adsorbent was examined for copper ion removal in series of batch adsorption experiments. Results showed that the adsorption of Cu2+ onto AMPS-silica was pH dependent, and the adsorption capacity increased with increasing pH from 2 to 6. The adsorption kinetics showed that Cu2+ adsorption was fast and the data fitted well with a pseudo second- order kinetic model. The adsorption of Cu2+ onto AMPS-silica obeyed both Freundlich and Langmuir isotherms, with r2 = 0.993 and r2 = 0.984, respectively. The maximum Cu2+ adsorption capacity was 19.9 mg/g. The involved mechanism might be the adsorption through metal binding with organic functional groups such as carboxyl, amino and sulfonic groups. Cu2+ loaded on AMPS-silica could be desorbed in HNO3 solution, and the adsorption properties remain stable after three adsorption-desorption cycles.