微生物与重金属相互作用过程与机制研究进展

重金属污染对土壤、地下水和农作物等会产生重大影响,并通过生物链危害人体健康.微生物在环境中广泛存在,在矿物分解、元素释放、迁移、沉淀和再富集过程中起着重要作用,进一步发掘对不同重金属具有耐受性的特异性菌株,探究其对重金属的解毒和耐受性的机制,可更好地为微生物用于环境修复工作提供理论依据.综述了微生物与环境中重金属的相互作用过程与机制以及微生物在修复重金属污染中的应用,结果表明:①微生物自身生长过程中产生的大量氨基酸、蛋白质和多肽等物质可与重金属鳌合,促进重金属的溶解和吸附过程.②重金属对微生物产生毒性影响,微生物通过氧化还原、生物矿化和甲基化等作用改变重金属元素的化学形态,降低重金属的毒性.③微生物对重金属的修复效果与重金属的存在形态有关,在实际应用中可先将重金属元素转化为易于被微生物吸附的形态,再利用特异性菌株进行生物修复.④根际微生物对植物吸收重金属起着重要的调控作用,但植物根系分泌物和微生物的新陈代谢产物对重金属形态及生物有效性的协同拮抗作用机制及其微观的界面过程尚未明晰,有待进一步研究.      

生物吸附法处理水体中的重金属的现状与展望

对生物吸附法处理水体中的重金属进行了综述，得出微生物对重金属表现出良好的吸附性能，吸附机理比较复杂，与离子交换有密切关系，常用吸附等温线评价微生物对重金属的吸附能力。由于该研究历史比较短，生物吸附的工艺应用、机理分析、生物固定化等研究还不够深入，有待进一步的研究探索，使其应用于工业生产。     

固定化啤酒酵母菌对锶的吸附机制及热力学研究

以聚乙烯醇和海藻酸钠作为载体,制备了固定化啤酒酵母菌颗粒。研究了固定化啤酒酵母菌对锶的吸附机制和吸附热力学。结果表明:(1)吸附Sr2+后的固定化啤酒酵母菌的内部结构更松散,更有利于固定化啤酒酵母菌对Sr2+的吸附。(2)固定化啤酒酵母菌吸附Sr2+后,部分-OH参与了吸附,使形成的氢键部分断开,振动峰发生蓝移。另外,由于-NH2和-CO-NH-中的N原子可提供孤对电子与有空轨道的Sr2+配位,从而改变了基团的极性。(3)当Sr2+初始质量浓度为10～200mg/L时,固定化啤酒酵母菌对Sr2+的吸附同时符合Freundlich和Langmuir吸附模型,但符合Langmuir吸附模型的程度更优,这说明固定化啤酒酵母菌与Sr2+之间主要通过分子间引力产生吸附,是以单分子层吸附为主的物理吸附。     

重金属的生物吸附研究进展

对重金属的生物吸附研究进行了综述，主要介绍了生物吸附剂的来源，种类，预处理，固定化及脱附的方法与试剂，详细介绍了影响重金属生物吸附去除的各种因素，并探讨了生物积累和吸附机理。     

满江红干体对锌离子的生物吸附

以满江红干体为生物吸附剂，研究了不同条件下对废水中Zn²⁺的净化作用。结果表明，满江红干体对Zn²⁺的吸附是一个快速的过程，前5 min的吸附量达到最大吸附量的62.9%，30 min达到吸附平衡；初始pH值对Zn²⁺的吸附有显著的影响，最适pH值为6；随着干体量的增加，吸附率逐渐提高而吸附量则降低；随着Zn²⁺初始浓度的增加，吸附率逐渐降低而吸附量则提高。满江红干体对Zn²⁺的吸附符合Langmuir吸附等温线方程，最大吸附容量达57.5 mg/g。5次吸附解吸循环实验数据表明，重复次数和再生处理对满江红干体的吸附能力没有产生显著影响。因此，满江红干体在处理含Zn²⁺废水中的重复使用是可行的。     

附着剑菌对三氯联苯的吸附及降解机制研究

实验研究附着剑菌(Ensifer adhaerens.R2)对持久性有机污染物三氯联苯(2,4,4′-TCB,PCB28)的去除机制,探究菌株对2,4,4′-TCB的生物吸附和生物降解作用,以及其随时间、pH值、温度、菌体密度、金属离子(Ca2+、Mg2+)的变化.灭活菌体对PCBs的去除机制为生物吸附,吸附率在2h基本达到平衡,为85.97%;活体菌株可以通过生物吸附及生物降解作用去除2,4,4′-TCB,在本次实验周期内主要以吸附作用为主,2h吸附率为60.59%,明显高于降解率的12.90%.单因素条件下,pH值为6.0、35℃、OD为0.8、添加1mol/L的Ca2+、Mg2+处理可使活菌对2,4,4′-TCB的吸附达到最优;pH值为7.5,30℃,添加0.05mol/L的Ca2+、Mg2+处理可使活菌对2,4,4′-TCB的降解达到最优.     

化学修饰在生物吸附中的应用

化学修饰技术可以掩蔽细胞壁上一些基团,从而使吸附量改变,利用该技术可以探讨生物吸附法去除金属离子的机理。化学修饰在环境污染治理方面有广阔的应用前景。     

重金属Cu2+抗性菌的筛选与吸附性能研究

采用富集培养方法从污水处理厂污泥中分离筛选出3株对Cu2+吸附能力较强的菌株,考察pH值、温度和Cu2+初始质量浓度对3株菌吸附能力的影响。结果表明,Z-1-4在pH值为5.0,30℃,Cu2+质量浓度为140 mg/L时吸附效果最好;Z-1-5在pH值为6.0,28℃,Cu2+质量浓度为170 mg/L时吸附效果最好;Z-1-6在pH值为6.0,28℃,Cu2+质量浓度为140 mg/L时吸附效果最好。其中菌株Z-1-5吸附能力最强,吸附容量可达13.68 mg/g。对Z-1-5进行16S rDNA序列分析,初步确定为鞘胺醇单胞菌(Sphingomonas sp.)。     

酵母融合菌-活性污泥曝气处理含镍废水研究

利用酵母融合菌RJ与活性污泥曝气处理含镍废水.实验结果表明,融合菌对废水中的镍具有很强的富集性能,投加10g/L菌体,处理20 mg/L含镍废水,去除率可达70.10%;同时投加6g/L活性污泥,去除率上升到80.73%,出水固液分离效果得到改善;且融合菌的pH值适用范围较广,当pH=3～9时,去除率均在75%以上;溶解氧是影响曝气生物吸附的重要因素,在缺氧或富氧环境下,生物吸附会受到抑制,DO为2.5～4.5 mg/L时吸附效果较好;融合菌-活性污泥曝气处理不同浓度Ni2 的吸附等温线符合Freundlich模型,相关系数为0.997 5.     

Adsorption of methylene blue from aqueous solution by chemically treated water hyacinth

Water hyacinth (WH), an aquatic plant macrophyte, was investigated for its ability to perform as a suitable adsorbent for methylene blue (MB) from aqueous solution. The non-living biomass of WH was subjected to several chemical treatments, namely, washing with hot water, washing with hot dilute HCl, soaking in NaOH, soaking in HNO₃, and sulfonation. The system variables studied also include pH and MB concentration. The Langmuir isotherm was found to represent the measured adsorption data well except for WH soaked in NaOH, which was found to be better represented by the Freundlich isotherm. Values of the dimensionless separation factor, K _R, indicated that the adsorption systems in this study are all favorable. Values of the first layer of adsorption were calculated by the non-linear multilayer adsorption model, and the specific surface area values were found to be high and comparable to commercially activated carbons.