酵母菌吸附Hg^2＋的动力学及吸附平衡研究

［目的］为酵母菌在治理Hg污染中的应用提供技术参考。［方法］以实验室驯化培养的酵母菌为供试菌株，通过等温吸附试验和吸附动力学试验研究了酵母菌对Hg^2＋的吸附特性。［结果］酵母菌对Hg^2＋的吸附是一个动态过程并且进行得很快。该吸附过程可分为2个阶段，第1阶段为快速吸附阶段，该阶段持续10 min左右；第2阶段为吸附平衡阶段。用准二级动力学方程模拟酵母菌对Hg^2＋的吸附过程的可决系数达0.999 9。利用拟合出的直线方程可以计算出试验条件下酵母菌对Hg^2＋的平衡吸附量和吸附平衡常数分别为6.238 mg/g和 3.021 g/（mg·min）。与Freundlich方程相比，Langmuir方程对试验结果的拟合效果更佳。在试验条件下，酵母菌对Hg^2＋的最大吸附量为9.29 mg/L。［结论］该研究为重金属污染的生物防治提供了理论依据。     

典型黄壤和石灰土对Cd的吸附解吸特性

为评估Cd在不同土壤中的迁移能力及环境风险,分析了贵州省地带性黄壤和石灰土对重金属Cd的吸附解吸特性。结果表明:在试验浓度范围内,Cd在黄壤和石灰土中的吸附量均随着加入Cd浓度的增加而增加,吸附率逐渐下降。当初始溶液中Cd的浓度达310mg/L时,石灰土与黄壤中吸附的Cd含量达2 626mg/kg和1 507mg/kg,对Cd的吸附率分别为84.74%和48.64%。Freundlich和Henry方程均可以用来拟合Cd2+在2种土壤中的等温吸附过程,Langmuir和Temkin方程则不适合用来描述,Freundlich的拟合效果最好。在试验浓度范围内,Cd在黄壤和石灰土中的解吸量均随着加入Cd浓度的增加而增加,解吸率逐渐升高最终趋于稳定,黄壤对Cd的解吸率稳定在25%~30%,石灰土对Cd的解吸率稳定在6%~7%。Cd在酸性黄壤中的吸附能力较石灰土弱,解吸性能较石灰土强,环境风险较高。     

黑碳吸附汞砷铅镉离子的研究

由玉米秸秆燃烧物提取黑碳，测定了黑碳阳离子交换量，研究了黑碳对汞（Hg^2＋、砷（As^3＋）、铅（Pb^2＋）和镉（Cd^2＋）离子的等温吸附、吸附及解吸动力学特征。结果表明，黑碳阳离子交换量为0．15cmol·kg^-1，远低于矿物和腐植酸。黑碳对Hg^2＋、As^3＋、Pb^2＋和Cd^2＋的等温吸附是非线性表面吸附，可用Langmiur方程拟合；黑碳对Pb^2＋最大吸附量远大于对Hg^2＋、As^2＋和Cd^2＋的；黑碳对Hg^2＋、As^3＋、Pb^2＋和Cd^2＋吸附约5h达平衡；吸附动力学过程包括吸附快反应阶段和慢反应阶段，可用动力学一级方程和双常数速率方程描述：黑碳对Hg^2＋、As^3＋、Pb^2＋和Cd^2＋吸附速率、吸附亲和力和最大吸附量有：Pb^2＋〉As^3＋〉Hg^2＋〉Cd^2＋；黑碳吸附的Hg^2＋、As^3＋、pb^2＋和Cd^2＋易解吸，30min内洗脱率高达85％以上。     

聚丙稀酰胺高吸附树脂与重金属离子的相互作用

为探究高吸附树脂对重金属离子的吸附能力,用聚丙烯酰胺高吸附树脂对Cu(NO3)2、Pb(NO3)2标准溶液进行吸附,研究高吸附树脂与Cu2+、Pb2+的相互作用关系。结果表明:高吸附树脂吸水倍率随Cu2+、Pb2+浓度增大而显著减小,两者之间存在显著幂函数关系。离子吸附量随Cu2+、Pb2+浓度增大而显著增大,吸附平衡时Cu2+、Pb2+的最大吸附量分别为131.72、242.68 mg/g,高吸附树脂吸附过程符合Freundlich等温吸附方程。高吸附树脂对Cu2+、Pb2+的吸附量随时间增加而增大,吸附速率逐渐减小,吸附动力学可用准二级动力学方程描述。相同质量浓度下,高吸附树脂对Pb2+的吸附量和吸附速率均大于Cu2+。吸水凝胶在去离子水中和硝酸溶液中解吸很快,大约1 h后达到平衡,高吸附树脂在去离子水中解吸率不高,但在1 mol/L HNO3溶液中Cu2+、Pb2+解吸率均大于85%。高吸附树脂3次重复吸附后,Cu2+、Pb2+平衡吸附量分别为第1次吸附量的75.36%和78.12%,重复吸附性能良好。研究结果可为高吸附树脂应用于含有重金属的污水处理和土壤修复提供参考。      

红壤和黄土对铊的吸附行为研究

利用一次平衡法,研究红壤和黄土对Tl＋吸附的热力学和动力学过程。结果表明,在试验所采用的Tl＋浓度范围内,红壤和黄土对Tl＋的吸附量均随着加入浓度的增加而增加,但是黄土对Tl＋的吸附能力明显高于红壤。2种土壤对Tl＋的吸附等温线用Langmuir方程拟合效果最好。红壤吸附Tl＋很快,20min左右基本达到平衡。而随着初始浓度的提高,黄土对Tl＋的吸附达到吸附平衡所需的时间增长,在最大浓度（15mg/L）时约120min达到吸附平衡。2种土壤对Tl＋吸附动力学过程用双常数方程拟合效果最好。     

耐重金属细菌与土壤胶体吸附Cu^2＋、Cd^2＋的动力学研究

采用流动法探讨了耐重金属细菌与土壤胶体复合体系吸附Cu^2＋、Cd^2＋的动力学机理。结果表明：加入耐重金属细菌NTG-01以后,褐土胶体和红壤胶体对Cu^2＋的吸附动力学过程依然用抛物线扩散方程拟合最好,即颗粒表面吸附点位数目控制反应速度;而使褐土胶体和红壤胶体对Cd^2＋的吸附机理发生了变化,最优方程由原来的抛物线扩散方程变为一级动力学方程,即在有细菌存在的土壤体系中,反应的速度取决于溶液中重金属的浓度。     

pH值和外加汞浓度对汞在棕土中的吸附-解吸动力学特征的影响

用平衡液吸附和Ca(NO3)2:溶液的解吸法,对棕土在pH 3～6.5,汞浓度0.2～8 mg·kg-i的吸附-解吸动力学进行了研究,以阐明pH和初始浓度对汞有效性的影响.结果表明,pH 6.5,浓度8 mg·kg-1条件下,60 min即可达到汞最大吸附量的93%;10 000min达最大解吸量的78.8%.解吸汞占吸附汞的比例随pH升高而升高,在浓度2 mg·kg-1,pH 3～6.5下,棕土解吸汞占吸附汞的比例为11%～37.4%.Freundlich方程为描述汞吸附-解吸动力学特征的最优模型,其次为Elovich方程.模拟的最大吸附量达84.3 mg·kg-1,在此以下,汞的吸附容量随外加汞浓度、时间的递增而升高.解吸速率随初始浓度增加而增加,随解吸时间的延长不断降低.这些结果表明,pH和外加汞浓度影响汞在棕土中的吸附-解吸动力学特征,从而影响在土壤介质中的迁移.     

木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料对Hg(Ⅱ)的吸附性能

以木质纤维素和蒙脱土为原材料,采用插层复合方式制备木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料(LNC/MMT)吸附剂,研究其对Hg(Ⅱ)离子的吸附和解吸性能。结果表明:该吸附剂对Hg(Ⅱ)有较好的吸附能力,在Hg(Ⅱ)溶液初始浓度为0.8mmol·L~(-1),吸附时间为120min,吸附温度为50℃,pH值为4时,吸附量达到最大79.32mg·g-1;在研究的浓度范围内,吸附过程符合伪二级动力学模型,吸附平衡符合Langmuir模型。采用0.3mol·L~(-1)的HNO3作为解吸剂,在解吸时间为30min、解吸温度为30℃时解吸量达到最大66mg·g-1。循环再生试验证明所制备吸附剂的重复使用性能良好。进一步结合SEM、EDX和FTIR分析了该吸附剂对Hg(Ⅱ)的吸附和解吸的机理。     

不同磷酸盐下红壤对镉离子的吸附-解吸特征

采用等温吸附法研究了红壤对镉离子的吸附特性,分析加入不同形态的磷酸二氢盐(磷酸二氢铵、磷酸二氢钾和磷酸二氢钙)对镉离子吸附-解吸特征的影响.结果表明,在加入镉浓度O～20 mg·L-1范围内,红壤对镉离子的吸附量随平衡液中镉离子浓度的升高而增加,吸附等温线符合Freundlich方程.土壤吸附镉离子后,在磷添加浓度为0-160 mg·L-1下,土壤对镉离子的等温吸附仍然符合Freundlich方程(R20.94),但磷酸盐对镉离子吸附具有明显影响;磷酸二氢钙使镉离子的最大吸附量降低了2.5%～7.9%,使镉离子的吸附率降低10%～20%,而磷酸二氢铵和磷酸二氢钾对镉离子的吸附特征无明显影响.随加入磷量的增加,3种磷酸盐下镉离子解吸量和解吸率均显著降低,解吸量降幅为15.8%～27.8%,解吸率降低了3.7%～9.5%;但在低镉时磷酸二氢钙对红壤镉离子的解吸率显著高于磷酸二氢铵和磷酸二氢钾.由于Ca2+与Cd2+之间存在较强的竞争吸附,使得磷酸二氢钙对红壤镉离子吸附-解吸的影响大于磷酸二氢铵和磷酸二氢钾.     

萘和p，p′-DDE在典型包气带介质上的吸附动力学及吸附-解吸特征

选取3种典型包气带土壤为吸附剂,萘和p,p'-DDE为吸附质,研究了其吸附动力学特征及吸附解吸规律.实验结果显示,初始浓度越大,吸附到达平衡所需时间就越短.数据拟合结果表明,单一级次的动力学方程难以描述两种吸附质的吸附动力学特征,分析认为土壤对有机污染物的吸附过程不是单一反应,而是有机污染物在无机矿物、无定型有机碳和凝聚型有机碳上同时进行吸附反应的复合结果.萘与p,p'-DDE的吸附、解吸过程均表现出非线性,Freundlich方程的吸附指数n在不同程度上偏离1;两种污染物在土样中的吸附过程不完全可逆,Kow、初始浓度以及土壤有机碳含量(foc)的差异都影响其在土壤不同组分上的吸附百分比,进而影响解吸率.萘更多地吸附在无机矿物表面及无定型有机碳上,随着初始浓度的增大(37.7～780.9μg·L-1),解吸率可从10%左右增至近85%;而当初始浓度为37.7 μg·L-1时,随foc的增大(0.01%～0.65%),解吸率由12.39%降至3.90%.p,p'-DDE则更多地吸附在凝聚型有机碳上,解吸率随浓度的变化(11.0～275.1μg·L-1)仅在1%～5%内波动,当初始浓度为11.0 μg·L-1时,解吸率随foc的增大由4.49%降至1.06%.两者解吸率都和foc呈负相关关系.     

黄河表层沉积物对Hg~(2+)的吸附研究

通过大量的实验工作,较为全面地探讨了黄河表层沉积物对重金属Hg2+的吸附、解吸特性,提出了黄河表层沉积物对Hg2+的吸附等温线。另外,还探讨了pH、泥沙浓度、温度、矿化度对Hg2+吸附等温线的影响。     

Hg2+胁迫对小麦幼苗POD、CAT和SOD同工酶的影响

[目的]为研究Hg2+对植物的毒害机理提供理论依据。[方法]以小麦为材料,研究了不同浓度Hg2+胁迫对小麦幼苗中的过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)同工酶活性变化的影响。[结果]在Hg2+浓度低于0.100 mmol/L时,对小麦幼苗生长的影响不明显;在Hg2+浓度高于0.100 mmol/L时,将会显著阻碍小麦的正常生长发育。小麦幼苗的不同组织对Hg2+胁迫的抵抗强度有所不同,表现为其叶片和根的抗胁迫性比萌发的种胚要强。在小麦幼苗受Hg2+胁迫时,POD、CAT和SOD 3种抗氧化酶同工酶中,CAT同工酶最为敏感。[结论]0.100 mmol/LHg2+浓度是小麦幼苗能否正常生长的阈值。     

烟草对复合污染中汞的响应与改良剂调控研究

采用盆栽试验,研究了烟草对汞的吸收规律及3种修复剂对减少烟草吸收土壤重金属汞的效果。结果表明:生长前期烟草体内汞含量的分布为根>叶>茎,烟草由根部向根上部运转汞能力不强;烟草体内不同部位在不同生长时期汞含量也发生变化;3种修复剂均不同程度地减少了烟草不同部位重金属汞的含量,同时也改变了烟草根的吸收系数、初级转移系数和次级转移系数,增加了烟草的生物量,起到了提高烟草健康品质和产量的作用。     

蓖麻秸秆对铅、汞、镍和镉的吸附特征

以蓖麻秸秆粉末为吸附剂,采用批量平衡法,研究固液比、pH、重金属离子初始质量浓度对蓖麻秸秆粉末吸附Pb,Hg,Cd和Ni离子的影响,探讨蓖麻秸秆粉末对4种重金属离子的等温吸附和吸附动力学特征。结果表明:Langmuir、Freundlich和Temkin模型能更好地描述蓖麻秸秆粉末对Pb的吸附,Langmuir和Temkin模型能更好地描述蓖麻秸秆粉末对Hg和Cd的吸附,Langmuir模型能更好地描述蓖麻秸秆粉末对Ni的吸附;蓖麻秸秆粉末对4种重金属离子的最大吸附量分别是209.60、129.41、62.78和25.86mg/g;准一级动力学、准二级动力学和叶洛维奇方程能很好地描述蓖麻秸秆粉末对Pb,Hg,Cd和Ni离子的吸附过程。蓖麻秸秆粉末可用于处理多种重金属离子污染的废水。     

荠菜幼苗对汞胁迫的生理响应

[目的]探讨荠菜幼苗对汞胁迫的生理响应。[方法]采用砂培法研究了不同浓度Hg2＋胁迫下荠菜幼苗叶中叶绿素含量以及SOD和POD抗氧化酶活性的变化。[结果]幼苗叶绿素含量在低浓度Hg2＋（≤1.0 mg/L）胁迫时略有增加,而在高浓度Hg2＋胁迫（20.0mg/L）时降低。丙二醛含量则随Hg2＋胁迫浓度的增加而增加。SOD和POD活性均随着Hg2＋浓度的增加呈先上升后下降的趋势,其中当Hg2＋浓度为1.0 mg/L时SOD和POD活性分别为对照的158.0%和161.0%,而在当Hg2＋浓度为20.0 mg/L时分别为对照的27.1%和16.7%,表明酶活性在一定浓度的Hg2＋胁迫下能作出应激反应。[结论]为荠菜驯化和栽培提供了理论依据。     

超微粉碎对荸荠皮吸附重金属离子性能的影响

为研究超微粉碎对荸荠皮吸附重金属离子性能的影响,分别进行了粉碎10、30、60 min的荸荠皮超微粉和荸荠皮粗粉对Hg2+、Cd2+和Pb2+的吸附试验。结果表明,超微粉碎处理能使荸荠皮对重金属离子的吸附能力显著增强,粉碎10 min的荸荠皮超微粉对Hg2+、Cd2+和Pb2+的最大吸附量分别达到0.0148、35.25和100.46μg/g,吸附能力比粗粉分别提高约142.62%、83.21%和153.43%。超微粉碎10 min后,荸荠皮对Cd2+的吸附能力没有明显变化,但对Hg2+和Pb2+的吸附量有一定下降。3种重金属离子共存时产生了竞争吸附,其中Hg2+和Pb2+之间的竞争吸附较为明显。     

不同水温条件下重金属对三角帆蚌幼蚌的急性致毒效应

[目的]探索重金属在不同水温条件下对双壳贝类的毒性效应。[方法] 采用静态急性毒性试验的方法研究了在21、25和29 ℃条件下水体中不同浓度的Hg^2＋、Cd^2＋、Zn^2＋ 对三角帆蚌幼蚌存活的影响。[结果] 在3种水温条件下,3种重金属离子对三角帆蚌幼蚌的毒性大小依次为：Hg^2＋〉Cd^2＋〉Zn^2＋〉。水温在21、25和29 ℃条件下,3种重金属对三角帆蚌幼蚌的96 h半致死浓度（LC50）分别为：Hg^2＋分别是3.435 9、 0.129 2 和 0.108 7 mg/L;Cd^2＋分别是6.345 9、1.003 7 和0.387 9 mg/L;Zn^2＋分别是116.928 8、4.951 5 和 2.849 7 mg/L。当水温从21 ℃升至25 ℃时,Hg^2＋、Cd^2＋和Zn^2＋对幼蚌的毒性分别增强了26.6、6.3 和23.6倍;水温从25 ℃升至29 ℃时,Hg^2＋、Cd^2＋和Zn^2＋的毒性分别增强了1.2、2.6和1.7倍。[结论] 水温是重金属急性毒性效应的影响因素,随着温度的升高,重金属的毒性逐渐增强。     

蒙脱土-稻壳炭复合材料对Pb(Ⅱ)吸附特性研究

采用静态吸附实验,研究蒙脱土-稻壳炭复合材料对Pb~(2+)的吸附动力学和热力学特性,并考察吸附剂用量、共存离子及pH等因素对该复合材料吸附Pb~(2+)的影响。结果表明,复合材料对Pb~(2+)的吸附特性符合准二级动力学模型,等温吸附过程能较好地以Freundlich模型进行拟合,且是以物理吸附为主的自发的吸热反应。复合材料对Pb~(2+)的吸附量随吸附时间的延长先快速增加,后缓慢增加最终达到吸附平衡,且随着复合材料投加量的增加,Pb~(2+)的去除率增大。复合材料对水溶液中Pb~(2+)的吸附性能在pH为5时较好,吸附量达52.79 mg·g~(-1);不同浓度Ca~(2+)、Mg~(2+)均会对Pb~(2+)的吸附反应产生抑制作用,且Mg~(2+)的抑制作用更强。     

瞬时渗透胁迫对沙冬青细胞离子流的影响

采用非损伤微测技术,研究了沙冬青悬浮细胞经不同浓度的氯化钠、甘露醇处理后,细胞Ca2+、K+、H+3种离子流速、流向及流量的变化。结果表明:氯化钠与甘露醇处理均诱导Ca2+外流,氯化钠诱导的Ca2+外流与氯化钠浓度有关;氯化钠诱导K+外流,而甘露醇诱导K+内流;氯化钠诱导的H+流具有先内流后外流的两个阶段的特点。H+-ATP酶在氯化钠诱导的H+外流中具有重要作用。