耐镉芽孢杆菌对Cd2+的吸附机制

从攀枝花矿区淤泥样品中通过逐级提高Cd~(2+)浓度进行驯化,获得1株高耐镉菌株PFYN01,经16S rDNA PCR鉴定为芽孢杆菌(Bacillus sp),最大耐Cd~(2+)浓度为3 900 mg/L。研究初始Cd~(2+)浓度、pH值、菌量对菌株吸附Cd~(2+)的影响,利用扫描电镜(SEM)和傅叶里红外光谱(FTIR)探究菌株吸附机制。结果表明,PFYN01在初始Cd~(2+)浓度为75 mg/L、菌量为1.0 g/L、pH值为5.0时,对Cd~(2+)的吸附率达到34.98%;吸附符合Langmuir模型,最大吸附量为1.974 mg/g。对比分析Cd~(2+)吸附前后的细胞形态和红外光谱变化,证实了"细胞成分羟基(O—H)、酰胺基(N—H)、烃基(C—H)、羧基■、羰基(—COOH)参与了Cd~(2+)与PFYN01的相互作用"的结论。PFYN01是一株对Cd~(2+)有较强吸附能力的细菌菌株,对其吸附Cd~(2+)影响因素及吸附机制研究的结果将为重金属污染微生物修复提供指导。     

紫苏基活性炭对铅镉二元离子的吸附研究

以磷酸法制备紫苏基活性炭,通过对其进行磁性改性后用作吸附剂,考察活性炭投加量、吸附时间、初始溶液pH和重金属离子浓度等影响因素对二元溶液中Pb~(2+)和Cd~(2+)去除效果的影响。采用红外光谱(FTIR)对吸附剂的表面结构进行表征。结果表明,在50 mL pH=5的水溶液中,加入0.05 g活性炭吸附30 min后,其对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附容量达到最大值,分别为141.805和46.083 mg/g,去除率分别高达99.77%和99.80%。吸附动力学分析结果表明,该活性炭对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附满足准二级动力学模型。上述结果表明紫苏有望成为制备金属离子吸附剂的潜在材料。     

胡敏酸吸附重金属Cu2+ Pb2+ Cd2+的特征及影响因素

采用碱溶酸沉淀法提取腐殖质中的胡敏酸,研究了胡敏酸对Cu2+Pb2+Cd2+的吸附特征及作用机理.结果表明,在相同初始浓度下,胡敏酸对Cu2+的吸附强度要大于对Pb2+和对Cd2+的吸附.吸附强度顺序为Cu2+＞pb2+＞＞Cd2+.Langmuir、Freundlich和Temkin方程对Pb2+Cd2+的吸附呈显著关系,但其中Freundlich方程为最佳拟合方程;对Cu2+的吸附,Langmuir等温式拟合程度最高,Freundlieh方程其次,Temkin方程则不适合.pH是影响胡敏酸对Cd2+和Cu2+吸附的主要因素,而对Pb2+吸附的影响较小.总体上低pH值均不利于吸附剂对重金属离子的吸附,随着pH值的增加(pH=2～8),不论吸附量还是吸附率都呈上升趋势.通过红外光谱表征反应物,结果表明,胡敏酸与Pb2+Cd2+的结合点主要发生在羧基和酚羟基之间,而Cu2+与胡敏酸的结合除了在羧基和酚羟基之间外,更多地发生在羧基和羧基之间.     

银中杨、玉簪落叶生物质炭对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)吸附的影响因素

为探讨银中杨、玉簪落叶所制备生物质炭对水体Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cr~(6+)吸附规律的差异及影响因素,采用限氧裂解法将银中杨及玉簪落叶制成生物质炭,并以此为吸附载体研究其在不同初始离子质量浓度、pH值、Na+浓度及接触时间等因素影响下对Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cr~(6+)的吸附。结果表明:随着初始Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cr~(6+)质量浓度的增加(0~800 mg·L~(-1)),落叶生物质炭对相应重金属离子的吸附量也增加。将初始质量浓度设置在0~200 mg·L~(-1),生物质炭对3种金属离子的吸附量由大到小表现为Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+),然而,将初始离子质量浓度提升至300~800 mg·L~(-1),吸附量由大到小表现为Pb~(2+)、Cr~(6+)、Cd~(2+);溶液pH值由2增至8,可使Pb~(2+)和Cd~(2+)在生物质炭表面的吸附率得到迅速提升,然而,生物质炭对Cr~(6+)的吸附率在整个pH值变化范围则呈渐趋降低的趋势;随着Na+浓度增加(0~0.6 mol·L~(-1)),落叶生物质炭对3种金属离子所表现的吸附规律各不相同,其中,对Pb~(2+)的吸附量先下降而后渐趋升高,对Cd~(2+)的吸附量逐渐下降,而对Cr~(6+)的吸附量则表现为先增加而后下降。Na+离子浓度由0 mol·L~(-1)提升至0.6 mol·L~(-1)可使生物质炭对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附量分别降低16.8%和97.1%,相反,对Cr~(6+)吸附量却有所促进,使其增加55.6%;生物质炭对初始质量浓度为400 mg·L~(-1)的Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cr~(6+)吸附的数量随接触时间延长(0~1 440min)而逐渐增加,相同条件下由大到小表现为Pb~(2+)、Cr~(6+)、Cd~(2+);生物质炭对Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附主要以电性吸附为主,而专性吸附则为生物质炭吸附Cr~(6+)的主要机制。     

γ-聚谷氨酸水凝胶对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附性能

以γ-聚谷氨酸(γ-PGA)为原料,乙二醇缩水甘油醚为交联剂,采用溶液聚合法合成了新型γ-PGA水凝胶重金属吸附剂(γ-PGA-GDE),并研究γ-聚谷氨酸水凝胶对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附特性。采用傅里叶红外光谱及扫描电镜对吸附材料进行表征,同时研究pH值、温度、吸附时间和重金属离子初始浓度对γ-聚谷氨酸水凝胶吸附特性的影响。结果表明,pH值为5利于γ-聚谷氨酸水凝胶对重金属离子的吸附,温度对其吸附重金属离子影响不大。γ-聚谷氨酸水凝胶对Cd~(2+)、Pb~(2+)重金属离子的吸附速率非常快,符合准二级动力学方程。其对重金属的吸附符合langmuir等温式,对Pb~(2+)、Cd~(2+)饱和吸附量分别为526.22、255.54 mg/g,与试验值非常接近。γ-聚谷氨酸水凝胶经盐酸洗脱可再生,再生后可循环使用至少6次。     

铜绿微囊藻对锌、镉胁迫的生理响应

为了明确藻类对重金属的耐受性和富集特征,采用室内培养法,研究铜绿微囊藻(Microcystis aerugino-sa)对不同质量浓度Zn~(2+)和Cd~(2+)的富集能力以及对其胁迫的生理响应。结果表明,铜绿微囊藻对Zn~(2+)、Cd~(2+)均有一定的富集作用,而且Zn~(2+)的富集量明显高于Cd~(2+)。当Zn~(2+)质量浓度为0. 05 mg/L时,铜绿微囊藻的比生长速率最快,当Zn~(2+)质量浓度超过0. 05 mg/L时,铜绿微囊藻的生长受到抑制,即Zn~(2+)对铜绿微囊藻的生长具有低质量浓度促进,高质量浓度抑制的作用。Cd~(2+)对铜绿微囊藻的生长不具有低质量浓度促进作用,质量浓度为0. 05 mg/L的Cd~(2+)作用96 h后,铜绿微囊藻的生长受到明显抑制,Cd~(2+)质量浓度越高,其对铜绿微囊藻生长的抑制作用越明显。Zn~(2+)、Cd~(2+)质量浓度分别为0. 20 mg/L和0. 15 mg/L时,连续培养24 h后,铜绿微囊藻的酯酶活性均显著升高,当Zn~(2+)、Cd~(2+)质量浓度分别达到0. 20 mg/L和0. 25 mg/L时,与对照相比,藻细胞光系统II(PSII)最大光能转化效率(Fv/Fm)显著降低。在Zn~(2+)、Cd~(2+)胁迫下,铜绿微囊藻的超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性以及丙二醛(MDA)含量均发生变化。     

贝壳粉对Cd(Ⅱ)的吸附性能研究

为了研究贝壳粉对Cd~(2+)的吸附性能及最佳吸附条件,采用静态吸附实验研究了Cd~(2+)初始浓度、吸附剂用量、温度、pH、吸附时间以及离子强度对贝壳粉吸附Cd~(2+)性能的影响。结果表明:在不同Cd~(2+)初始浓度下,随着吸附剂用量的增加,贝壳粉对Cd~(2+)的吸附量呈现出先强烈吸附后逐渐缓和的趋势,符合准一级动力学模型和准二级动力学方程。Temkin和Langmuir模型均能较好地描述贝壳粉对Cd~(2+)的等温吸附过程,约30 min达到平衡,为自发的吸热反应,最大饱和吸附量为161.75 mg·g~(-1)。随着溶液pH值增加,贝壳粉对Cd~(2+)的吸附性能也随之增大,当pH≥5时趋于稳定。随着Ca~(2+)和Mg~(2+)浓度增大,贝壳粉对Cd~(2+)的吸附性能逐渐减弱,最大降幅分别达到15.19%和14.44%。     

海泡石表面化学特性及其对重金属Pb2+ Cd2+ Cu2+吸附机理研究

通过海泡石(SEP)和酸化海泡石(ASEP)表面酸碱反应与吸附平衡实验,研究了天然和酸化海泡石表面化学特性及其对重金属的吸附机理.结果表明,海泡石经过酸化处理后碱性下降,表面部分阳离子被质子取代,表面酸度增加,形成更多的表面吸附位,有利于对重金属离子的吸附作用.随着溶液pH由酸性向碱性的变化,重金属离子在海泡石表面的吸附机理表现为同品置换与表面配位模式并存;当溶液pH呈弱碱性时,Pb和Cu均发生表面沉淀,其中Pb表现最为明显.采用等温吸附方法,研究了海泡石和酸化海泡石对Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cu~(2+)离子的吸附特性,结果表明,海泡石和酸化海泡石对Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cu~(2+)离子均有较好的吸附作用.海泡石对Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cu~(2+)离子的饱和吸附量分别为32.06、11.48和22.10 mg·g~(-1),酸化海泡石对Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cu~(2+)离子的饱和吸附量分别为35.28、13.62和24.36 mg·g~(-1).以物质的量计算,天然海泡石和酸化海泡石对三种重金属离子的吸附能力顺序为Cu>Pb>Cd.Cd~(2+)和Cu~(2+)在海泡石和酸化海泡石表面的吸附等温线符合Langmuir方程,Pb~(2+)离子的吸附由于随溶液pH的升高而产生表面沉淀,导致其吸附等温线偏离Langmuir方程.该项研究可为海泡石在土壤重金属污染修复中的应用提供一定的理论基础.     

1株耐重金属细菌的筛选、鉴定及吸附性能研究

为了更加有效地对重金属污染环境进行生物修复,从Cd污染废水中分离到1株耐Cd的菌株DJ16,经形态观察、生理生化特性、脂肪酸组分及16S rRNA基因序列分析确定该菌株属于沙雷氏菌属(Serratia)。该菌株的重金属耐受性试验表明,菌株对Zn~(2+)的耐受性最强,Cd~(2+)次之,Cu~(2+)最差。菌株的重金属富集试验显示,菌株对Cu~(2+)、Zn~(2+)的吸附量随培养时间的增加先增加后降低,对Cu~(2+)的吸附量在培养12 h时最高,为6.8 mg/g,对Zn~(2+)的吸附量也在培养12 h时最高,为9.0 mg/g。菌株对Cd~(2+)的吸附量随培养时间的增加而增加,培养36 h时最高,为8.8 mg/g。综上,该菌株在生物修复方面具有很大的应用前景。     

2种浮萍干粉对Cd~(2+)的吸附性能

以多根紫萍(Spirodela polyrhiza)、少根紫萍(Landoltia punctata)干粉为生物质吸附剂,考察2种浮萍干粉对水环境中镉离子(Cd~(2+))的吸附作用,探索处理含镉废水的新途径。结果表明,浮萍干粉投量、溶液初始pH值、吸附时间、溶液初始Cd~(2+)浓度是影响吸附效果的主要因素;2种浮萍干粉对Cd~(2+)的吸附在反应开始10 min后达到平衡,且吸附容量均可达50 mg/g;当浮萍干粉投加量为0.2 g、溶液初始pH值为6.8、处理溶液初始Cd~(2+)浓度为50 mg/L时,2种浮萍干粉对镉的去除率分别达到83.15%(少根紫萍)、95.72%(多根紫萍);两者的吸附动力学过程均可用二级速率方程进行描述,决定系数r2均达到0.999以上;在5~500 mg/L浓度范围内,2种浮萍干粉的等温吸附曲线与Langmuir、Freundlich、Tempkin等温吸附模型的拟合性均较好,线性拟合的r2均在0.9以上,且通过分析模型相关参数发现,2种浮萍干粉对Cd~(2+)具有较好的吸附效果,是一种潜在的新型生物吸附剂;此外,扫描电镜及红外光谱分析结果表明,浮萍干粉所含糖类中的羟基及酰胺中的氨基可能参与了对Cd~(2+)的吸附。     

香菇菌糠对重金属离子的吸附作用

为了探讨和研究治理环境中重金属污染的有效途径,以香菇菌糠为吸附剂吸附混合重金属(Cr~(3+)、Cd~(2+)和Pb~(2+))溶液中的重金属离子,通过单因素试验研究吸附时间、p H值、投料量、重金属溶液初始浓度和菌糠粒径对吸附效果的影响。结果显示,对于混合的重金属离子溶液,在固定试验温度25℃和振摇速率200 r/min条件下,综合最佳吸附条件为:吸附时间60 min,p H4.0,投料量5 g/L,菌糠粒径小于0.5 mm。混合重金属溶液中,重金属离子之间存在竞争吸附。菌糠对3种重金属离子的吸附作用符合Lagergern准二级动力学模型;等温吸附模型中Cd~(2+)符合Langmuir吸附模型,Cr~(3+)和Pb~(2+)符合Freundlich吸附模型。在适当吸附条件下,香菇菌糠对混合重金属溶液中Cr~(3+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)都有较强的去除能力。     

天然矿物对重金属Pb2+的吸附性能研究

利用天然矿物吸附重金属Pb~(2+),研究吸附剂量、pH、反应时间对吸附效果的影响,对其吸附过程进行吸附等温线和吸附动力学拟合。结果表明,随着吸附剂量的不断提高,初始浓度为50 mg/L与100 mg/L的重金属Pb~(2+)的吸附去除率均不断提高,而其饱和吸附量逐渐下降,天然矿物对重金属Pb~(2+)的最大饱和吸附量为87.67 mg/g。酸性条件下天然矿物对重金属Pb~(2+)的吸附效果较低,而偏酸性环境吸附处理效果较好。天然矿物对Pb~(2+)的吸附去除率随反应时间的增加而不断增加。天然矿物对Pb~(2+)的吸附过程符合Freundlich吸附等温模型,且Pb~(2+)的吸附过程拟合结果更加符合准二级动力学模型。     

交联氨基淀粉吸附水中镉离子的影响因素研究

以双醛淀粉和乙二胺为原料制备了一种新型重金属吸附剂——交联氨基淀粉(CASt),采用单因素吸附实验系统考察了pH值、离子强度、吸附剂用量、反应时间和吸附初始浓度等因素对交联氨基淀粉吸附性能的影响。结果表明:在pH为6、温度为25℃、吸附剂投入量为0.6 g、反应时间为90 min、吸附初始浓度为100 mg/L时,交联氨基淀粉对模拟废水中Cd~(2+)的去除率达到92.46%。吸附过程可以用准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型进行模拟。由交联氨基淀粉吸附Cd~(2+)后的红外光谱(FTIR)图谱可以看出,交联氨基淀粉与Cd2+是通过配位作用结合的,氨基淀粉对Cd~(2+)的吸附属于化学吸附。     

不同原料和热解条件制备的生物炭的性质及其对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附效果

针对愈发严重的水体重金属污染,通过灌溉重金属流入农田严重影响农产品质量安全的问题,以南方区域农业废弃物水稻秸秆(RSC)、谷壳(RHC)和中药渣(HRC)为原料制备生物炭,研究不同原料、不同热解温度(300,500,700℃)、不同热解时间(2,3,4 h)条件下制备生物炭的理化性质及其对重金属Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附效果。结果表明,热解温度对生物炭的理化性质及其对重金属Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附效果存在显著影响,而热解时间对其无显著影响。生物炭的灰分含量、pH和P含量均随着热解温度的升高而显著增加,产率和N含量显著降低;生物炭对重金属Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附量和去除率随着热解温度的升高显著提高;生物炭对重金属Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附量与其本身的灰分含量、pH以及P含量存在显著的正相关性。3种原料制备的生物炭对重金属Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附效果由大到小总体表现为:RSC、RHC和HRC,且对Cd~(2+)的吸附效果大于Cu~(2+)。综合来看,热解温度为700℃时制备的RSC对Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附效果好,最大去除率分别达99.88%和99.14%。     

改性柿子废渣对重金属Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附性能研究

以实验室酿酒后得到的柿子废渣为原料,利用其主要成分纤维素和单宁制备生物吸附剂,并通过对生物吸附剂进行化学改性增加其吸附效率,对溶液中重金属Pb~(2+)和Cd~(2+)进行吸附行为研究。结果表明:烘干的柿子废渣对重金属中Pb~(2+)和Cd~(2+)存在吸附作用,并对其进行吸附等温线研究,得到吸附剂对Pb~(2+)与Cd~(2+)的饱和吸附容量为46.08和25.00mg/g,而经NaOH改性后的柿子废渣附剂对Pb~(2+)与Cd~(2+)的饱和吸附容量为106.75和46.54mg/g,改性后吸附容量约是改性前吸附容量的2倍多,说明改性后效果显著。研究表明,经改性后的生物吸附剂成本较低、绿色环保,具有很大的潜在开发价值,并实现废渣的二次利用,为柿子产品的综合开发利用提供了新的途径。     

加拿大一枝黄花生物炭对Cd2+的吸附特性及机理

以外来入侵种加拿大一枝黄花为原料,探究不同成分在不同热解温度下制得的生物炭的基本性质及其对水中Cd~(2+)的吸附能力、最优吸附工艺条件和吸附机制,以提高其资源化利用效率。结果表明:以茎叶混合作为原料在450℃下热解制得的加拿大一枝黄花生物炭(SCBC450)对Cd~(2+)吸附能力最优。正交结果显示,3种所选因素对生物炭吸附Cd~(2+)的影响程度依次为吸附质起始浓度pH温度;当pH=6、温度35℃、吸附质起始浓度50 mg·L~(-1)时,Cd~(2+)的吸附效率最高,可达(95.6±0.38)%。SCBC450对Cd~(2+)的吸附过程符合二级动力学模型,以化学吸附为主,且符合Langmuir等温吸附模型,最大理论吸附量达107.03 mg·g~(-1)。通过对生物炭吸附前后的XPS、FTIR和SEM-EDS分析可知,其对Cd~(2+)的吸附机制包括离子交换、络合反应、沉淀作用和物理吸附。因此,加拿大一枝黄花生物炭对Cd~(2+)的吸附具有极大的应用潜力。     

改性甘蔗渣吸附废水中低浓度Cd~(2+)和Cr~(3+)的研究

在微波作用下,用尿素改性甘蔗渣制备螯合型吸附剂.采用静态摇瓶实验,研究了改性甘蔗渣吸附低浓度Cd~(2+)和Cr~(3+)的影响因素、动力学和热力学特性.结果表明,吸附Cd~(2+)和Cr~(3+)的最佳pH分别为6和4;吸附平衡时间分别为2 h和12 h;温度时吸附的影响不显著.改性甘蔗渣吸附Cd~(2+)和Cr~(3+)的动力学过程可以用二级动力学模型描述;Cd~(2+)的等温吸附行为可以用Langmuir和Freundlich方程描述,Cr~(3+)的吸附行为可以用Langmuir方程描述,它们的饱和吸附量分别为12.38 mg/g,23.92 mg/g;吸附Cd~(2+)和Cr~(3+)的△H分别为-5.70 kJ/mol和33.36 kJ/mol,ΔS分别为-25.28 J/(mol·K)和165.47 J/(mol·K);在290-320 K时,吸附Cd~(2+)和Cr~(3+)的△G分别为-13.09～-13.77 kJ/mol和-15.05～-19.91 kJ/mol;改性甘蔗渣吸附Cd~(2+)和Cr~(3+)分别为自发进行的放热和吸热过程.通过对甘蔗渣改性前后、吸附重金属离子前后的红外光谱分析,改性渣吸附Cd~(2+)和Cr~(3+)起重要作用的基团是为酰胺官能团.

Abstract：

Under the irradiation of microwave,sugarcane bagasse was modified by urea to prepare a chelating adsorbent.The influencing factors of the adsorption of low-concentration Cd~(2+)and Cr~(3+)by modified sugarcane bagasse and its kinetic and thermodynamic characteristics were studied using static-state shaking experiment.The optimal pH values of the adsorption solutions for Cd~(2+)and Cr~(3+)were 6.0 and 4.0 and the equilibrium time for the adsorption of Cd~(2+)and Cr~(3+)were 2 h and 12 h,respectively,while temperature had no significant effect on adsorption.The adsorption processes for Cd~(2+)and Cr~(3+)by sugarcane bagasse can be described by the second kinetic equation,and the isothermal adsorption behavior for Cd~(2+)by Langmuir and Freundlich equations,while Langmuir equation can be used to describe the adsorption of Cr~(3+).The saturated adsorption quantities of Cd~(2+)and Cr~(3+) were 12.38 mg/g and 23.92 mg/g,the changes in enthalpy(△H)were -5.70 kJ/mol and 33.36 kJ/mol,and the changes in entropy(△S)were -25.28 J/(mol·K)and 165.47 J/(mol·K),respectively.When the temperature was in the range of 290 K to 320 K,the Gibbs free energies(G)of Cd~(2+)and Cr~(3+)were from -13.09 to -13.77 kJ/mol and from -15.05 to 19.91 kJ/mol,respectively,indicating that the adsorption is a spontaneous exothermic process for Cd~(2+)and a spontaneous endothermic process for Cr~(3+).Infrared spectroscopy showed that acylamide functional group plays an important role in the adsorption of the modified bagasse to Cd~(2+)and Cr~(3+).     

南四湖底泥耐铅菌株的分离鉴定及吸附特性

重金属污染土壤中的微生物对重金属有较强的耐受能力并能起到富集作用,是进行土壤净化的重要力量。分离鉴定南四湖底泥中的抗铅菌株,并且对其吸附特性进行研究。从南四湖底泥中采集土样,经过分离、培养,最终筛选出2株抗铅菌株。对所得菌株进行16S rDNA测序和序列相似性分析,鉴定其种属后对其Pb~(2+)质量吸附特性进行研究。结果:菌株1D、8A最大耐Pb~(2+)浓度分别为700 mg/L和600 mg/L。16S rDNA序列相似性分析表明,菌株1D、8A分别与蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)、彭氏变形杆菌(Proteus penneri)亲缘关系最近。经过吸附性能测试,菌株1D在35℃、pH值=5、Pb~(2+)质量浓度为100 mg/L、菌体投放量为30 g/L、转速为180 r/min、吸附时间为15 min时吸附效率最高;菌株8A在20℃、pH值=7、Pb~(2+)质量浓度为300 mg/L、菌体投放量为20 g/L、转速为180 r/min、吸附时间为5 min时吸附效率最高。此外,2株菌株对Zn~(2+)、Cu~(2+)、Co~(2+)和Fe~(2+)等重金属也有一定的耐受性。筛选到的菌株抗铅性能高、吸附性好,丰富了微生物修复的生物资源库,同时对于吸附特性的研究又可以为抗重金属菌株筛选提供参考。     

1株耐Cd细菌的分离、鉴定及其吸附特性研究

从长期受农药污染的土壤中分离筛选到1株可耐受重金属Cd的菌株,经形态观察、生理生化特性、16S rRNA基因序列和系统发育分析确定该菌株为路德维希肠杆菌(Enterobacter ludwigii),命名为EM1,为Cd污染水体及土壤的修复提供微生物菌株。在无机盐培养基中菌株EM1对Cd~(2+)的最适耐受质量浓度为50 mg/L,吸附Cd~(2+)的最适生长温度为35℃,最适pH值为6.0,在此条件下,其对Cd~(2+)的吸附率最大,为92%。电镜扫描结果表明,在吸附Cd~(2+)的过程中菌体表面分泌大量的胞外多聚物且菌体形态发生变化。红外光谱分析显示,Cd~(2+)胁迫条件下,菌体细胞壁结构并未发生变化,菌株吸附Cd~(2+)的过程主要与菌体表面的羟基、N-H、C-H、多糖中的C-O-C及酰胺基团有关。     

牛粪和核桃壳生物炭对水溶液中Cd2+和Zn2+的吸附研究

为有效去除水溶液中Cd~(2+)和Zn~(2+),以牛粪和核桃壳为原料,在不同热解温度下制取生物炭,采用等温吸附法和动力吸附法研究生物炭对水溶液中Cd~(2+)和Zn~(2+)的吸附效果和动力学特性,通过生物炭吸附前后的XRD和FTIR表征对比,探究其吸附机理。结果表明:生物质原材料的种类和热裂解温度是影响生物炭吸附效果的两大因素,牛粪生物炭比核桃壳生物炭吸附效果好,700℃制备的生物炭比300℃制备的生物炭吸附效果好;生物炭对Cd~(2+)和Zn~(2+)的吸附符合Langmuir方程;700℃制备的牛粪生物炭(DM700)对Cd~(2+)和Zn~(2+)的吸附性能最佳,饱和吸附量分别为117.5 mg·g~(-1)和59.4 mg·g~(-1),其吸附过程由快速吸附和慢速吸附两个阶段组成,符合准二级动力学方程;吸附机理主要是生物炭中的羟基和羧基与Cd~(2+)、Zn~(2+)间发生离子交换和络合反应,Cd~(2+)、Zn~(2+)被吸附后进一步生成CdCO_3和Zn_3(PO_4)_2沉淀。这说明,DM700具备作为水溶液中Cd~(2+)、Zn~(2+)吸附剂的潜力,本研究为生物炭去除水中重金属和土壤重金属污染的修复提供了理论依据与应用参考。