多种藻类对As(Ⅲ)的耐受性及吸附研究

[目的]筛选到在自然条件下能有效去除水体中砷污染的微藻。[方法]以4种微型绿藻(小球藻Chlorella sp.(zfsaia)、Chlorellaminata、Chlorella vulgaris和羊角月牙藻Selenastrum capricormulum)为材料,选取6个不同浓度的As(III)(0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0mg/L)进行培养处理,以生物量、叶绿素a含量等生理指标研究这4种藻类对砷的耐受性及其吸附情况。[结果]小球藻Chlorella sp.(zf-saia)对砷的毒害有敏感性,当砷浓度超过10 mg/L时,其生长受到抑制,EC50值为17.32 mg/L;当砷浓度在0～20 mg/L范围内,羊角月牙藻Selenastrum capricormulum、小球藻Chlorella minata和Chlorella vulgaris生长不受影响,对砷具有较高的耐受性,24 h后,它们对砷的去除率分别达77.02%、72.18%和81.36%。[结论]该研究表明藻类在治理含砷废水和作为砷污染废水的指示性植物等方面具有良好的应用前景。     

不同纳米材料对As(Ⅲ)的吸附机制

为明确不同纳米材料对水中As(Ⅲ)的吸附效果和机制,筛选出经济有效的As污染吸附材料,采用批处理振荡平衡法,研究了多层氧化石墨烯(多层GO)、20 nm羟基磷灰石(P20)、40 nm羟基磷灰石(P40)以及纳米零价铁(n Fe)对As(Ⅲ)的吸附差异性。结果表明,不同纳米材料对As(Ⅲ)的吸附能力存在显著差异(P0.05),吸附容量的大小顺序为多层GO(17.4 mg·g~(-1))P20(2.74 mg·g~(-1))P40(2.17 mg·g~(-1))n Fe(0.976 mg·g~(-1))。其中,多层GO对As(Ⅲ)的吸附效果最好,其饱和吸附量是nFe的17.8倍。通过能量弥散X射线谱(EDS)、X-射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(FTIR)等对不同纳米材料吸附As(Ⅲ)前后进行分析,证实了多层GO的吸附机制是以单层化学吸附为主;P20、P40、nFe吸附机制为材料表面的聚沉吸附及含氧官能团与As(Ⅲ)发生络合等反应的吸附。实验结果表明多层GO可作为吸附材料用于As(Ⅲ)污染水体的修复。     

水铁矿对As(Ⅲ)的吸附性能的研究

以人工合成的水铁矿为吸附材料,研究水铁矿对三价砷离子的吸附特征,探索试验过程中吸附剂的添加量、温度、pH值等因素对吸附效果的影响.结果表明,用Langmuir和Freundlich方程都可以很好的拟合吸附量与三价砷初始浓度之间的关系,其相关系数均可达到显著水平;水铁矿对三价砷的去除率最高可达99.5％;35℃下的吸附量均比25℃大;水溶液的pH值对水铁矿吸附三价砷有很重要的影响,pH＜8时吸附量与吸附率随着pH上升而增加,pH=8时达到最大,pH＞8时,其吸附量与吸附率随pH上升而降低.     

不同亚铁矿物对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的表面吸附特征及机制比较研究

为探明稻田土壤还原条件下不同亚铁矿物对砷的修复潜力,本研究对比研究了磁铁矿、菱铁矿、黄铁矿三种亚铁矿物在不同 pH 条件下（pH 3.00、5.00、7.00）对 As（Ⅲ）、As（Ⅴ）的吸附特征,并以电位滴定法探究了导致三种亚铁矿物吸持 As（Ⅲ）、As（Ⅴ）能力差异的表面电荷性质。等温吸附平衡实验结果表明,Langmuir模型能较好描述三种亚铁矿物对As（Ⅲ）、As（Ⅴ）的吸附过程。弱酸条件（pH=5.00）下,亚铁矿物对As（Ⅲ）、As（Ⅴ）的吸附容量依次为：磁铁矿[As（Ⅲ）：23.38 mg·g^-1,As（Ⅴ）：71.33 mg·g^-1] >菱铁矿[As（Ⅲ）：11.63 mg·g^-1,As（Ⅴ）：21.69 mg·g^-1]>黄铁矿[As（Ⅲ）：10.72 mg·g^-1,As（Ⅴ）：7.75 mg·g^-1],在弱酸性（pH=5.00）条件下三种矿物中磁铁矿对As（Ⅲ）和As（Ⅴ）吸附容量最高。在中性（pH=7.00）条件下黄铁矿对As（Ⅲ）、菱铁矿对As（Ⅴ）吸附容量相对较高。供试pH条件下磁铁矿、菱铁矿对As（Ⅲ）的吸附强度较高,黄铁矿则对As（Ⅴ）的吸附强度较高。电位滴定实验测得亚铁矿物的电荷零点和总可变电荷量依次为：磁铁矿（pH 9.76;1.025 mol·g^-1）>菱铁矿（pH 7.52;0.240 mol·g^-1）>黄铁矿（pH 4.03;0.084 mol·g^-1）,表面活性位点密度依次为：黄铁矿（90.59 site·nm^-2）>菱铁矿（42.77 site·nm^-2）>磁铁矿（7.94 site·nm^-2）,亚铁矿物对As（Ⅲ）、As（Ⅴ）的吸附容量受溶液pH、总可变电荷量及其电荷零点影响。非专性吸附和专性吸附是磁铁矿和菱铁矿吸附As的主要方式,而黄铁矿则以专性吸附为主。研究表明,不同pH条件下不同亚铁矿物对稻田土壤砷的修复潜力不同,酸性条件下磁铁矿对As（Ⅲ）和As（Ⅴ）有较好修复潜力,中性条件下黄铁矿对As（Ⅲ）、菱铁矿对As（Ⅴ）有较好修复潜力。     

微量As(Ⅲ)在粘土矿物上的吸附模拟实验研究

在20℃充氮条件下,模拟无氧的中性水环境,研究了高岭石和蒙脱石两种粘土矿物对微量(≤200μg·L-1)三价砷的吸附动力学和等温吸附特征.结果表明,高岭石对As(Ⅲ)的吸附量大于蒙脱石,反应24 h后达到平衡,吸附动力学模型可用Freundlich方程描述,热力学行为遵循Langmuir和Freundlich吸附等温线,As(Ⅲ)在粘土矿物上的吸附机理可能是亚砷酸与粘土矿物的＞AIOH羟基位发生表面络合反应的化学专性吸附,高岭石的吸附速率、吸附能和最大吸附量均大于蒙脱石.     

载镧生物质炭吸附水体中As(Ⅴ)的过程与机制

将镧氧化物的纳米颗粒通过浸渍、负载、炭化等流程负载到以玉米秸秆为原材料制备的生物质炭(Biochar)表面,得到了对水体中As(Ⅴ)具有高效吸附性能的载镧生物炭(La-biochar).采用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线电子能谱(XPS)对制备所得La-biochar进行了表征,研究了吸附剂用量、接触时间、初始pH值和初始As(Ⅴ)浓度等因素对吸附过程的影响,同时探讨了吸附机制.结果表明:La-biochar对As(Ⅴ)的去除效率随着吸附剂量的增加而增加,最优吸附剂投加量为2.0 g·L^-1;La-biochar对As(Ⅴ)的吸附动力学过程数据遵循准二级吸附动力学方程,Langmuir吸附等温模型更适合描述La-biochar对As(Ⅴ)的吸附,并且吸附能力随着初始溶液pH值的增大而减小;La-biochar对As(Ⅴ)的吸附主要归结为复杂的离子交换过程.研究表明,La-biochar是一种高效的除砷吸附剂,具有一定的应用潜力.     

厌氧水稻土中水溶性As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的测定方法研究

针对现行土壤污染物环境标准和分析方法都是用总砷表示,而对水溶性砷研究较少的现状,选择蠕动注射方法添加还原剂KBH4-NaOH溶液,通过控制样品溶液pH,对As( )和As( )进行了分步还原,用硝酸银-聚乙烯醇-乙醇溶液作吸收液来吸收还原生成的AsH3,分光光度法在400nm波长下测定吸收液的吸光度,求算As( )和As( )含量。用这种方法对模拟环境砷污染水样和厌氧水稻土中As( )和As( )的测定进行了研究。结果表明,砷质量浓度为0～0.5mg/L时,吸光度和砷质量浓度符合朗伯-比尔定律,标准溶液测定的相对误差为-3.60%～2.20%,检测限为0.6μg;环境水样测定的As回收率为97.14%～103.4%,与Ag-DDC标准方法比较无显著差异;水稻土中总砷和As( )的回收率分别为98.36%～102.8%及56.02%～65.34%;对22种无机离子的干扰试验测定表明,在容许量内无干扰。     

锰氧化物对As(Ⅲ)的吸附和氧化研究

以土壤中常见的锰氧化物(水钠锰矿,δ-MnO2)为材料,通过批试验研究了其对溶液中As(Ⅲ)的吸附和氧化机制。研究结果表明:大部分加入的As(Ⅲ)(1.0mg/L)在反应的数分钟内就可被锰氧化物氧化,氧化产物As(Ⅴ)的释放速度相当快,但还原产物Mn(Ⅱ)的释放速度则相对较慢;在反应的90min内,当初始质量浓度为0.5、1.0、5.0、10.0和15.0mg/L时,As(Ⅲ)去除率可分别达到93.59%、92.56%、92.31%、89.15%和87.17%。pH对锰氧化物氧化As(Ⅲ)的影响较为显著,升高pH有利于锰氧化物对还原产物Mn(Ⅱ)的吸附,但不利于As(Ⅲ)的氧化和对氧化产物As(Ⅴ)的吸附。     

水稻幼苗对As(Ⅲ)胁迫差异响应的离子组学研究

重金属胁迫影响植物体内离子平衡,探究植物体离子网络应对胁迫环境的响应有助于挖掘有毒元素吸收和代谢的潜在机制。本研究以湖南省临武县9种主栽水稻品种为研究对象进行As(Ⅲ)胁迫处理,采用ICP-MS分析技术研究水稻幼苗茎叶和根部组织中离子组(P、K、Mg、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Cr、Co、Cd、Ba、Pb和Sr)响应不同As(Ⅲ)浓度胁迫的变化特征,进一步借助多元统计分析探明各组织离子组变化与As积累之间的关联。结果表明:水稻根部和茎叶组织As含量均随处理浓度增加而增加,且根部相比茎叶更容易积累As;Fe、Ba、Pb和Sr同样表现出根部含量高于茎叶的规律,营养元素(P、K、Mg、Ca和Mn)分布则呈现茎叶组织高于根部的特征,胁迫环境对水稻幼苗两个组织部位各元素分布的影响不同,说明As胁迫干扰水稻组织中离子的分配。聚类热图和主成分分析表明离子组在茎叶和根部出现分离,Mg、K、P、Mn、Ca、Cr、Co、Zn元素倾向于在茎叶富集,而Fe、Sr、Pb、Ba、Cu、As和Cd元素则倾向于在根系中富集。As胁迫处理后,水稻同一组织的元素之间存在多组显著相关性,As与Fe、Cu、Cd、B...     

三种微藻与苯酚的相互作用研究

[目的]研究小球藻、螺旋藻和斜生栅藻3种微藻与苯酚的相互作用。[方法]以小球藻、螺旋藻和斜生栅藻为藻种,人工模拟配置不同浓度苯酚的废水为受试水样,进行微藻与苯酚的相互作用研究。[结果]苯酚对小球藻的生长具有促进作用,而对螺旋藻和斜生栅藻均有一定的抑制作用,其中螺旋藻表现得更为敏感,当苯酚浓度高于200 mg/L时,螺旋藻死亡;小球藻、斜生栅藻对低浓度苯酚均有一定的去除能力,并随苯酚浓度增加其去除苯酚能力减弱。[结论]利用微藻处理低浓度含酚废水具有一定的应用价值。     

藻类对重金属生物吸附的研究

首先介绍了藻类的预处理方法,分析藻类吸附重金属的影响因素,然后进行了藻类作为生物吸附剂的热力学研究,阐述了藻类对重金属的吸附机理及微生物固定化技术,最后预测了藻类作为重金属生物吸附技术的发展趋势和应用前景.     

米根霉菌体对胰酶粉浸提液吸附脱色研究

[目的]研究1株米根霉菌体对胰酶粉浸提液中色素的生物吸附作用。[方法]分别考察菌体预处理、菌体添加量、菌球吸附粒径、溶液初始值、吸附时间、温度等对生物吸附脱色的影响。[结果]米根霉菌体对胰酶粉浸提液中色素的最佳脱色条件为：0.2 mol/L NaOH溶液热处理20 min,添加菌体量2%,菌体粒径0.6 mm,溶液初始pH值6.0,吸附脱色时间160 min、10℃,脱色率在89.5%以上,激肽原酶活性损耗小。[结论]米根霉菌体对胰酶粉浸提液脱色效果显著。     

串珠镰刀菌素对雏鸡毒性的研究

毒性研究表明,串珠镰刀菌素对１日龄公雏鸡的灌服ＬＤ５０为４．２９ｍｇ／ｋｇ。心电图分析发现,毒素能引心房颤动,心律不齐,心肌损伤和高血钾。用 串珠镰刀菌素１５３．９６ｍｇ／ｋｇ的日粮喂雏鸡,可引起１００％死亡;用含毒素２５．６６ｍｇ／ｋｇ的日粮喂雏鸡。     

壳寡糖及其复合聚合氯化铝絮凝微藻富集的研究

［目的］ 为了找到可以加速微藻富集的合适絮凝剂。［方法］ 制备了壳聚糖的降解产物壳寡糖,用于绿色巴夫藻（Pavlovaviridis Tseng, Chen et Zhang）和小球藻（Chloreiia spp.） 絮凝富集。［结果］ 终浓度为30 mg/L以上的壳寡糖溶液对2种藻类具有显著的促沉降效应。当壳寡糖与6 mg/L聚合氯化铝混合使用时,壳寡糖/聚合氯化铝促沉降效应明显提高。［结论］ 壳寡糖可以用于微藻大规模生产的采收。     

多氯联苯对2种微藻的急性毒性研究

[目的]研究多氯联苯对海洋浮游植物的急性毒性。[方法]选择珠江口海域赤潮优势种锥状斯氏藻和热带骨条藻进行多氯联苯急性毒性试验,研究其半效应浓度（EC50）,分析多氯联苯对其生长以及超氧化歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）的影响。[结果]多氯联苯对锥状斯氏藻、热带骨条藻生长有明显的抑制作用,对2种藻类的96 h半效应浓度（EC50）分别为0.103和0.009 mg/L。低浓度多氯联苯对2种微藻的SOD和CAT活性有诱导作用。当多氯联苯浓度超过一定阈值,酶活性下降;与锥状斯氏藻相比,热带骨条藻对多氯联苯暴露更敏感,耐受力较差。[结论]该研究为深入研究持久性污染物对海洋浮游植物的毒性效应提供了依据。     

琼脂培养基质条件下砷在水稻幼苗中的积累转运

[目的]研究砷（As）在水稻幼苗中的积累转运。[方法]利用琼脂培养基质模拟厌氧的湿地环境,在不同As浓度条件下对水稻幼苗进行培养。[结果]培养基质中的As对水稻根部干重没有显著影响,对地上部干重产生了显著抑制作用。低剂量的As可以促进部分水稻品种干物质的积累。水稻根系对As具有较强的吸收积累能力,As被根系吸收后多数被固定于根部,只有少量被转运至茎叶,二者呈极显著正相关关系。[结论]该结果为进一步研究As在水稻中的积累转运规律提供了重要的理论依据。     

富油微藻Monoraphidium sp.的分离及其油脂提取工艺研究

[目的]研究富油微藻的分离与筛选,探讨其油脂提取的最佳工艺条件。[方法]采用尼罗红荧光染料对分离自海南淡水水体的微藻进行初筛,得到油脂含量较高的Monoraphidium sp.,采用Bligh-Dyer超声法提取该微藻的油脂.以提取溶剂比例、超声功率、提取温度、提取时间为因子,通过单因子试验研究其对出油率的影响,并通过正交试验优化微藻油脂提取的工艺条件。[结果]Monoraphidiumsp经尼罗红染色后荧光强度高,表明该微藻富含油脂,具有作为能源微藻的潜力。正交试验表明,从Monoraphidium sp.提取油脂的最佳工艺条件为：溶剂氯仿、甲醇和水的比例为10∶10∶9,超声功率600 W、提取温度50℃、提取时间30 min。优化后的工艺条件与未优化的相比,该微藻出油率提高了29.01%。[结论]该研究为快速筛选富油微藻及Monoraphidium sp.的应用提供科学依据。