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重金属污染废水生物修复的影响因素

发布时间:2016-03-22 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:1124

影响微生物吸附的因素很多,受吸附剂、金属离子本身的物理化学性质以及各种操作的环境条件的影响,如pH值、光、温度、金属离子浓度和共存离子等,也取决于某些生理条件,如微生物细胞是活性或非活性。

一、pH值

金属离子溶液pH值是影响微生物吸附的重要因素,许多研究表明,在一定的pH范围内,吸附量随pH值的升高而增大。黄民生等用曲霉吸附铅离子和镐离子时发现,pH值从4.0升到5.5时,吸附量随pH值的升高而增大,而pH值提高到6.0以后,吸附量逐渐下降。pH值低时,微生物细胞壁上的各种基团被氢离子所占据,从而阻碍金属离子的吸附,且pH值越低,阻力越大。当pH增大时,会暴露出更多带负电荷的吸附基团,有利于金属离子吸附在细胞表面。pH值过高对金属吸附亦存在不利影响。当溶液pH值超过金属离子沉淀的上限时,溶液中的金属离子以氢氧化物的形式存在,微生物可吸附的游离金属离子减少,所以金属离子的吸附量急剧减少。

二、温度

过高或过低的温度都会使吸附量有所降低,但是总的来说,温度对微生物的吸附量的影响不如pH值那样明显。吴涓等研究了温度对白腐真菌吸附铅离子的影响,结果表明:28℃和35℃时的吸附率分别为95.62%和94.81%,40℃时的吸附率为82.49%,温度对吸附影响不大。黄民生等研究了温度对啤酒酵母吸附的影响,结果为温度在20-50℃范围内,随着温度的升高啤酒酵母吸附量有一定的增加。但由于升温会增加运行成本,因此在微生物吸附过程中不宜采用高温操作。

三、共存离子

当溶液中存在其他金属离子时,一般都会抑制主要金属离子的吸收。这是因为这些共存离子与主要离子竞争细胞上有限的带负电荷的基团,从而导致主要金属离子的吸附量的减少。例如吴涓等考察了铜、锌、镉三种离子对铅离子吸附能力的影响,结果发现这些共存离子的存在均使铅离子的吸附量下降。但也有例外,牛慧等的研究发现,非活性产黄青霉对铅离子的吸附受到镉、锌、铜、二价砷等离子的影响,其中镉离子、二价砷离子对铅离子的吸附影响很小,镉离子使铅离子的吸附量略有增加,锌离子则使铅离子的吸附量减少。

四、微生物吸附剂的预处理

微生物吸附剂的预处理:研究表明,对微生物吸附剂进行一些物理、化学的预处理,如用酸、碱浸泡或加热等方法,可以不同程度改变其吸附能力。吴涓等研究发现经过碱处理的白腐真菌吸附铅离子的能力大大提高,在0.lmol/L的NaOH溶液浸泡40min,吸附量可以达到23.66mg/g,明显大于未经碱处理的白腐真菌的吸附量(16.06mg/g)。认为碱处理可从细胞壁上除去无定形多糖,改变葡聚糖和甲壳质的结构,从而允许更多的Pb2+吸附在其表面。同时NaOH可溶解细胞上一些不利于吸附的杂质,暴露出细胞上更多的活性结合点,使吸附量增大。此外,碱处理使得细胞壁上的H+解离下来,导致负电性官能团增多,吸附量也会增大。黄民生等研究发现,经10%的甲醛、1%氯化汞和0.lmol/L的碳酸铵处理后,啤酒酵母对U的吸附效果明显增加;而经0.1%谷氨酸、0.1%天冬氨酸和0.lmol/L的EDTA和0.lmol/L的硝酸处理后,啤酒酵母对U的吸附效果明显降低。

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