普通小球藻对复合重金属镉和铬的生物吸附及影响因素

【背景】微藻对重金属具有极强的耐受性,而且有较高的吸附率,是一种优良的生物吸附剂。【目的】探究环境因素对小球藻吸附镉离子(Cd²⁺)和铬离子(Cr³⁺)的影响。【方法】以普通小球藻（Chlorella vulgaris）在不同条件下对重金属离子的吸附率为基准,利用CdCl₂·2H₂O和CrCl₃·7H₂O提供重金属离子,根据不同处理下小球藻吸附率的变化情况探讨重金属离子浓度、p H和温度等环境因素对普通小球藻吸附Cd²⁺和Cr³⁺的影响。【结果】在温度为30°C、p H值为5.5、Cd²⁺和Cr³⁺浓度分别为0.4 mg/L和4.0 mg/L及生物量为0.59 g/L的条件下,普通小球藻对复合Cd²⁺和Cr³⁺吸附率达到最大,吸附率分别达到84.5%和75.2%,同时发现普通小球藻对Cd²⁺的吸附率大于C...     

细菌胞壁多糖对水体中低浓度Pb2+和Cd2+的吸附研究

室内模拟研究了长春市伊通河天然水环境中优势细菌胞壁多糖对Pb2+和Cd2+吸附,结果发现胞壁多糖对pb2+和Cd2+的吸附量分别在pH为4.5、5.0时最大;且均分为两个阶段,即当pH＜4.5,对Pb2+的吸附量与pH呈正相关,当pH＞4.5时,对Pb2+的吸附量与pH呈负相关;对Cd2+的吸附量在pH＜5.0时与pH呈正相关,在pH＞5.0时与pH呈负相关.温度对胞壁多糖吸附Pb2+和Cd2+影响不显著;吸附体系在8 h达到吸附平衡.共存Cd2+对胞壁多糖吸附Pb2+影响显著,而共存Pb2+对吸附Cd2+不显著.胞壁多糖对Pb2+和Cd2+吸附过程符合Iangmuir和Freundlich热力学等温方程;胞壁多糖吸附Pb2+和Cd2+的动力学过程分为快速阶段和慢速阶段,其中慢速阶段符合二级吸附速率动力学方程.     

耐性真菌HA吸附铅、锌的影响因素及吸附机理研

【目的】从铅锌矿区分离筛选出耐铅锌性菌株,并研究其吸附铅、锌的影响因素及吸附机理,为重金属污染微生物修复提供参考。【方法】以从铅锌矿区筛选出的耐铅锌真菌HA作为试验菌株,考察影响其对铅、锌去除能力的主要因素(初始浓度、pH、接种量),同时通过等温吸附模型、动力学分析及红外光谱分析探讨其相关的吸附机理。【结果】经鉴定,从矿区筛选的对Pb2+、Zn2+有较强耐性的菌株HA为米曲霉(Aspergillus oryzae);在初始铅、锌浓度的实验范围内(100-800mg/L),HA对铅、锌离子的去除率随着其初始浓度增加而减小,25h后HA的生长进入平稳期,且对铅、锌离子的去除率趋于稳定。当铅、锌初始浓度为100mg/L、pH为5.0时,HA对铅、锌离子的去除率均达到最高,分别为97.8%、54.1%;当HA接种量为1mL时,其对铅、锌去除率的增长率达到最大。HA对铅、锌的吸附过程满足Langmuir吸附模型,其吸附以单层吸附为主。在动态吸附过程中,HA对Pb2+、Zn2+离子吸附性能与准二级动力学吸附方程的拟合程度更高,且对Pb2+的吸附效果明显高于Zn2+。红外光谱分析表明,HA细胞中羟基、烷基、酰胺基、羰基、磷酸基等参与了Pb2+、Zn2+的吸附过程。【结论】HA是一株对铅、锌有较强吸附能力的真菌,其吸附铅、锌影响因素及吸附机理研究结果将为重金属污染微生物修复提供指导。     

一株重金属镉耐受小球藻的分离鉴定及其生长条件优化

以龙江河镉污染水体预留样本为实验材料,从中筛选得到一株重金属镉耐受藻株,经形态和分子生物学鉴定为小球藻属,命名为Chlorella sp.LQQ-1.实验从温度、pH、Cd2+、有机碳源及有机氮源等方面对该藻株生长条件进行优化,并考察其在最佳生长条件下对水体中Cd2+的去除效果.结果表明:该小球藻最适宜生长温度为30℃...     

有机酸对Pb、Cd的土壤化学行为和植株效应的影响

有机酸对Pb、Cd的络合作用将其对土壤吸附Pb、Cd的影响和植株效应差异的研究表明,柠檬酸、草酸与Pb、Cd络合能力的大小与重金属本身的性质有关,络合作用影响土壤对Pb、Cd的吸附量,柠檬酸降低土壤对Pb、Cd的吸附,草酸则增加土壤对Pb、Cd的吸附.水培试验表明,柠檬酸可减轻Pb对小麦、水稻幼苗的毒害.柠檬酸对Cd的植株外观毒性效应影响不显著,但能促使植株茎叶、根中Cd含量下降.Pb和Cd复合处理条件下,Cd存在促使水稻植株对Pb吸收量增加,Pb存在抑制水稻植株对Cd的吸收.     

小球藻生物富集锌、镉机制的研究

藻类对许多重金属具有较强的生物富集能力,小球藻（Chlorella spp.)分别在不同系列Zn^2 ,Cd^2 浓度下培养8d间隔2d,测定小球藻的生物量及Zn和Cd的含量。结果表明,小球藻随水体中Zn^2 和Cd^2 的浓度不同,在重重金属水体中暴露时间不同,具有不同的富集速率和能力。     

小球藻吸附水中Pb2+影响因素的初步研究

对小球藻生物吸附水中Pb2 + 的影响因素作了初步研究。实验表明 :在小球藻处于指数生长期和静止期时加入Pb2 + ,去除率达 6 0 %以上 ;当藻细胞密度一定时 ,随着Pb2 + 浓度的增加 ,Pb2 + 的去除率增大 ;当Pb2 + 浓度一定时 ,随着藻细胞密度的增加 ,小球藻对Pb2 + 的去除率增大 ,藻细胞密度为 1 2 9× 10 8个 /ml时 ,去除率可达 92 82 % ;加强光照可以促进小球藻对Pb2 + 的吸附 ;在pH值为 5～ 10的范围内 ,pH对Pb2 + 吸附影响不大 ,较佳的pH值在 7左右。实验最佳条件的去除率在 90 %以上 ,去除效果较好。     

小球藻对U(VI)的生物吸附特性

试验研究了小球藻吸附U(VI)的过程,探讨了吸附机理、吸附热力学和动力学.考查了pH值、时间、U(VI)的起始浓度和温度等对吸附的影响.研究表明,pH值对小球藻的吸附效果影响较大,小球藻吸附U(VI)的最佳pH值为6,最大吸附量为2.7mg/g,吸附在5min内基本达到平衡.小球藻对U(VI)的吸附量与其浓度的正相关;温度在20℃-30℃时,对铀的吸附影响不大.实验结果还表明,吸附过程符合准二级动力学方程,其相关系数达0.99,该吸附为多种反应同时作用的复杂过程.U(VI)在小球藻上的吸附行为可以很好地用Langmuir等温方程来描述.     

小球藻对U(VI)的生物吸附特性

试验研究了小球藻吸附U(VI)的过程, 探讨了吸附机理、吸附热力学和动力学。考查了pH值、时间、U(VI)的起始浓度和温度等对吸附的影响。研究表明, pH值对小球藻的吸附效果影响较大, 小球藻吸附U(VI)的最佳pH值为6, 最大吸附量为2.7 mg/g, 吸附在5 min内基本达到平衡。小球藻对U(VI)的吸附量与其浓度的正相关; 温度在20℃~30℃时, 对铀的吸附影响不大。实验结果还表明, 吸附过程符合准二级动力学方程, 其相关系数达0.99, 该吸附为多种反应同时作用的复杂过程。U(VI)在小球藻上的吸附行为可以很好地用Langmuir等温方程来描述。     

重金属铅离子(Pb2+)对两株螺旋藻生长影响的研究

以来自两个不同企业产业化的螺旋藻作为出发藻株A、藻株B,从生物量、藻胆蛋白、可溶性蛋白、半数致死浓度4个方面研究藻株对重金属铅离子(Pb2+)的耐受性,为解析耐受机理积累研究基础。实验结果表明,两株藻对Pb2+的耐受性存在明显差异,藻株B比藻株A对铅的耐受性强。藻株A:Pb2+浓度低于1 mg/L,促进其生长;Pb2+浓度为10～40 mg/L,对其无明显影响;Pb2+浓度大于50 mg/L时,抑制其生长;Pb2+浓度为100 mg/L,藻丝体降解死亡;96 h半数致死浓度(EC50)为61.66 mg/L。藻株B:Pb2+浓度低于20 mg/L,对其无明显影响;Pb2+浓度为20 mg/L,促进其生长;Pb2+浓度大于50 mg/L,抑制其生长;Pb2+浓度为100 mg/L,藻丝体降解死亡;96 h半数致死浓度(EC50)为72.44 mg/L。当Pb2+浓度为20 mg/L时,藻蓝蛋白(PC)和水溶性蛋白均具有较高的积累量,与其正常生长情况相似。     

沉水植物菹草在低温条件下对重金属Cu、Pb、Zn的吸附和富集

在10℃的较低温度条件下,研究了冬春季节生长旺盛的沉水植物菹草(Potamogeton crispus L.)对重金属离子Cu²⁺,Pb²⁺,Zn²⁺的生物吸附特征及解吸情况,对不同初始浓度重金属水体中的重金属离子去除率情况,以及在此过程中菹草各器官(叶、茎、根茎、根)对重金属离子的富集情况。结果表明,菹草对Cu²⁺,Zn²⁺的吸附在20 min内达到平衡,对Pb²⁺的吸附在50 min内达到平衡,吸附动力学结果符合伪二级动力学方程,决定系数分别达1,1,0.997 8。Freundlich等温线可较好地拟合菹草吸附Cu²⁺,Pb²⁺,Zn²⁺的过程,Cu²⁺,Pb²⁺,Zn²⁺的吸附容量分别达到66.900 6,26.543 0,30.371 8 mg·L^-1。以去离子水作洗脱剂,解吸液中3种重金属离子浓度均低于仪器检出限(0.01 mg·L^-1),解吸程度微弱。投放菹草后,随着初始处理浓度的升高,水体Cu²⁺的去除率先降低后升高,Pb²⁺的去除率的变化趋势与Cu²⁺类似。Zn²⁺去除率则随水体Zn²⁺初始浓度的升高而逐渐升高。菹草各器官对水体3种重金属离子的富集能力不同,排序为Cu²⁺＞Zn²⁺＞Pb²⁺。不同器官对同一种重金属离子的富集量差异显著,叶是富集重金属离子的主要器官。水体重金属离子的初始浓度会影响菹草各器官富集重金属离子的能力,一般随水体重金属初始浓度升高,菹草各器官的重金属离子富集量虽有不同程度的增加但富集系数持续减小。     

木瓜微粉及其对胆酸钠和重金属吸附特性研究

研究了吸附时间对木瓜微粉吸附胆酸钠的影响,并分别对金属混合液浓度、模拟人体胃肠环境的pH条件、木瓜粉的粒径对木瓜微粉吸附混合液中Cu2+、pb2+、Cd2+、Hg2+的能力进行分析,以明确木瓜微粉及其体外对胆酸钠、Cu2+、Pb2+、Cd2+、Hg2+的吸附特性.结果显示:(1)随粉碎时间的延长,微粉所占的比例增大,粒径分布更加均匀,粉碎过程中存在粉碎一团聚一再粉碎的动态变化.(2)木瓜微粉对胆酸钠的吸附随吸附时间的延长,吸附量显著增加,粗粉和粉碎10、60 min得到的微粉A、C在30 min内对胆酸钠(0.2%)吸附达到了平衡,粉碎30 min得到的微粉B在吸附60 min时对胆酸钠仍有显著的吸附能力.(3)在试验范围内,木瓜微粉B对Cu2+、Pb2+、Cd2+、Hg2+的最适吸附浓度分别为3.00、3.00、1.00、0.01 μg/mL.(4)在pH为7时对Cu2+、Pb2+、Cd2+、Hg2+的吸附率分别比pH为2时高出40.85%、21.07%、27.33%、66.38%.(5)不同粒径的木瓜粉对Cu2+的吸附率随粒径的减小而降低,对Hg2+的吸附率则增加,但对Pb2+和Cd2+的吸附率没有显著差异.研究表明,木瓜微粉在体外具有良好的吸附胆酸钠、Cu2+、Pb2+、Cd2+、Hg2+作用,可广泛用于食品和药品中.     

黏土矿物中重金属离子的吸附规律及竞争吸附

采用等温吸附法,研究了重金属铜、铅、镉、镍在膨润土中的吸附特征,发现膨润土对铜、铅的吸附明显强于镉、镍,吸附强度大小顺序为Pb2 >Cu2 >Ni2 >Cd2 。Langmuir和Freundlich方程对这4种金属离子等温吸附的拟合均呈极显著关系。Pb2 、Cd2 、Ni2 分别与Cu2 的双组分竞争吸附表明,黏土矿物对4种离子具有"选择性吸附"。在Pb2 、Ni2 、Cd2 的存在条件下,黏土矿物对Cu2 的吸附产生不同程度的下降;100mg/LCu2 对Pb2 的影响不大,但可完全抑制Ni2 、Cd2 的吸附。建立了IAS和LCA模型来预测Pb2 与Cu2 的双组分竞争吸附,并对LCA模型进行修正,提出了更符合实际情况的竞争吸附模型。文章最后用LCA修正模型对Pb2 与Cu2 的双组分竞争吸附进行了模拟。     

四种重金属对中国鲎(Tachypleus tridentatus)胚胎发育的影响

分析了不同离子浓度的Zn、Pb、Cu、Cd对中国鲎胚胎发育的影响.结果表明①4种金属离子浓度≤渔业水域水质标准浓度4倍时,对中国鲎胚胎发育无明显毒性效应;≥渔业水域水质标准浓度8倍时,Cd离子和Cu离子对中国鲎胚胎发育无明显影响,而Zn离子组Pb离子组胚体发育随离子浓度提高而卵径变小,发育速度下降;②浓度为1.6mg/L时,Zn和Pb离子组胚胎致畸率分别为44%和58%,Pb离子组胚体孵化率仅2.67%;③4种重金属对中国鲎胚胎发育的毒性效应表现为Pb＞Zn＞Cu=Cd;④中国鲎胚胎对重金属有蓄积作用,蓄积效应随金属种类不同而异.     

不同污染负荷土壤中镉和铅的吸附－解吸行为

采用一次平衡法,对3种不同污染负荷土壤Cd2 和Pb2 的吸附-解吸行为进行了比较.结果表明,低污染负荷土壤对Cd2 和Pb2 的吸附能力高于高污染负荷土壤.3种土壤对Cd2 的吸附等温线与Freundlich方程有较好的拟合性,Pb2 的等温吸附过程可用Langmuir方程与Freundlich方程来描述.双常数方程是描述这3种不同污染负荷土壤中Cd2 和Pb2 吸附动力学行为的最优模型,其次为Elovich方程,最差模型是一级动力学方程.Pb2 的解吸滞后现象较Cd2 明显.高污染负荷土壤的吸附态Cd2 、Pb2 解吸率高于低污染负荷土壤,Cd2 、Pb2 解吸量与其初始吸附量之间的关系符合二次幂方程.3种土壤Cd2 、Pb2 的解吸速率随重金属初始浓度的增加而增加,随解吸时间的延长而降低.     

产朊假丝酵母细胞和细胞壁对铜离子吸附条件的研究

观察温度和ｐＨ值对产朊假丝酵母细胞与分离纯化的细胞壁对铜离子吸附的影响,探讨细胞壁在酵母吸附重金属离子过程中的作用ｐＨ升高,细胞和细胞壁对铜离子的吸附能力都提高,吸附最适ｐＨ为６．０。温度升高可提高细胞和细胞壁的吸附能力,最适温度为５０℃。细胞壁是铜离子吸附的主要部位,细胞壁嵌合蛋白（３３×１０＾３蛋白）起重要作用。     

温度升高对高光强环境下蛋白核小球藻(Chlolorella pyrenoidosa)光能利用和生长的阻抑效应

以蛋白核小球藻（Cholorella pyrenoidosa）为实验材料,研究了温度变化对不同光照水平下蛋白核小球藻的光能利用和生长的影响,以明确光照强度对微藻的光能利用和生长的影响是否因温度不同而发生变化。实验中共设置了3个光照强度水平（50,150,300μmol·m^-2s^-1）和2个温度水平（15℃,25℃）。实验结果表明,不同光照水平下小球藻叶绿素荧光的非光化学淬灭（NPQ）大小与温度有关,光照强度为150,300μmol·m^-2s^-1时,温度升高使小球藻叶绿素荧光NPQ提高,并且光照强度越高小球藻叶绿素荧光NPQ增大越多,50μmol·m^-2s^-1光照强度下温度升高对叶绿素荧光NPQ没有影响。实验发现,25℃培养温度下小球藻的光合电子传递速率（ETR）随光照强度增高而上升的速率要低于15℃时小球藻ETR上升的速率;随着光照强度增高,温度升高使小球藻ETR降低程度增大。实验结果还表明,15℃时小球藻培养液叶绿素a浓度随光照强度升高而增高,300μmol·m^-2s^-1培养光强下具有最高的叶绿素a浓度。但在25℃时,光照强度升高叶绿素a浓度并不一定增高,300μmol·m^-2s^-1光照强度下的叶绿素a浓度比150μmol·m^-2s^-1光照强度下要低。本研究表明,温度升高增大了高光照水平下蛋白核小球藻对光能的热耗散,使光照增强对小球藻生长的促进作用减弱。由于温度升高对小球藻光能利用和生长的阻抑作用,小球藻生长的适宜光照水平因温度升高而降低。     

产朊假丝酵母细胞壁对铜离子吸附机理研究

比较了产朊假丝酵母细胞与分离纯化的细胞壁对铜离子吸附能力。观察铜离子浓度、温度和pH值对产朊假丝酵母吸附铜离子的影响,探讨细胞壁在酵母吸附重金属离子过程中的作用机理。结果表明,细胞壁是酵母吸附重金属离子的主要部位。细胞壁的蛋白酶酶解实验证明,对胰蛋白酶不敏感的细胞壁嵌合蛋白是铜离子吸附的主要位点。     

重金属对芝麻种子萌发及幼苗生长的影响

采用培养皿滤纸发芽法研究镉(Cd2+)、镍(Ni2+)、铬(Cr6+)、汞(Hg2+)、铅(Pb2+)等5种重金属离子对芝麻Sesamum indicum种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明,重金属离子胁迫对芝麻种子露白萌发影响较小,对胚根生长影响最大;随着重金属离子浓度增加,芝麻幼苗芽长、根长和鲜重减小;在Cd2+、Ni2+和Cr6+浓度20 mg·L-1,Hg2+浓度50 mg·L-1,Pb2+浓度100 mg·L-1时,芝麻种子萌发后胚根基本不生长,难以成苗,这些浓度可视为对应重金属离子对芝麻种子萌发毒害的致死浓度。综合比较,5种重金属离子对芝麻种子萌发及芽期幼苗生长的毒害程度依次为Ni2+ > Cr6+ > Cd2+ > Hg2+ > Pb2+。     

普通小球藻对不同浓度镉胁迫的生理应答

以普通小球藻(Chlorella vulgaris)为研究材料探讨不同镉浓度对小球藻生理生化特性的影响。研究结果表明: 在5—40 μmol/L的Cd2+胁迫下, 普通小球藻的蛋白质、多糖和叶绿素含量均表现为随着Cd2+浓度的增加呈现逐渐增加的趋势, 30 μmol/L略高于对照组后又逐渐降低; 小球藻细胞中SOD活性及过氧化氢(H₂O₂)含量表现出先增加后减弱的趋势, 35 μmol/L时达到最大; 而小球藻中MDA含量随着Cd2+浓度的升高一直增加。这说明在重金属镉胁迫下小球藻会通过不同的生理应答来维持自身的正常生长代谢。