水热法改性粉煤灰去除矿山酸性废水中金属离子

矿山酸性废水污染是由开采矿山和废弃矿山的所产生的重要环境问题。本文利用廉价的粉煤灰通过水热法改性制备了沸石吸附剂,研究了不同pH值、接触时间和吸附剂加入量条件下,矿山废水中的重金属离子去除效果。结果表明：pH值是影响重金属离子去除的重要因素,pH值在为7时,其对Pb²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺去除率分别为100%、95.2%和95.8%;吸附剂对Cu²⁺的去除主要是由吸附和沉淀共同作用完成的,而Zn²⁺和Pb²⁺的去除主要依靠吸附作用。随着吸附剂加入量的增加,Pb²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺的吸附率也随之增加,其最优加入量分别为20、25和30 g·L^-1。当Pb²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺的吸附时间分别为20、40和50 min时,其去除率可分别可达94.2%、95.2%和98.2%。此外,还讨论了复合离子相互间强化和抑制作用。当3种离子同时存在时,其相互间的强化作用并不明显,但会呈现较显著的抑制作用。     

活性碳对培养基中植物生长调节物质的吸附作用

植物组织和细胞培养中经常使用活性碳(Johansson等1982,Fridborg和Eriksson 1975,Smith 1983,Steinitz和 Yahel 1982)。一般认为活性碳通过吸附而发生作用(Fridborg和Erik-sson 1975,Kohlenbach 和 Wernicke 1978,Martineau等1981)。但关于活性碳吸附何种     

乳酸菌对重金属吸附作用的研究进展

重金属污染是人们关注的食品安全问题热点之一,使用食品安全级乳酸菌吸附重金属成为了新的研究方向。本文在分析环境和食品中汞、镉、铅污染的来源及对人类危害的基础上,对微生物与重金属的相互作用进行介绍,重点归纳了乳酸菌作为重金属吸附剂的潜能,以及吸附重金属的作用机制和研究现状,为研发高效吸附重金属的乳酸菌吸附剂提供了可行性的思路。     

茶树根细胞壁对铅的吸附作用

以提取的水培茶树龙井43根细胞壁为供试材料,研究了茶树根细胞壁对Pb的吸附作用.结果表明:酸性条件下茶树根细胞壁对Pb的吸附量随着吸附液初始pH值的升高而增大,当初始pH值在2.0~4.5时Pb吸附量快速上升.在吸附液初始pH值为4.5的条件下,当吸附达到平衡时,随着吸附液Pb浓度的提高,茶树根细胞壁对Pb的吸附量增大,其吸附行为更适合用Freundlich吸附模型拟合.当达到吸附平衡时,根细胞壁的Pb吸附总量为9.7mg·g-1,当吸附时间达到320 min时根细胞壁对Pb的吸附量可以达到平衡吸附量的90%,从解吸动力学曲线来看,在60 min时Pb的解吸量可以达到平衡解吸量的50%,吸附、解吸动力学方程更适合用二级速率方程描述.根细胞壁分别经酯化、果胶酶改性、氨基甲基化改性处理后,其对Pb的累积吸附量与未改性处理相比分别降低了51.1%、41.3%和10.8%,表明根细胞壁上的-COOH、半乳糖醛酸多聚物果胶质及-NH2在一定程度上参与了Pb在茶树根细胞壁上的吸附.     

β-FeOOH改性蒙脱土对模拟酸性矿山废水中铜离子的吸附

用β-羟基氧化铁对蒙脱土进行改性制备β-羟基氧化铁改性蒙脱土(β-FeOOHMt)。用氮吸附程序升温脱附对β-FeOOH-Mt的结构进行了表征,并研究了β-FeOOH-Mt(3.5)对模拟酸性矿山废水中铜离子的吸附。结果发现:蒙脱土经改性后比表面积增加、孔容增大;β-FeOOH-Mt(3.5)对废水中Cu~(2+)有很强的吸附能力。在初始浓度为5～25 mg·L~(-1)范围内,β-FeOOH-Mt(3.5)用量为2～9 g·L~(-1),吸附20 min后Cu~(2+)的浓度均低于0.5 mg·L~(-1)。Langmuir等温方程能更好地描述吸附过程,吸附过程符合单分子吸附模型;动力学研究表明,吸附遵循拟二级吸附动力学方程,相关性很好。     

红树植物落叶碎屑对海水中多环芳烃的吸附作用

在实验室条件下,研究了海水中多环芳烃(PAHs)(含低分子量PAHs苊、菲和苊以及高分子量PAHs苯并[g,h,i]芘)浓度分别为40、400和4 000 μg·L-1时,红树植物秋茄(Kandelia candel)和白骨壤(Avicennia marina)不同分解状态落叶碎屑对PAHs的吸附作用.结果显示:在同等PAHs浓度下,秋茄和白骨壤落叶碎屑对4种PAHs的吸附总量相近,树种间或分解状态间的吸附差异不显著;随着PAHs浓度的增加,2种红树植物落叶碎屑对4种PAHs的吸附率均呈现逐渐增加的趋势;PAHs浓度较低时,落叶碎屑对(艹屈)和菲有较高的吸附率或选择性吸附,PAHs浓度较高时,落叶碎屑对苯并[g,h,i]芘吸附率提高.上述结果表明,不同分解状态下的红树植物落叶碎屑对海水中PAHs均有较强吸附能力,及时清除落叶碎屑,是去除海水中PAHs的有效途径之一.     

水稻中镉积累对粘虫的影响

水稻中重金属积累如何影响水稻害虫尚不清楚,本文拟探讨镉积累的水稻对粘虫Mythimna separata幼虫的影响。通过测定不同浓度氯化镉处理的水稻以及人工饲料对粘虫幼虫生长发育的影响,并进一步研究了氯化镉处理水稻中粘虫诱导的防御化合物含量的变化。研究表明水稻叶片中镉的积累导致粘虫幼虫生长减慢、死亡率上升。不同浓度镉处理可以显著提高粘虫诱导的酚胺类化合物对香豆酰腐胺、阿魏酰腐胺、肉桂酰腐胺以及阿魏酰胍丁胺的含量。不同浓度镉添加的人工饲料对粘虫幼虫的存活率无显著影响,而粘虫幼虫取食1 μM和10 μM氯化镉添加的人工饲料后体重反而高于取食未含镉的人工饲料。综上所述,镉积累提高了水稻中粘虫诱导的防御化合物的含量以及水稻对粘虫的抗性,研究结果有利于加深水稻与不同环境胁迫关系的认识。     

接种耐镉细菌对青葙吸收积累土壤中镉的影响

于广东省大宝山尾矿区发现1种镉含量较高的植物——青葙(Celosia argentea),将其幼苗种植于不同浓度的镉污染土壤中培养,研究其镉吸收特性。结果表明,青葙可耐受浓度为40 mg·kg-1以上的镉污染,且植株内镉含量随土壤镉浓度的增加而升高。通过在培养基中加入不同浓度的镉(Cd Cl2·2.5H2O),从镉超富集植物龙葵(Solanum nigrum)叶片中筛选到1株耐受镉浓度达200 mg·L-1的内生细菌DE5,经生理生化试验和16S r DNA序列分析,将其鉴定为争论贪噬菌(Variovorax paradoxu),Genbank登录号为KF051781。温室内设置盆栽试验,以灌根的方式接种DE5发酵液,通过对青葙株高、生物量及镉含量的测定,研究接种内生菌对青葙吸收镉的影响,结果表明,接菌处理的青葙根部干重相比于对照增加125.0%,地上部和全株的镉吸收总量分别增加81.7%和81.1%。研究表明,青葙是一种良好的镉污染土壤修复的植物资源,接种DE5能够强化青葙的镉吸收效果,其作用效果好于浇施螯合剂EDTA,具有一定的应用潜力。     

土壤中有效态镉与籽实中镉含量的关系

污水灌溉农田,在我国已有几十年的历史。未经处理的污水,长期灌溉农田,已造成各种污染物在土壤、作物中的累积。较为明显的是重金属镉对土壤、作物的污染。镉在生态系统中的迁移转化规律,土壤中全量镉与籽实中镉含量的关系,在国内外多有报道。本文主要通过盆栽试验水稻、大豆及污灌区的水稻来阐述土壤有效态镉与作物籽实中镉含量的关系。一、材料与方法1.土壤盆栽试验所需要的土壤,取材于沈阳市新民县胡台村,属非污染区草甸土,土体中游离碳酸钙全部淋     

海水中镉对牙鲆的生物有效性研究

采用暴露实验方法,研究了海水中镉在牙鲆内脏、肌肉、鳃组织内蓄积及在清洁海水中排放规律,以及海水中总有机碳（TOC）浓度对镉吸收的影响.结果表明,镉暴露浓度为0.5 mg·L^-1时,牙鲆各组织镉蓄积量随暴露时间增加而增大,第10天达吸收平衡,Cd蓄积量顺序为内脏（147.73 mg·kg^-1）>鳃（15.55 mg·kg^-1）>肌肉（4.578 mg·kg^-1）,表明内脏是重金属镉蓄积的主要部位.染毒13 d后,将牙鲆移入清洁海水中,结果表明,随排放时间增加,各组织镉蓄积量明显下降,排放至第15天时各组织镉排出率为内脏团（80.66%）>鳃（73.66%）>肌肉（56.84%）,表明受镉污染牙鲆经清洁海水排放后,有望达到食用标准.海水中TOC浓度对镉蓄积量有明显影响.随着TOC浓度升高,各组织内镉蓄积量明显下降,表明海水TOC能降低镉的生物有效性.     

活体微藻吸附水体中Cd2+的性能特征

【目的】藻类对重金属吸附和吸收是重金属进入食物链的重要渠道之一。研究活体微藻对水体中Cd~(2+)的吸附性能和吸附机理,旨在为Cd~(2+)等重金属离子进入水体后的去向及去除提供理论依据。【方法】选取地表水普遍存在的4种微藻:钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)、铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)和小球衣藻(Chlamydomonas microsphaera)作为试验材料,通过室内模拟实验,利用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)3种等温吸附模型,研究4种活体微藻对Cd~(2+)的吸附规律及吸附参数。【结果】4种微藻对水体Cd~(2+)吸附均可以用Langmuir、Freundlich和D-R模型描述,其中用Langmuir模型拟合钝顶螺旋藻、Freundlich模型拟合小球衣藻、D-R模型拟合铜绿微囊藻和四尾栅藻的吸附效果最佳。四尾栅藻对Cd~(2+)的吸附量最高,而钝顶螺旋藻对Cd~(2+)的吸附量最低,但与Cd~(2+)的亲和力最强,4种微藻吸附Cd~(2+)主要是以离子代换为主的化学吸附。【结论】微藻对Cd~(2+)均有较强的吸附能力,会引起以微藻为食的水生动物Cd~(2+)富集;微藻也是去除水体Cd~(2+)的潜在吸附剂原料。     

小球藻对水溶液中Zn2+、Cd2+的吸附

对小球藻生物吸附Zn^2 ,Cd^2 的影响因素进行了研究,发现小球藻对Zn^2 ,Cd^2 的生物吸附主要经历了快速的物理吸附和缓慢的化学吸附两个步骤;pH值是影响Zn^2 ,Cd^2 生物吸附的一个重要因素,pH值为6-7时,小球藻对Zn^2 ,Cd^2 的去除率较高,在实验条件下去除率可达87%以上;研究还表明,小球藻干粉比新鲜藻能富集更多的Zn^2 ,Cd^2 。用Freundlich方程模拟吸附等温线,拟合良好。     

微紫青霉菌Penicillium janthinellum菌株GXCR吸附废水中Cd2+的研究

研究了5种不同预处理方式对丝状真菌微紫青霉菌Penicillium janthinellum菌株 GXCR的Cd2+吸附的影响。结果表明,高温（80℃）、去离子水中的匀浆化、匀浆+碱化（NaOH,0.5mol/L）（简称匀浆碱化）和匀浆+30%二甲基亚砜处理均能提高菌体的吸附率,其中匀浆碱化处理后菌体的吸附效果最佳,吸附增量达到117.96%;匀浆+酸化（H2SO4, 0.5mol/L）处理则导致菌体的Cd2+吸附能力显著下降。匀浆碱化菌体吸附符合典型的Langmuir方程,表明该菌对Cd2+的吸附可能是以表面吸附为主的吸附行为。在吸附-解吸附循环4次后匀浆碱化菌体的Cd2+的吸附效率为58.01%。红外光谱分析显示匀浆碱化处理主要影响菌体表面分子的–OH和C=O基团,其中与Cd2+结合的主要基团是–OH。结果也表明,匀浆碱化菌体具有处理电镀废水的潜能。     

Cadmium-Resistance Plasmid Affected Cd+2 Uptake More Than Cd+2 Adsorption in Klebsiella oxytoca

A bacterial strain was isolated from Petra City Wastewater Treatment Plant. This isolate was identified as Klebsiella oxytoca based on 16S rDNA analysis. A single plasmid (> 23 kb) was detected in this strain and transformed into Esherichia coli JM83. The transformed E. coli cells exhibited elevated resistance to cadmium as compared to parental plasmid-free cells. The sodium dodecyl sulfate (SDS)-treated cells showed higher efficiency in plasmid curing than the ethidium bromide–treated cells. The ethidium bromide–cured cells grew only in a 10 μ g/ml Cd^{+ 2} minimal tolerable concentration, whereas the SDS-treated cells had no growth in any of the Cd concentrations tested (2, 5, 10, 20, 30, 40, and 50 ppm). Contrary to the Freundlich model, the Langmuir model gave a good fit to the Cd biosorption data by K. oxytoca cells. Plasmid curing caused 80%, 82%, and 70% inhibition in the Cd biosorption, adsorption, and uptake, respectively. Furthermore, the absence of lysine decarboxylase (LDC) activity in the cured strain strongly implies that the structural gene-encoding LDC in this bacterium is plasmid encoded. After curing of the plasmid, 100% of the antibiotic-resistant loci were observed as chromosomal encoded. All of the results shown above indicated that the Cd resistance is plasmid mediated.     

Rational evolution of Cd2+-specific DNAzymes with phosphorothioate modified cleavage junction and Cd2+ sensing

In vitro selection of RNA-cleaving DNAzymes is a powerful method for isolating metal-specific DNA. A few successful examples are known, but it is still difficult to target some thiophilic metals such as Cd²⁺ due to limited functional groups in DNA. While using modified bases expands the chemical functionality of DNA, a single phosphorothioate modification might boost its affinity for thiophilic metals without complicating the selection process or using bases that are not commercially available. In this work, the first such in vitro selection for Cd²⁺ is reported. After using a blocking DNA and negative selections to rationally direct the library outcome, a highly specific DNAzyme with only 12 nucleotides in the catalytic loop is isolated. This DNAzyme has a cleavage rate of 0.12 min⁻¹ with 10 μM Cd²⁺ at pH 6.0. The R_p form of the substrate is cleaved ∼100-fold faster than the S_p form. The DNAzyme is most active with Cd²⁺ and its selectivity against Zn²⁺ is over 100 000-fold. Its application in detecting Cd²⁺ is also demonstrated. The idea of introducing single modifications in the fixed region expands the scope of DNA/metal interactions with minimal perturbation of DNA structure and property.     

红球菌HX-2所产胞外多糖的特性和对Cu2+的吸附

【背景】目前,微生物所产胞外多糖(exopolysaccharide,EPS)的理化性质及其在重金属吸附中的应用受到了广泛关注。【目的】研究红球菌HX-2所产胞外多糖的理化性质,并探究其对重金属的吸附情况。【方法】使用离子交换和凝胶色谱分离法对胞外多糖粗品进行纯化;利用苯酚硫酸法测胞外多糖中糖含量;用Bradford试剂盒检测胞外多糖中蛋白含量;使用甲醇萃取法检测胞外多糖中脂质含量;用高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)法分析胞外多糖中单糖组成;用扫描电镜(scanningelectronmicroscopy,SEM)法观察多糖表面形态;通过等温吸附模型和动力学模型探究胞外多糖对重金属的吸附效果。【结果】测得胞外多糖主要成分EPS-G-1中总糖含量为78.43%,蛋白含量为8.31%,脂质含量为8.22%;纯化后胞外多糖中单糖组成为葡萄糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖醛酸和岩藻糖,质量比为27.31:26.67:24.83:15.85:4.80;通过等温吸附模型拟合得到HX-2所产胞外多糖对Cu~(2+)的最大吸附量为144.93 mg/g。【结论】红球菌HX-2所产胞外多糖对水体中Cu~(2+)具有良好的吸附作用,可用于工业废水中重金属离子的处理。     

Methylene blue adsorption properties of mechanochemistry modified coal fly ash

In this study, the adsorption properties of Methylene blue (MB) on fly ash were investigated. By mechanochemistry modification, two different fly ashes, including raw fly ash and high-energy ball milled fly ash were selected for the adsorption experiment. The physical and morphology properties after the milling process were analyzed using mercury intrusion porosimetry, scanning electron micrograph, X-ray diffraction, and Fourier transform infrared spectroscopy. The results showed that the milling process modification will enhance the MB adsorption capacity of fly ash, with the value of adsorption capacity increasing from 5.06 to 7.97 mg g^?1. The adsorption can be well described by the pseudo-second-order rate model. The results of this study indicated that the milled fly ash has the potential to be an attractive material for dye removal from aqueous solution. Meanwhile, some pollutants in fly ash should be considered before application.     

Composting of pulp and paper mill fly ash with wastewater treatment sludge

Wastewater treatment sludge and power boiler fly ash were combined and composted in mixed and static windrows 50 m long, 4 m high and 6 m wide. Moisture content was maintained above 50%. The final compost had a pH of 8.5, contained high concentrations of specific nutrients, and an average C:N ratio of 43:1. All metal, PCB, chlorophenol and PAH concentrations were below levels stipulated by local regulations. Over the first 8 weeks of the composting period dioxin concentration decreased by 45% to 41 pg/g TEQ. Leachate tests indicated minimal (<0.1 mg/l Cu and Pb; <50 mg/l Na, P, and SO₄⁻²) leaching of contaminants from the composted material. Application of compost (8 cubic yards/acre) at a sod farm improved soil characteristics as measured by a number of parameters. The dioxin concentration in the final soil/compost mixture was 3 pg/g TEQ, allowing the soil/compost mixture to be classified as agricultural soil. It was concluded that composting produced an acceptable soil conditioner attractive for large volume users of inexpensive soil material (sod farms, golf courses, land reclamation sites).     

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.