自然水体生物膜胞外蛋白质吸附铅和镉的研究
湿地水环境中生物膜吸附铅、镉能力的研究
放 置 二 周 来 培 养 生物 膜 ， 片 在 水 面 下 水 平 状 态 垂 玻
直 放 置 。载 玻 片在 使 用 之 前 ， 载 玻 片 放 入盛 有 洗 将 涤 剂 的 水 中浸 泡 ２ ， 行 彻 底 洗 涤 并 用 二 次 去 离 ４ｈ 进 子 水 清 洗 ， 后 放 入 ６： （ ／ ） ０： 然 １ ｖｖ Ｈ２ ＨＮＯ ３溶 液 中 浸泡 处理 ２ ４小 时 。 用 二 次 去 离 子 水 重 新 清 洗 后 ，
中图分 类号 ： １２ Ｘ ３
文 献标 识码 ： Ａ
从环境化学角度来看， 自然 水 体 中 的生 物 膜 主
要 由金 属 氧 化 物 （ 氧 化 物 、 氧 化 物 和 铝 氧 化 物 铁 锰
１ 生长着 睡莲 、 角 、 子菜 、 尾藻 、 苇、 ～２ｍ， 菱 眼 狐 芦 香蒲 、 棱草 、 心草 、 葱 、 叶章等 水 生 植物 。 三 灯 水 小 本 文 选 择 保 护 区 内 生 长 着 典 型 水 生 植 物 的 湖 泡 一
在 水 中培 养 ２周 后 ， 插 有 载 玻 片 的 生物 膜 培 将
湿 地 水 环 境 中 生 物 膜 吸 附 铅 、 能 力 的 研 究 镉
李 鱼 ， 德 明 ， 修 艺， 菁 菁 ， 董 花 张 杨 帆 ， 立 民 邱
（ 林 大 学 环 境 与 资 源 学 院 ，吉 林 长 春 １ ０ ２ ） 吉 ３ ０ ３
摘 要 ： 用 向 海 自 然 保 护 区 不 同 类 型 湿 地 水 体 培 养 的 生 物 膜 进 行 了 铅 、 的 吸 附 实 验 ，结 果 表 明 ， 同 湿 地 水 环 利 镉 不
等 ） 有 机 质 组 成 … 。研 究 表 明， 物 膜 对 痕 量 重 和 生 金 属 在 水 环 境 中 的 迁 移 转 化 具 有 重 要 影 响 ， 对 膜 相 上 有 机 质而 言 ， 上 金 属 氧 化 物 在 影 响 生 物 膜 吸 附 膜 痕 量 重 金 属 方 面 起 主 导 作 用 Ｉ ｓ。 上 述 实 验 使 用 ｔ ］ － 的 生 物 膜 是 在 湖 水 、 水 、 水 等 自然 水 体 中 培 养 江 井 获 得 的 ， 地 水 环 境 中培 养 的 生物 膜 吸 附痕 量 重 金 湿 属 的实 验 还 未 见 报 道 。 因 此 ， 于 湿 地 水 环 境 来 对 说 ， 于 水 体 的 多 样 性 ， 究 湿 地 水 环 境 中 生 物 膜 由 研
活性污泥胞外聚合物吸附重金属效能与机制研究
活性污泥胞外聚合物吸附重金属效能与机制研究活性污泥胞外聚合物吸附重金属效能与机制研究摘要随着工农业的发展，环境中的重金属污染日益严重，对人类健康和生态环境产生了严重的影响。
活性污泥胞外聚合物是污水处理系统中重要的底泥组分，具有吸附重金属的潜力。
本研究通过实验室模拟和分析，探究了活性污泥胞外聚合物吸附重金属的效能和机制。
在实验中，通过采集污水处理厂中的活性污泥，经过离心沉淀和洗涤，获取了胞外聚合物样品。
然后，使用原子吸收光谱仪（AAS）对样品中的重金属离子（Cu2+，Zn2+，Cd2+和Pb2+）进行浓度分析。
实验结果显示，活性污泥胞外聚合物对重金属具有一定的吸附能力，不同金属离子的吸附量存在差异。
为了探究活性污泥胞外聚合物吸附重金属的机制，我们运用扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对吸附前后的样品进行了表征。
SEM结果显示，吸附前的胞外聚合物表面光滑，而吸附后出现了许多凹陷和孔洞，这表明重金属被吸附在了胞外聚合物的表面。
FTIR分析结果表明，吸附前后的胞外聚合物表面官能团发生了变化，并且在吸附后的样品中出现了重金属吸附的特征峰。
这些结果表明，活性污泥胞外聚合物吸附重金属是通过化学吸附和离子交换作用来实现的。
进一步的研究显示，吸附效能在一定程度上受到溶液pH 值、温度、重金属浓度和吸附时间的影响。
当pH值较低时，重金属离子的吸附量较低，而在酸性条件下，吸附效能较好。
温度升高会促进吸附过程的进行，但当温度过高时，活性污泥胞外聚合物的结构被破坏，导致吸附效能下降。
重金属浓度的增加会提高吸附效能，但当浓度过高时，胞外聚合物饱和现象会发生。
吸附时间的延长有利于提高吸附效能，但在一定时间后，吸附过程会趋于平衡。
综上所述，活性污泥胞外聚合物对重金属具有较好的吸附效能。
吸附过程主要通过化学吸附和离子交换作用来实现。
吸附效能受到pH值、温度、重金属浓度和吸附时间的影响。
这些研究结果对于污水处理系统中重金属的去除和资源化利用具有重要意义。
生物膜上铁锰氧化物的形态及其吸附机理研究
自然水体生物膜上铁锰氧化物的形态及其吸附机理研究简介除研究自然水体生物膜上铁、锰氧化物的形态及其吸附机理外，还对环境中其它固相介质如悬浮颗粒物、表层沉积物、土壤等吸附痕量重金属、有机污染物的吸附进行了初步的比较、分析，旨在完善、丰富自然水体生物膜上铁、锰氧化物的形态及其吸附机理，突出自然水体生物膜上铁、锰氧化物在控制水环境中痕量污染物的相对作用。
此外，还初步探讨了生物表面活性剂强化稠油污染土壤的微生物修复。
目录第一章自然水体生物膜主要组分吸附铅、镉的研究1.1自然水体生物膜及其在环境中的作用1.1.1影响生物膜形成的因素1.1.2自然水体生物膜的性质1.1.3自然水体生物膜在环境中的其它作用1.2自然水体生物膜对重金属的富集作用1.2.1生物膜上重金属含量分析1.2.2水环境中生物膜的富集作用1.3自然水体生物膜有机质测定方法的建立与评价1.3.1生物膜有机质分析方法的评价指标1.3.2自然水体生物膜的获取与前处理1.3.3生物膜上有机质TOC的测定1.3.4有机质标准曲线的绘制1.3.5生物膜样品的测定1.3.6生物膜上有机质分析方法的建立1.4自然水体生物膜上有机质COD与TOC之间的关系1.4.1自然水体生物膜上有机质COD的测定1.4.2自然水体生物膜上有机质TOC的测定1.4.3不同时间、水深生物膜上有机质COD/OC值与理论值的差异1.4.4培养时间、培养水深对生物膜上有机质COD与TOC关系的影响1.5自然水体生物膜上铁、锰氧化物的生长速率研究1.5.1生物膜上铁、锰氧化物含量分析1.5.2生物膜上铁、锰氧化物生长速率分析1.6水体季节性变化对生物膜上铁、锰氧化物的形成及吸附铅、镉能力的影响1.6.1生物膜上铁、锰氧化物含量分析1.6.2自然水体生物膜吸附铅、镉的热力学规律1.6.3生物膜吸附铅、镉的最大吸附量与膜上主要组分的相关性分析1.7水中颗粒物对生物膜上铁、锰氧化物及其吸附铅、镉的影响1.7.1湖水中颗粒物对生物膜上铁、锰氧化物含量的影响1.7.2含有不同粒径颗粒物的湖水培养的生物膜对铅、镉的吸附规律1.7.3湖水中的颗粒物与生物膜吸附铅、镉能力的关系1.8自然水体生物膜生长环境与其吸附铅、镉能力的关系1.8.1同一水体、不同水深培养的生物膜吸附铅、镉的热力学规律1.8.2同一水体、不同时间培养的生物膜吸附铅、镉的热力学规律1.9选择性化学萃取对自然水体生物膜上微生物的影响1.9.1选择性萃取前后生物膜上微生物的变化规律1.9.2选择性萃取剂对生物膜上微生物活性的影响1.9.3萃取前后生物膜上微生物量的变化与生物膜吸附重金属能力的关系1.10选择性萃取对沉积物非残渣态及粘土矿物结构及吸附特性的影响1.10.1沉积物样品的采集、萃取分离、表征及吸附1.10.2沉积物萃取前后物理性质的变化规律1.10.3沉积物萃取前后非残渣态及粘土矿物变化与其吸附重金属能力的关系参考文献第二章自然水体生物膜上重金属的形态及其吸附重金属的机理研究第三章湿地环境生物膜、表层沉积物及土壤吸附铅、镉能力异同的研究第四章自然水体多相介质中污染物的分布规律研究第五章生物表面活性剂强化稠油污染土壤微生物修复的研究精彩书摘第一章自然水体生物膜主要组分吸附铅、镉的研究1.1自然水体生物膜及其在环境中的作用自然水体生物膜存在于河流、湖泊、湿地环境中岩石、表层沉积物表面上，并由地球上不同种类的微生物组成（Headley等，1998）。
天然水中优势菌胞外聚合物及其中主要成分对铅的吸附
第25卷第1期应用化学Vol.25No.1 2008年1月 CH I N ESE JOURNAL OF APP L I E D CHE M I ST RY Jan.2008研究论文天然水中优势菌胞外聚合物及其中主要成分对铅的吸附苏春彦a,b 康春莉a3 郭 平a 董德明a(a吉林大学环境与资源学院 长春130023;b长春工业大学化学工程学院 长春)摘 要 研究了吉林省长春市南湖天然水环境中生物膜胞外聚合物及由其分离得到的胞外多糖和胞外蛋白对铅的吸附特性,讨论了时间、pH值、其它共存金属离子等对其吸附的影响;初步探讨了胞外多糖和胞外蛋白吸附铅的反应机理。
结果表明,3种吸附剂对铅的吸附量在pH=6时最大,分别为23164、1518和3148mg/g;吸附体系均在6h以后达到吸附平衡;共存金属离子镉对铅的吸附有影响。
胞外聚合物及其中的胞外多糖和胞外蛋白对铅的吸附过程符合Lang muir和Freundlich热力学方程。
胞外聚合物中胞外多糖对铅的吸附所作贡献大于胞外蛋白。
胞外蛋白的胺基、酰胺基,胞外多糖的羟基、酰胺基等是胞外聚合物吸附铅离子过程中起关键作用的化学基团。
关键词 优势菌,胞外聚合物,铅,吸附中图分类号:O652 文献标识码:A 文章编号:100020518(2008)0120001204近年来,关于天然水体生物膜吸附重金属的研究越来越受到人们的重视[1～3]。
生物膜普遍存在于河流、湖泊、湿地环境中岩石、表层沉积物、悬浮颗粒物的表面上,是一种稳定的由微生物细胞及其所分泌的胞外聚合物组成的复杂的微生态系统[4]。
生物膜可以去除废水中含量较低或传统方法不易去除的金属离子,还可以回收一些贵重金属。
胞外聚合物是微生物在特定环境条件下产生的高分子物质,其中有大量阴离子基团,对不同类型金属离子表现出强烈的亲和性[5],是生物膜中能有效吸附重金属离子的关键成分[6],而胞外多糖和胞外蛋白在胞外聚合物中所占比例很大,在一些生物膜中多糖组分可高达胞外物质总量的65%[7]。
水体重金属污染
重金属水污染治理方法
气浮法：气浮法是利用气泡的吸附作用进行固 液分离的一种方法。它的基本原理是:设法在水 中通入或产生大量微细气泡,使其附着在固体颗 粒上,由于比重减小而浮至水面,从而获得固液分 离效果。在水处理中用得较多的是压力式气浮 法。其主要原理是在加压情况下,在水中形成空 气过饱和溶液,然后减至常压,此时,溶于水中的 空气呈微细气泡释放出来,并与水中杂质粘附而 上浮。
电解：在外加电流的作用下，溶液中带正电荷 的正离子迁移到阴极，并与电子结合，变成中 性的元素或分子；带负电荷的负离子迁移到另 一电极(阳极)，给出电子，变成中性元素或分 子。例如对Cu2+、 Ag+、 Au+、 Cr3+ 等多种 重金属/贵金属都可以采用电解的方法。电解法 具有去除效率高、无二次污 染、所沉积的重金 属可回收利用等优点。
IV 类 0.05 1x10^-3 0.005 0.1 0.05
V类 0.1 1x10^-3 0.01环保部颁布的《重金属污染综合防治“十二五” 规划》以及之后的考核情况来看：
2014年规划实施总体情况良好，重点重金属污染 物排放量明显下降，项目实施进度加快，重点企业 环境管理进一步加强。
气浮法具有设备简单、占地面积小、开停方便、 适宜于间歇生产等优点,当欲处理的重金属氢氧 化物或碳酸盐过滤困难时尤为适宜。
重金属水污染治理方法
吸附法：吸附法是利用多孔性固体吸附剂来处理 废水的方法，一般来说材料便宜易得，成本低， 去除效果好而且不会产生二次污染。
天然水中优势菌胞外聚合物及其中主要成分对铅的吸附
通 讯联 系人： 康春莉 ， ， 女 博士 ， 教授， 士生 导师；Ｅ ｍ ｉ Ｋ ｎ ｃｕ ｌ０ ２ ６ ． ｏ 研究方 向： 博 － ａｌ ａｇｈ ｎｉ ０ ＠１３ ｃｉ ： ２ ｎ； 环境化学和环境分析化学
维普资讯
第２ ５卷 第 １ 期
应 用 化 学
ＣＨＩ Ｓ ＯＵＲＮＡＬ Ｏ Ｐ Ｉ Ｄ ＣＨＥ Ｓ ＲＹ ＮＥ Ｅ Ｊ Ｆ ＡＰ Ｌ Ｅ ＭＩＴ
Ｖｏ ． ５ Ｎｏ １ １２ ．
２０ ０ ８年 １ 月
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Ｊｎ２ ０ ａ ．０８
有大 量阴离 子基 团 ． 不 同类 型金 属 离 子表 现 出 强烈 的亲 和性 【 ， 生 物 膜 中能有 效 吸附 重 金属 离 子 对 是
的关键 成分 ｌ ， ６ 而胞 外多 糖 和胞外 蛋 白在 胞 外 聚合 物 中所 占 比例 很 大 ， 一 些 生 物膜 中多 糖 组 分可 高 ］ 在 达胞外 物质 总量 的 ６ ％ ＿ 因此研 究胞外 聚 合物对 重 金属 的 吸 附作用 ， 于 深入 了解水 环境 中重金 属 ５ Ｊ 对 的迁移 转化过 程 ， 进一 步揭 示天 然水 中生 物膜 吸附重 金属 的机 制具 有重 要意 义 。目前 ， 于 生物 膜 吸 附 关 重金属 和有机 物 的研究 已有 大量 报道 ， 但对 生物 膜 中 的胞外 聚 合物 主要 组 分 的分离 及 其 吸 附机 理 尚未
对铅 的吸 附特性 ， 了时间 、Ｈ值 、 讨论 ｐ 其它共存金属离子等对其吸附 的影响 ； 步探讨 了胞 外多糖和胞 外蛋白 初
微藻修复水体中重金属的机理
3.微藻修复水体中重金属的机理微藻修复水体中重金属的机理实为微藻对重金属的生物吸附。
3.1其主要过程：胞内的结合与沉淀胞外的吸收与转化1）微藻细胞内的金属络合物研究表明，重金属能诱导高等植物合成螯合重金属的蛋白，同超富集高等植物一样，金属硫蛋白（MT）、植物螯合肽（PC）等重金属结合蛋白也陆续在藻类中发现.藻类通过诱导产生金属络合物把有害的离子形式转变为无害的蛋白结合形式，从而能够耐受环境中的重金属。
（藻类中也含金属硫蛋白（MT）、植物螯合肽（PC）等重金属结合蛋白，将有害的离子形式转变为无害的蛋白结合形式，）2）胞外产物的吸附作用除了细胞壁的特殊结构外，藻类通常还会向周围水体中排泄或分泌大量有机物藻酸盐，藻类胞外产物主要由糖类、果胶质等大分子物质组成•与细胞壁内的有机物一样，该胞外产物也能络合金属离子，即通过与重金属形成缔合物或络合物，附着在群体细胞的胶质外鞘上被改变形态，使金属离子不能进入细胞内部，从而降低污水中游离态的重金属离子含量，实现解毒功能。
（藻类胞外产物：藻酸盐。
与重金属形成缔合物或络合物，附着在群体细胞的胶质外鞘上被改变形态，使金属离子不能进入细胞内部，从而降低污水中游离态的重金属离子含量。
藻酸盐是由B -D甘露糖醛酸(M)及a -L -古洛糖醛酸(G)两种酸性单糖无序排列的线型缩合高聚物。
其中所含的羟基、氨基、羧基等在络合中起重要作用。
COGHCa) 露糖醉残墓(M)HO(b) a-L^古洛糖醛酸残基(G))表面络合作用32物理化学作用:离子交换氧化还原微沉淀物理吸附1)微藻细胞结构与功能的相适应性：①藻类细胞壁是由纤维素、果胶质、藻酸铵岩藻多糖和聚半乳糖硫酸酯等多层微纤维组成的多孔结构(有利于物理吸附)，具有较大的表面积。
②细胞壁上的多糖、蛋白质、磷脂等多聚复合体给藻类提供了大量可以与金属离子结合的官能团（如氨基、硫基、巯基、羧基、羰基、咪唑基、磷酸根、硫酸根、酚、羟基、醛基和酰氨基等）这些官能团能合理排列在具有较大表面积的藻类细胞壁上，与金属离子充分接触.其中有些可以失去质子而带负电荷，靠静电引力吸附金属离子进行离子交换；有的带孤对电子，可与金属离子形成配位键而络合吸附金属离子。
蛋壳及蛋壳膜的重金属吸附性试验
科技与推广Science and Technology Promotion☆中国畜牧业蛋壳及蛋壳般的重金属吸附性试验文I张E珠（沈阳1：学院生命工程学院）水是生命的源泉，对人类的生命起着重要的作用。
水是人类赖以生存和发展的不可或缺的最重要的物质资源之一，然而随着社会的进步以及T.业的快速发展.重金属已经悄无声息地进入我们的生活.渗透到生活的各个部分，当然也包括我们赖以生存的水源重金属非常难以被生物降解，相反却能在食物链的生物放大作用下，成千上万地富集，最后进入人体重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用，使有益酶失去活性，也可能在人体的某些器官中累积，造成慢性中毒：而蛋壳和蛋壳膜作为禽蛋类产品的副产物，具有较好的透气性和吸附性，可以作为大多数重金属的吸附剂，用于金属的回收和水污染的控制等方面。
蛋壳的概述：鸡蛋壳主要成分为CaCO3,其含量占有94%左右，另外含有碳酸镁、磷酸镁、磷酸钙及一些冇机物（3.5%~4.0%）,还有较多的铁元素鸡蛋壳作为一种固体废料，本身就是一种钙含量很高的多孔物质，具有较大的比表面积和良好的气相和液相吸附功能，其吸附功能主要是由其高碳酸钙成分和多层微孔结构决定”蛋壳膜的概述：蛋壳膜是禽蛋类产品的副产物，根据统计数据显示，每年世界禽蛋的产量约为5700万吨.如果按蛋壳占蛋重的11%,蛋壳 膜占蛋壳重的5%来计算的话，那么 每年蛋壳的产量约为640万吨，其中蛋壳膜就有30余万吨。
蛋壳膜是位于蛋壳与蛋清之间，是由高度交联的蛋白纤维和生物分子组成的多孔生物膜，蛋壳膜含有70%的有机质，10%的无机物，20%的水分，有机质中90%为蛋白质，少量为脂质和糖类：鸡蛋壳内膜作为一种半透性亲水的生物膜，具有良好的透气性、保湿性以及吸附性质常见的吸附剂大多不具有专一性，对水中所有成分都有吸附作用，不能分离和分析水中某种金属，故我们可以利用蛋壳膜的生物吸附性来吸附水中的一些重金属。
一、蛋壳及蛋壳膜吸附性质的研究1.蛋壳及蛋壳膜对水中镉的吸附赵艳芳、朱国强等人用蛋壳膜负载双硫踪吸附富集一火焰原子吸收光谱法测定饮用水中镉含量，通过静态吸附和洗脱试验，用盐酸或氢氧化钠溶液调节水样的酸度。
重金属镉、铅胁迫对茭白生长发育的影响
重金属镉、铅胁迫对茭白生长发育的影响一、内容综述重金属镉（Cd）和铅（Pb）是环境中常见的两类污染物，它们对水生生态系统和土壤生态环境都造成了严重的破坏。
这些重金属在植物体内的积累不仅影响植物的生理生化过程，还进一步对周边环境和人类健康产生影响。
茭白（Zizania latifolia），作为一种常见的湿地植物，其独特的生长习性和耐受性使其成为研究重金属毒害的理想模式植物。
众多研究表明，镉和铅胁迫会对茭白的生长发育产生显著影响。
本文综述了近年来关于镉、铅胁迫对茭白生长发育影响的研究进展，主要内容包括：镉铅在茭白中的积累与分布：研究发现，镉和铅在茭白体内的积累与分布具有一定的规律，不同组织器官中重金属含量存在差异。
镉铅对茭白种子萌发和幼苗生长的影响：镉和铅污染导致茭白种子萌发率降低，幼苗生长缓慢，甚至死亡。
镉铅对茭白生理特性的影响：重金属胁迫下，茭白叶片叶绿素含量下降，光合作用减弱，呼吸作用增强；淀粉和蛋白质等营养物质含量发生改变，细胞衰老加速。
镉铅对茭白抗逆性的影响：部分研究表明，适量的镉、铅暴露可以刺激茭白产生一定的抗氧化酶系统，提高其抗逆能力。
镉铅对茭白体内激素和安全激素水平的影响：研究发现，镉铅污染可能干扰茭白体内激素如生长素、赤霉素、脱落酸等的合成和代谢，进而影响植物生长发育。
解毒技术应用于镉铅污染茭白的修复：当前已有不少研究者探究了如何通过植物修复技术提高茭白对镉、铅的耐受性及去除效率，如基因工程、微生物降解等技术手段。
本文将从这些方面对重金属镉、铅胁迫对茭白生长发育的影响进行深入探讨，以期为今后利用生物技术修复重金属污染提供理论依据和实践方法。
1. 镉、铅的地球化学特性与环境污染现状镉（Cd）和铅（Pb）作为典型的重金属元素，其地球化学特性使其在环境中广泛存在。
镉是一种地球化学性质高度活动的过渡金属，它在地壳中的丰度较低，但在某些岩石、土壤和沉积物中却有较高的丰度。
由于其在水溶液中易形成络合物，使得镉在环境保护和生态系统健康方面成为一个严重的潜在风险因素。
自然水体多相体系中重金属离子在生物膜上的竞争吸附
自 然 水 体 多 相 体 系 中 重 金 属 离 子 在 生 物 膜 上 的 竞 争 吸 附
董会军，黄俊晰，李 蜚，王泳璇 长春 130 0 12 ） （吉林大学环境与资源学院， 吉林
� � � � � � � � � � � � � � C A C B � � � � � � � � D ON G H - ，H UA N G J - ，L IF ， W A N G Y � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � （ � � C E � � � � R ， J U ， J P ， C 13 00 12 ， C ）
摘要： 在实验室中模拟松花江水体， 研究了在表层沉积物和悬浮颗粒物存在的条件下， 铅� 镉和铜 3 种重金属离子在生物膜上竞争吸附的热力学规律� 对重金属在自然水体多相体 系中的迁移规律进行了探究， 以期为重金属污染的治理提供理论依据 � 关键词： 多相体系； 生物膜； 重金属离子; 吸附; 竞争
近年来，淡水资源受到了严重的污染，大量
的吸附量较低 �在多相体系中，铜的吸附量有明 显的下降，且易受其他金属的影响� 说明生物膜 与铜的亲和力可能小于其他两种固相物质和铜之 间的亲和力，从而导致了铜在生物膜上的竞争吸 附中竞争能力降低 �
的吸附量高于铅与镉共存时的吸附量，这可能由 � 综上所述，并进行整体分析可知： （） 在重金 于铜与镉之间的干扰作用减弱了镉对铅的吸附的 属初始浓度相同的条件下，与生物膜单独存在相
论文专辑 � � ��� 年 中国环境管理
月
� 物 � 沉积物 � 生物膜都主要以金属氧化物 （ 铁 � 低于其他 种条件下的吸附量，这可能是由于在 锰和铝氧化物等 ） 和有机质为主要成分，这些组 分在对重金属等污染物质的吸附作用中都起到了 决定性的作用 � 种重金属在生物膜上的竞争吸附 单相和多相体系中铅的吸附规律 由绘制的在生物膜单独存在时对铅的吸附等 温线图可知， 种金属同时存在时，生物膜对铅 多相体系中生物膜对铅的选择性优于铜，而铜与 其他 种固相的亲和性强于生物膜，从而导致铜
重金属对斑马鱼的毒性效应及作用机制研究
重金属对斑马鱼的毒性效应及作用机制研究一、概述重金属，如铅、汞、镉、铬等，是环境污染物中的一类重要成分，其广泛存在于工业废水、汽车尾气、农药使用等环境中。
这些重金属具有不易降解、生物累积性强等特性，对生态环境和生物健康构成了严重威胁。
斑马鱼作为一种重要的水生生物模型，因其繁殖周期短、基因组小、易于饲养和观察等特点，在环境毒理学研究中被广泛应用。
近年来，随着环境问题的日益突出，重金属对斑马鱼的毒性效应及作用机制成为了环境科学、生态学、生物学等多个领域的研究热点。
重金属对斑马鱼的毒性效应主要表现在生长发育、繁殖、行为、生理机能等多个方面。
研究表明，重金属暴露会导致斑马鱼生长迟缓、体长减小、繁殖力下降等现象。
同时，重金属还会影响斑马鱼的行为，如游泳速度、逃避反应等。
在生理机能方面，重金属会导致斑马鱼氧化应激、免疫抑制、基因表达异常等。
重金属对斑马鱼的毒性作用机制十分复杂，主要涉及重金属在斑马鱼体内的吸收、分布、转化和排泄等过程。
重金属进入斑马鱼体内后，会通过食物链、水体等途径进入体内，与蛋白质、核酸等生物大分子结合，导致生物大分子结构和功能的改变。
重金属还会干扰斑马鱼体内的信号传导、基因表达等生物学过程，进而引发一系列毒性效应。
深入研究重金属对斑马鱼的毒性效应及作用机制，对于评估重金属对水生生态系统的影响、制定环境保护措施、推动环境科学的发展具有重要意义。
本文将围绕重金属对斑马鱼的毒性效应及作用机制展开研究，以期为相关领域的研究提供理论支持和实践指导。
1. 斑马鱼作为生物毒性测试模型的优势斑马鱼（Danio rerio）作为生物毒性测试模型，在环境毒理学领域具有显著的优势。
斑马鱼生命周期短，繁殖速度快，便于进行大规模实验。
成年斑马鱼在适宜条件下可以每日产卵，每对成年斑马鱼每周可产卵数百枚，这为毒性测试提供了充足的研究材料。
斑马鱼胚胎透明，便于观察胚胎发育过程中的毒性效应。
在重金属暴露实验中，可以通过显微镜直接观察胚胎发育异常，如心率变化、脊柱弯曲等，这些直观的观察结果有助于评估重金属的毒性。
微生物处理重金属
近年来由于工业的迅速发展，人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多，造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤环境，引起严重的环境污染。
环境中的重金属具有长期性和非移动性等特性，对生物和人类产生了不利影响。
一、重金属污染的来源重金属污染的来源主要来源于采矿和冶炼，化石燃料的燃烧，工业排放的废气、废水、废渣等。
重金属随"三废"排放到环境中所造成的污染称为重金属污染。
排放重金属的行业和企业就是重金属污染源。
目前已有的除去重金属的技术为：1．场外修复方法：将土壤进行转移，再进行金属离子的去除。
缺点是花费高，过程较复杂，设备及技术要求高。
2．生物修复：利用生物对环境中的污染物进行降解，花费较少，对技术及设备要求不高，因而愈来愈受到人们的关注。
这主要指微生物修复技术，降低重金属的毒性，或积累在菌体内使之得到固定，但不能将重金属降解而去除。
（一）水体中的重金属污染1．自然状态水体中重金属的含量取决于土壤、岩石的相互作用，含量很低，无危害。
2．人为因素工业废水、未经适当处理的生活污水、污染土壤和废弃物堆置场受流水作用、富含重金属的大气沉降物的输入等。
3．污染物排放源集中在大、中城市。
4．危害途径直接饮水、食用被污水灌溉过的蔬菜粮食等。
水体重金属污染的传统处理方法包括：化学沉淀法、离子交换法、活性炭及硅胶吸附法、电化学法及膜分离法等。
但对于较低浓度的重金属离子废水处理效果不明显，操作费用和原材料成本相对较高，且存在二次污染，对大面积水域更受限制。
近年来，生物修复技术得到了广泛应用，取得了较理想的结果。
而生物修复重金属污染国内外研究较少，有湿地水环境中采集的生物膜吸附铅、镉的特性、微生物吸附剂对重金属的吸附特性，氧化亚铁硫杆菌对污泥中重金属生物淋滤的效果等。
其实微生物吸附重金属的材料来源广泛，包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物等在内的一大类生物群体，它们个体微小，却与人类生活密切相关。
淡水生物膜上铅和镉解吸的动力学特征
１ １ 生 物膜 的培 养 和 铅 、镉 的 吸 附 选 取 长春 净 月 潭 作 为 培 养 生 物 膜 的水 体 ，用 玻 载 生 物 膜 培 ．
养 装 置 培 养 生 物 膜 （ 养 １ ，平 均水 温 ２ Ｃ） 培 ４ｄ ０‘ ［ ，将 培 养 好 的生 物 膜 尽 快 转 移 至 实 验 室 （ 载 生 物 膜 玻 培 养 装 置 浸 没 在装 有 潭 水 容 器 中 ） ． 各 取 ４片 培 养 好 的 带 有 生 物 膜 的 载 玻 片 ，用 微 量 矿 物 盐 溶 液 （ ｎｍａ ｍｉｅａ ａｔ，ＭＭＳ） 洗 Ｍｉｉ ｌ ｎ ｒｌ ｌ ｓ ｓ 润
入 玻 载 生 物 膜 萃 取 装 置 （ 萃 取 单 元 加 入 ２ ５ ＨＮＯ。 液 ） ］ 动 处 理 ２ ，用 ＷＹＸ一０ ４ 每 ５ｍＬ １ 溶 ［ ，摇 ６ ４ｈ ９ ０ 型 原 子 吸 收 分 光 光 度 计 （ 阳 仪 通 仪 器 有 限 公 司 ） 溶 液 中 铅 、镉 的 浓 度 ，以其 计 算 被 生 物 膜 吸 附 的 沈 测
铅 、镉 的量 ，并 测 溶 液 中铁 、锰 的 含 量 ．
Байду номын сангаас
１ ２ 膜 上 铅 、镉 的 解 吸 ．
各 取 ３片 吸 附有 铅 、镉 的 载 玻 片 ２组 ，用 ＭＭＳ溶 液 润 洗 后 ，放 在 聚丙
烯 架 上 ，分 别浸 入 盛 有 ８ ０ｍＬ 的 ＭＭＳ溶 液 ，吸 附 实 验 条 件 下 ，每 隔 一 定 时 间 取样 （ 品数 ：， １ ） ０ 样 ｚ ４， 一 进 行 膜 上 被 吸附 铅 、镉 的解 吸 动 力 学 实 验 ，用 Ｗ ＹＸ一０ ４型 原 子 吸 收 分 光 光 度 计 （ＭＬ一 ９０ Ｓ Ⅲ型 石 墨 炉 ，
生物膜胞外聚合物的提取及其对重金属的吸附机制
生物膜胞外聚合物的提取及其对重金属的吸附机制随着工业化进程的加快和人类生活水平的提高，重金属污染问题日益严重。
传统的重金属污染治理方法存在着高成本、难以实现资源化利用等问题。
而生物膜胞外聚合物（EPS）作为一种能够高效吸附重金属的生物材料，具有广阔的应用前景。
本文将介绍EPS的提取方法及其对重金属的吸附机制。
2.EPS的提取方法EPS是一种存在于生物膜表面和周围环境中的聚合物，其提取方法可以分为物理法、化学法和生物法三种。
2.1 物理法物理法主要是通过离心、超滤、凝胶渗透等方法，将EPS从生物膜中分离出来。
这种方法简单易行，但提取效率较低。
2.2 化学法化学法主要是利用化学试剂提取EPS。
如使用酸、碱、有机溶剂等，在一定的温度和时间条件下，可以将EPS从生物膜中溶解出来。
这种方法提取效率较高，但需要注意试剂对EPS的影响，避免产生污染。
2.3 生物法生物法是利用微生物分泌的EPS进行提取。
通过培养微生物，收集其分泌的EPS。
这种方法对环境友好，但提取效率较低。
3.EPS对重金属的吸附机制EPS作为一种多功能的生物材料，可以通过不同的机制吸附重金属，主要包括静电作用、络合作用、离子交换作用和共价键作用等。
3.1 静电作用EPS表面带有一定的电荷，当重金属离子在其周围时，会形成一定的电场，使重金属离子与EPS表面产生相互作用，从而实现吸附。
3.2 络合作用EPS中的功能基团具有与重金属离子形成络合物的能力。
例如，羧基、羟基等官能团可以与Cu2+、Pb2+等重金属离子形成络合物，实现吸附。
3.3 离子交换作用EPS中的阴离子官能团可以与重金属离子形成离子对，实现离子交换作用。
例如，硫酸酯基可以与Cd2+、Ni2+等重金属离子发生离子交换。
3.4 共价键作用EPS中的一些官能团可以与重金属离子形成共价键结构，实现吸附。
例如，硫酸酯基可以与Hg2+形成共价键结构。
4.结论EPS作为一种高效吸附重金属的生物材料，具有广泛的应用前景。
酵母对重金属污染的适应性机制研究
酵母对重金属污染的适应性机制研究酵母是一种单细胞真菌，广泛存在于自然界和生物体内。
它们是工业上产酒、面包和啤酒等的基本菌种，也是研究基因和蛋白质合成等生物化学过程的理想模型。
然而，随着人类活动对环境的破坏，地球上出现了越来越多的重金属污染。
这些重金属对酵母及其他微生物的生长和代谢产生了不利影响。
为应对这种环境压力，酵母逐渐产生了适应性机制，并能够在一定程度上抵御重金属污染带来的危害。
一、酵母和重金属污染重金属是指比铁要重的一类金属元素，包括铜、铅、汞、镉、锌等。
它们具有强烈的毒性，在土壤和水体中有毒浓度时，会对人类及其他生物造成极大的健康风险和环境危害。
同时，重金属也会对微生物的生长和代谢造成重大影响。
酵母是一种单细胞真菌，天然存在于环境中，也广泛应用于酿酒、面包等工业生产和科学研究中。
然而，随着人类活动对环境的破坏，重金属逐渐污染了大部分土壤和水体，使得酵母的生长和代谢受到了极大的威胁。
在重金属污染环境中，酵母的生长受到不同程度的抑制。
比如，铅和汞是两种广泛存在于环境中的重金属元素，它们特别容易被酵母细胞摄取，并在细胞内产生毒性作用。
当酵母暴露在含有30-40μmol/L的汞离子环境下时，其细胞膜的完整性和通透性受到破坏，寿命显著缩短。
而当酵母曝露在500μmol/L的铅离子环境下时，其细胞膜的完整性和通透性也会受到影响，同时细胞壁上的多糖类物质会发生意想不到的变化，导致酵母的抗冻能力下降。
二、酵母的适应性机制为了应对重金属污染带来的危害，酵母逐渐形成了一套适应性机制。
这些机制包括改变酵母的形态结构、细胞膜通透性、胞内离子浓度等方面。
1.改变细胞膜结构和通透性酵母的细胞膜是其与外界环境之间的第一道屏障。
在遭受重金属污染时，酵母会改变其细胞膜的结构，以减少重金属的进入，从而达到减少毒性效应的目的。
比如，酵母细胞表面的多糖类物质可以通过与铅、镉等离子发生作用，使其离子强度降低，从而减轻了毒性的作用。
烹饪对莲藕吸附铅、镉的影响
烹饪对莲藕吸附铅、镉的影响朱云龙;陈亭【期刊名称】《食品研究与开发》【年(卷),期】2014(000)024【摘要】针对莲藕作为食药兼用的保健特点，就莲藕烹饪方法对铅、镉吸附的变化进行检测比较，以期为莲藕的合理食用提供依据。
将莲藕进行蒸、煮、炒、微波烹饪处理，分别测定与比较其加工前后对铅、镉吸附量变化，得出吸附力强的加工法。
①各类烹调熟制品对铅离子的最大束缚力显著高于对镉离子的最大束缚力，最大束缚量范围分别为135.81 mg/g~196.14 mg/g与119.46 mg/g~136.36mg/g，最大束缚力高低均为：微波＞水煮＞汽蒸＞油炒；②微波、水煮、汽蒸制品对铅离子的最小束缚力高于对镉离子的最小束缚力，而油炒制品相反，对两者的最小束缚力范围分别为0.0543 mmol/L~0.0706 mmol/L与0.0573mmol/L~0.0606 mmol/L，最小束缚力高低均为：微波、水煮、汽蒸＞油炒。
4种烹饪方法加工的莲藕对重金属铅和镉均有一定的吸附能力，微波和蒸煮制品的效果优于油炒制品。
【总页数】3页(P13-15)【作者】朱云龙;陈亭【作者单位】扬州大学旅游烹饪学院，江苏扬州225127;扬州大学旅游烹饪学院，江苏扬州225127【正文语种】中文【相关文献】1.不同种类化肥对土吸附解吸铅、镉行为的影响 [J], 贺京哲;孙慧敏;姜延吉;谢冰怡2.重金属钝化修复剂对镉和铅吸附及解吸特征的影响研究 [J], 曾冬萍;颜远烽;林芳;王维奇;曾从盛3.代森铵对重金属铅镉在三峡库区消落带土壤中吸附-解吸的影响 [J], 方卢秋;李俊霖;蒋冠琼4.腐殖酸对土壤铅镉吸附、赋存形态及生物可给性的影响 [J], 罗梅; 柏宏成; 陈亭悦; 魏世强5.自然水体生物膜各组分吸附铅和镉时共存铅、镉的相互影响 [J], 花修艺;董德明;费珊珊;郑娜;李鱼因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
铁氧化物吸附重金属离子的实验研究
贵州大学2010 届硕士研究生学位论文铁氧化物吸附重金属离子的实验研究学科专业：研究方向：环境工程矿山环境治理导师：顾尚义教授研究生：王堃中国﹒贵州﹒贵阳2010 年5 月目录第一章前言 (1)环境中的重金属及其危害 (1)我国水资源现状 (1)重金属污染的特点 (2)水体中重金属的来源和危害 (2)重金属污染水的治理方法以及存在的优缺点 (4)化学方法 (4)物理化学方法 (5)生物方法 (6)氧化铁矿物吸附有害离子的研究进展 (7)选题依据 (9)第二章煤矿废水对游鱼河水质影响 (11)阿哈水库与游鱼河基本特征 (11)野外采样方法 (12)样品分析方法 (12)分析结果及讨论 (13)支流总体情况 (13)支流与干流汇合后铁锰浓度变化情况 (18)石灰投加对铁锰的去除情况 (19)拦河坝对铁锰的拦截以及铁、锰之间的相互作用 (19)1各支流水体中重金属的含量变化情况分析 (20)游鱼河入库对水库污染物贡献估算 (21)游鱼河水质情况总结 (22)第三章氧化铁对重金属吸附实验研究 (23)实验材料与分析方法 (23)试验器材 (23)化学试剂 (23)试验原料 (23)铁氧化物的制备 (24)铁氧化物分别对铜、锌、铅、镉的吸附试验以及吸附机理. 24 吸附试验 (24)吸附机理 (25)吸附模型 (25)3.3.1 Langmuir 吸附模型及其意义 (25)3.3.2 Freundlich 吸附模型及其意义 (25)实验结果及讨论 (26)吸附时间对吸附量的影响 (26)重金属离子的单因素吸附试验 (26)第四章结论与展望 (34)结论 (34)展望 (34)铁氧化物吸附重金属离子的实验研究摘要随着社会的进步和工业的发展，含重金属离子废水的排放量在逐渐增多，这些排出的工业废水已对生态环境和人群健康产生了不容忽视的影响。
由于许多重金属含量都大大超过了国家生活饮用水卫生标准，而常量的碱金属和碱土金属含量并未超标。
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高 等 学 校 化 学 学 报
Ｖ１７ ｏ ２ ．
量 下 降 ，Ｐ 的存在 也会使 胞 外蛋 白对 Ｃ ２ 吸附量 明显下 降 ．这 是 由于蛋 白表 面可结 合金 属离 子 的 ｂ ｄ 的
胞外 聚合物 中存 在着 大量 阴离子 基 团 （ 基 、羟基 及硫 酸根等 ） 羧 ，对不 同类 型金 属离 子表 现 出 强烈 的 亲 和性 Ｊ 是 生物 膜 中吸 附重 金 属离子 的关 键成 分．而 蛋 白质 和多 糖是 胞 外 聚合 物 的 主要 组 分 ，二 者 的 ， 质量 比约 在 ０ ２— ． ５之 间 Ｊ ．本文通 过 长春 市南 湖水 中生物 膜优 势 菌种胞 外蛋 白吸 附 Ｐ “ 和 Ｃ “ 的 实 ｂ ｄ 验， 研究 了胞 外蛋 白吸附重 金属 的规律 ．
自然 水 体 生 物 膜 胞 外 蛋 白质 吸 附 铅 和 镉 的 研 究
康春 莉 ，苏春彦 ，郭 平 ， 宇侠 ，董德明 赵
（ 吉林 大学 环境 与资源学 院 ， 长春 １０ ２ ） ３０ １
关键 词 生物 膜 ；胞 外 蛋 白 质 ； 附 ；Ｐ “ ； ｄ 吸 ｂ Ｃ Ｘ１２ ３ 文献 标 识 码 Ａ 文章 编 号 ０ ５ －７０（０ ６ ０ －２ ５ ２ ２ １ ９ ２ ０ ）７ １４ － ０ ０
２ 结 果与讨 论 ２ １ 吸 附时 间 、 ． 温度 和 ｐ Ｈ值 对 吸附 的影响 由图 １可见 ， ｂ 的吸 附 比 Ｃ ２ 快 ， Ｐ ｄ 二者 达到 吸 附平衡
的时 间分别 为 ２和 ６ｈ ．因此 选择 吸附 平衡 时间 为 ６
ｈ ．将 吸附 温度分 别调 至 ｌ ２ ０， ０和 ３ 进行 实验 发 ０℃ 现 ，随着 温 度 升 高 ，重 金属 吸 附 量均 有 所 增加 ，根 据 Ｌ ｎｍ ｉ方 程 ，可 计 算 出 １ ２ ａｇ ｕｒ ０， ０和 ３ ℃ 条 件 ０ 下 ，自然水 体生物 膜胞 外蛋 白对 Ｐ¨ 的最 大吸 附量 ｂ
分别 为 ３ ３ ， ． ８和 ３ ７ ｇ ｇ 对 Ｃ ２ ．９ ３４ ． ０ｍ ／ ； ｄ 的最 大吸 附量 分别 为 １２ ，１ ３ ． ７ ． ７和 １３ ／ ．可 见 ， 境 ．９ ｍｇ ｇ 环 温度对 体 系吸 附金属离 子 的影 响不 大 ， 实 验选 择 故
温度 为 ２ ０ｏ Ｃ． Ｆｇ１ ｆｃ ｆｈ ｓｒｔｎｔ ｅ ｎ ｈ ｉ Ｅ ｅｔ ｏ ｅ ｄｏｐ ｏ ｍ ｅ ． ｓ ｔ ａ ｉ ｉ ｏｔ
二
ｇ
当溶 液 ｐ 值 由 ３变 化 到 ８时 ，胞 外 蛋 白对 Ｈ
ａｓｒｔｎｅｕｉｒ ｍ ｄｏ ｉ ｉｂｉ ｐ ｏ ｑｌ ｕ
Ｐ 及 Ｃ 的吸 附能力 逐渐 增强 ．这 是 由于 当 ｐ 值较低 时 ， 外蛋 白的表 面基 团被 氢离 子 或水 合 氢 ｂ ｄ Ｈ 胞
离子 占据 ，由于斥 力作 用 阻碍 了金 属 离子对 胞 外蛋 白的靠 近 ， 以 ｐ 所 Ｈ值越 低 ， 吸附能 力越 弱．当ｐ Ｈ＞
１ 实验部 分
自然 水体 生物膜 胞 外聚合 物和 胞外 蛋 白参 照 文献 ［ ］ ７ 的方 法制 备． 将装 有 ２ ０ｍＬ胞 外蛋 白质溶 液 （０ｍｇＬ 的透 析袋 放入 ２０ｍＬ含 金属 离 子 的溶 液 中 ，在 ２ Ｉ和 ２ ／ ） ０ ０ｃ ＝ １０ｒｍｎ条件 下 ， ０ ｉ ／ 在全 温振 荡培养 箱 中连续 振荡 一定 时 间 ， 吸 附平衡 后 ， 达 用原 子 吸收分 光 光 度计 测 定烧 杯 内 以及 透析袋 溶 液 中的 Ｐ ¨ 和 Ｃ ２浓 度．利用 二者 浓度 之差计 算 吸附量 ． ｂ ｄ
带 负 电荷基 团 的数 目是有 限的 ， 共存 离 子 的存 在会 使金 属离 子 在 蛋 白氨基 、酰胺 基 和 羧基 等 配位 基 团
（ 活性 结合点 ） 的竞 争加剧 ． 上 ２ ３ 生物膜 胞 外蛋 白对 Ｐ 和 Ｃ 的热力 学和动 力学 吸附特 征 对在不 同温 度 和不 同 ｐ ． ｂ ｄ Ｈ值 条 件下
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Ｖｏ ． １２７
２ ０ ０ ６ 年 ７月
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高 等 学 校 化 学 学 报
ＣＨＥＭＩ ＡＬＪ Ｃ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｃ ＮＥＳ ＨＩ Ｅ ＵＮＩ ＶＥＲＳ Ｅ ｍ Ｓ
Ｎｏ ７ ．
ｌ４ ２ ５～ｌ ４ ２ ６
［ 究简报 ］ 研
６０时 ， ． 重金 属离 子溶 液 出现沉淀 而 干扰 吸附 ．为 了避免 氢氧化 铅 、 氧化镉 沉淀 的产 生 ， 氢 实验 控制溶
液ｐ Ｈ值 为 ６ ０± ． ． ． ０１ ２２ 共存离子对吸附的影响 当溶液中 ｃ 和 Ｐ 共存时 ， ｄ ． ｄ ｂ ｃ 的存在使胞外蛋 白对 Ｐ 的吸附 ｂ
中图分类号
在 自然水体 中 ， 微生 物细 胞和非 生 物物质 镶嵌 在微 生物 分泌 的有机 聚合 物基 质 中附着 在 固体 表 面 形成 了生物 膜 ¨ Ｊ 卫．生物 膜 由微生物 细 胞和 胞外 聚 合 物组 成 Ｊ 外 聚合 物 是微 生 物 在特 定 环 境 下产 ．胞 生 的高分子 物质 （ ＞１ ０ ｊ 们 或 附着 在细 胞 壁 上 ， 以胶 体 或 溶解 状 态存 在 于 液 相 主体 中． Ｍ ０００） ，它 或
收 稿 日期 ： ０ ５０ －０ ２ ０ －６２ ．
基金项 目：国家 自然科学 基金（ 批准号 ： ０ ７０ Ｉ ２０ ７ １ ）和吉林大学创新 基金（ 批准号 ： ５ ０ １２ ０ ８ 资助． ４０ １０ ２ １ ） 联系人简介 ： 董德明（ ９７年出生） １５ ，男 ， 博士 ， 教授 ， 博士生导师 ， 从事环境污染与控制化学 、 环境规划与评价和环境污染物形态