金屬離子對鈍頂螺旋藻吸附鎘和鋅的影響

胡肖容

【摘 要】通過向含有鎘和鋅重金屬離子的混合溶液中添加幾種金屬離子進行試驗，旨在研究這幾種金屬離子的添加是否會影響鈍頂螺旋藻粉對鎘和鋅吸附性能的影響。經(jīng)過試驗得出Mg2+、Na+兩種金屬離子的添加抑制了鈍頂螺旋藻粉對Zn2+的吸附性能，具有較大的抑制作用，Ca2+、K+的添加也抑制了鈍頂螺旋藻吸附重金屬Zn2+的量，但影響的吸附性能不大；試驗還得出金屬離子Mg2+ 、Na+的添加對鈍頂螺旋藻吸附Cd2+的性能幾乎不影響，但是金屬離子Pb2+ 和Cu2+的添加較大幅度的降低了鈍頂螺旋藻吸附Cd2+的性能。

【關(guān)鍵詞】金屬離子；鎘；鋅；吸附性能

2006年，湖南省環(huán)保局統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，株洲市位于清水塘的工業(yè)廢水排放量達到了518.7萬m3，占到株洲市總工業(yè)廢水54%，且廢水排放系統(tǒng)復雜，多種重金屬混合生活廢水等其它污物廢水。株洲市清水塘地區(qū)排放的鎘、鉛、砷、汞、等重金屬污染物分別占到湘江干流接納總量的25%、30%、50%、90%。同時據(jù)相關(guān)部門監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，大連灣底泥中的重金屬污染物幾乎全部超標，渤海錦州灣底泥中重金屬Zn、Pb、Cd和Hg等超標達150倍以上。通過以上可以得出，我國重金屬污染水系中，復合型重金屬污染廢水占有一定的比列[1]。該種污染水體，在運用生物吸附劑進行污廢水處理時，可能會出現(xiàn)水體中的金屬離子與金屬離子之間競爭吸附位點的現(xiàn)象，從而使藻類吸附重金屬的吸附率降低[2]。本實驗將幾種金屬離子分別與鎘和鋅兩種金屬離子混合，觀察幾種金屬離子的存在對鈍頂螺旋藻吸附鎘和鋅的吸附率影響。

1 材料與方法

1.1 材料

藻粉制備：鈍頂螺旋藻粉打粉備用；

主要儀器設備：原子吸收分光光度計（TAS-986）；回旋式振蕩器；磁力加熱攪拌器（79-1型）；低速自動平衡離心機（TDZ4A-WS）；酸度計（pHS-3型）。

1.2 試驗方法

將一定濃度的Pb2+、Ca2+、Zn2+、Na+、Cu2、Mg2+、K+等金屬溶液加入到一定體積的Zn2+和Cd2+儲備液中，加入去離子水至體積為100ml，使金屬離子的濃度都達到5mg/L。按1.0g/L的濃度加入鈍頂螺旋藻分，pH調(diào)節(jié)為5.0，振蕩2h后，取上清液待測。

2 結(jié)果與討論

通過金屬離子的添加研究其鈍頂螺旋藻吸附金屬離子鋅的影響，吸附后測定結(jié)果見圖2-1。圖中可以得出Mg2+、Na+兩種金屬離子的添加抑制了鈍頂螺旋藻粉對Zn2+的吸附性能，具有較大的抑制作用，Ca2+、K+的添加也抑制了鈍頂螺旋藻吸附重金屬Zn2+的量，但影響的吸附性能不大。

通過金屬離子的添加研究其鈍頂螺旋藻吸附金屬離子鎘的影響，吸附后測定結(jié)果見圖2-2。圖中可以得出金屬離子Mg2+ 、Na+的添加對鈍頂螺旋藻吸附Cd2+的性能幾乎不影響，但是金屬離子Pb2+ 和Cu2+的添加較大幅度的降低了鈍頂螺旋藻吸附Cd2+的性能。

影響藻類吸附性能的重要因是藻體吸附官能團的性質(zhì)[3]。按照皮爾遜（R.G..Pearson）的“軟硬酸堿（HSAB）原理”[4]，我們可以得出金屬離子化學性質(zhì)與藻細胞選擇吸附的關(guān)系。軟酸是具有大半徑、低正電荷、易于變形、強極化能力的一類化學物質(zhì)；硬酸是指具有小半徑、高正電荷（高價數(shù)）、極化性能低的一類化學物質(zhì)；軟堿是電負性小、易被氧化、具高度極化性的物質(zhì)。查閱以前的文獻資料得出：離子的酸型可以電負性（X）的函數(shù)f=Z/r/lnX和離子勢（Z/r）決定，總結(jié)其親和性見表2-1 。

通過HSAB原理我們可以得出：Mg2+為硬酸、Zn2+屬于交界酸，而Na+、Ca2+等金屬離子也屬于硬酸，所以和Mg2+的性質(zhì)更為接近，所以容易形成競爭吸附而降低鈍頂螺旋藻對Zn2+的吸附性能。Cd2+ 為軟酸，Cu2+、Pb2+也屬于如軟酸，故這兩種金屬離子的添加也對鈍頂螺旋藻吸附Cd2+ 的性能有所影響；Na+、Mg2+屬于軟酸，所以它們的添加對鈍頂螺旋藻吸附Cd2+ 的性能沒有多大的影響。

【參考文獻】

[1]龔仁敏，陳發(fā)揚，等.天然和預處理的極大螺旋藻粉對鉛的吸附.南京農(nóng)業(yè)大學學報，2004，27（3）：107-110.

[2]趙肖為，李清彪，盧英華，等.高選擇性基因工程菌E.col SE5000生物富集水體中的鎳離子[J].環(huán)境科學學報，2004，24 （2）：231-236.

[3]Hashim M A，Chu K H.Biosorption of cadmium by brown， green，and red seaweeds.Chemical Engineering Journal，2004，97： 249～255.

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[5]Crist R.H.，K.Oberholser，B.Wong.Amine alge interactions：cation exchange and hydrogen bonding.Environmental Science Technology，1992，26：1523-1526

[6]Wood，5.M..Environ.Sci.Technol.，1993，（17）：583.endprint