【摘 要】
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水和土壤中的重金属（特别是汞和镉）污染是一个全球性的重大环境问题。因其易积累、难挥发、毒性大且不能被生物降解,对生态环境和人类健康存在重大威胁,所以对重金属的固定具有非常重要的意义。利用微生物对重金属进行吸附、累积和矿化等固定的研究及应用受到越来越多关注,特别是微藻因其自养、生物量大、种类多易培养的特性在重金属固定中发挥越来越大的作用。本研究拟用高浓度的磷酸盐来培养改性微藻制备表面高载磷微藻,研究
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水和土壤中的重金属（特别是汞和镉）污染是一个全球性的重大环境问题。因其易积累、难挥发、毒性大且不能被生物降解,对生态环境和人类健康存在重大威胁,所以对重金属的固定具有非常重要的意义。利用微生物对重金属进行吸附、累积和矿化等固定的研究及应用受到越来越多关注,特别是微藻因其自养、生物量大、种类多易培养的特性在重金属固定中发挥越来越大的作用。本研究拟用高浓度的磷酸盐来培养改性微藻制备表面高载磷微藻,研究表面高载磷微藻对Hg（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的强化固定效能及机理。结合实际含汞工业废水和尾矿含镉土壤探究高载磷微藻在实际环境中的应用效果。取得以下结果:（1）在不同磷浓度下培养微藻发现:微藻Scenedesmus obtusus XJ-15生物量随着磷浓度增高先增大后降低,在80 mg/L的磷酸盐浓度下对P的去除率达到99.04%,表面磷酰基团密度达到3.21 mol/kg,并且干物质P含量也是最高,达28.58 mg/g;而微藻Chlorella sorokiniana XL在60 mg/L的P浓度下培养改性,对P的去除率达到92.54%,其表面磷酰基团密度高达3.7 mol/kg。（2）表面高载磷微藻固定重金属的性能发现:S.obtusus XJ-15吸附剂在p H为5时对Hg（Ⅱ）的吸附效果最优且符合Langmuir吸附模型,Hg（Ⅱ）初始浓度在1～100 mg/L时,B-80的饱和吸附量最大,达到了95 mg/g;C.sorokiniana XL活藻在p H为6时对Cd（Ⅱ）的固定效果最佳,动力学过程更符合动力学二级模型,Cd（Ⅱ）初始浓度在1～20 mg/L时,P-60的饱和吸附量最大,达到了27.82 mg/g。（3）用PT、FT-IR、XPS、SEM-EDS、TEM和EXAFS等对高载磷微藻固定机理研究发现:S.obtusus XJ-15吸附剂吸附Hg（Ⅱ）形成Hg O和Hg3（PO4）2,进一步碳化之后仍以Hg3（PO4）2形式被固定;而高载磷活体微藻C.sorokiniana XL利用表面磷酸基团与Cd（Ⅱ）发生先吸附再矿化的反应形成Cd3（PO4）2/Cd（H2PO4）2。（4）以高载磷微藻固定实际含Hg（Ⅱ）废水和尾矿土壤Cd（Ⅱ）的研究发现:低浓度脱硫废水中的Hg（Ⅱ）在各种竞争性阳离子的作用下能被完全去除;当微藻/土壤质量比为1:10000时,微藻对土壤重金属Cd（Ⅱ）的固定效果最佳,其中有效态Cd（Ⅱ）降低了66.61%,水溶态降低了99.66%,固定后Cd（Ⅱ）主要以残渣态形式存在。
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