【摘 要】
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金属铬的诸多价态中以Cr(VI)的毒性最大,Cr(VI)易溶于水且容易被人体吸收,通过经呼吸道、消化道、皮肤及黏膜侵入等方式,长期或短期接触或吸入可能会致癌,同样,Cr(VI)对环境也具有持久危害性。目前,Cr(VI)处理方法主要是生物材料吸附法,如发酵工艺的副产物等,生物结皮是大自然中大量存在的生物,已被证实有富集Cu、Cd、As等重金属的能力,但关于生物结皮富集Cr(VI)的情况仍不明确。本课
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金属铬的诸多价态中以Cr(VI)的毒性最大,Cr(VI)易溶于水且容易被人体吸收,通过经呼吸道、消化道、皮肤及黏膜侵入等方式,长期或短期接触或吸入可能会致癌,同样,Cr(VI)对环境也具有持久危害性。目前,Cr(VI)处理方法主要是生物材料吸附法,如发酵工艺的副产物等,生物结皮是大自然中大量存在的生物,已被证实有富集Cu、Cd、As等重金属的能力,但关于生物结皮富集Cr(VI)的情况仍不明确。本课题主要通过吸附试验和水培试验研究人工培育生物结皮对Cr(VI)的吸附,现得到以下结论:(1)生物结皮表面粗糙,凹凸不平,结构比较松散导致存在较多的缝隙,当生物结皮吸附Cr(VI)后,细胞表面基质发生了明显的形态变化,结构更加紧密的同时表面也相对光滑。生物结皮表面的主要元素为C、O和Si,生物结皮暴露于Cr(VI)溶液后,Cr元素的重量百分比由0增至0.12,生物结皮中Cr元素的含量增多,说明生物结皮对Cr(VI)有一定的吸附作用。生物结皮表面有官能团存在,其中C-O、C=O、O-H和羟基等官能团参与到了Cr(VI)的吸附过程中。(2)本试验条件下,生物结皮对Cr(VI)的吸附容量和Cr(VI)的初始浓度基本呈线性关系,生物结皮对水溶液中铬的最大去除率可达到90%以上。生物结皮吸附Cr(VI)的最佳条件为p H值为2(吸附量0.058mg/g,去除率36.41%),0.075g/ml的生物结皮添加量(吸附量0.038mg/g,去除率14.20%),10mg/L的Cr(VI)初始浓度(吸附量0.058mg/g,去除率36.44%)。本研究所选共存离子对生物结皮吸附的影响中,Ca2+、Na+和PO43-离子均不同程度地增加了生物结皮对Cr(VI)的吸附性能,NO3-离子对生物结皮吸附性能影响则较小。(3)本试验条件下,同一Cr(VI)浓度下溶液中的p H值随着生物结皮添加量的增加而上升,而Eh则与之相反,同一Cr(VI)浓度下溶液的Eh值随着生物结皮添加量的增加而下降。同一Cr(VI)初始浓度下的处理组,随着生物结皮添加量的增加,溶液中的Cr(VI)浓度逐渐下降,表明生物结皮对Cr(VI)有吸附的作用。水培试验水稻幼苗株高、鲜重和根长的变化结果显示,同一Cr(VI)浓度下的处理组中,加入生物结皮处理组的水稻幼苗株高、鲜重和根长均优于不加入生物结皮处理组,即1mg/L的Cr(VI)处理T1<T2<T3,2mg/L的Cr(VI)处理T4<T5<T6,4mg/L的Cr(VI)处理T7<T8<T9。生物结皮添加量相同时,水稻幼苗株高和鲜重均随Cr(VI)浓度的升高而降低(P<0.05),即不加生物结皮处理T1>T4>T7,6g生物结皮处理组T2>T5>T8,12g生物结皮处理组T3>T6>T9。根长的变化差异不显著,但加入生物结皮处理组的水稻幼苗根长均大于不加入生物结皮处理组。
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