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利用生物法去除水中低浓度的重金属离子,是当今环境科学和工程领域中的研究热点和难点。本课题选择利用生物法中常见的活性小球藻来实现对重金属污水的处理,首先研究了小球藻对二级出水中Cr、As、Zn、Fe、Mn等五类重金属的去除效果和最优去除条件,然后在此基础上研究了在二级出水中小球藻对Cr、Zn、Fe这三种重金属的去除效果和吸附特征以及伴随着的生理变化,最后探索了Cr、Zn复合时小球藻对其的去除效果和吸附机理。本课题的特点在于选择的污水不是常见的模拟废水而是实际污水——某城市污水处理厂的二级出水。本课题的主要研究成果如下:(1)城市污水处理厂二级出水的水质能够满足小球藻的正常生长;培养基初始pH、初始接种藻密度、光照时间这三种条件的变化对小球藻的生长状态有一定的影响,当pH=7、光照时间为12h、初始接种藻密度为4×10~5cells/mL时藻密度达到最大;小球藻对于二级出水中Fe、Mn、Zn、Cr、As的去除效果与培养基初始pH值、初始接种藻密度和光照时间这三种条件的变化有一定关系,当pH=7、光照时间为24h、初始接种藻密度为4×10~5cells/mL时小球藻对五种重金属的吸附总量达到最大;(2)二级出水中外源的Cr、Zn、Fe均会对小球藻生长产生抑制作用,且抑制作用随重金属浓度增大而增强,通过对藻密度的测定可以发现,重金属浓度越大,小球藻繁殖速率就越慢,生长周期中最大藻密度就越低;低浓度的重金属能够促进藻体内SOD(Superoxide Dismutase)活性提高,但高浓度重金属则会抑制SOD活性;藻细胞内MDA(Malondialdehyde)含量总是随二级出水中重金属浓度提高而提高;小球藻对单独存在的Zn、Fe和低浓度下的Cr的吸附均是一个快速吸附的过程,且吸附效果良好,无明显脱附,但对高浓度Cr(浓度≧0.5mg/L)则是一个先缓慢吸附然后吸附量突然迅速增大的过程,并且吸附效果较差,去除率低于20%且存在脱附现象。(3)针对小球藻对二级出水中Cr和Zn复合重金属的去除,当水中Zn含量较高时Cr的存在会明显抑制小球藻对Zn的吸附,而Zn浓度的高低对Cr的吸附基本没有影响;Cr和Zn复合时小球藻细胞内SOD活性随重金属浓度提高而提高,但当重金属胁迫超过一定限度后,SOD活性反而开始下降;Cr和Zn复合时小球藻细胞内MDA含量与重金属浓度成正相关关系,即重金属浓度越高,藻体内MDA含量越高。