金屬離子對(duì)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(jìn)行試驗(yàn)，旨在研究這幾種金屬離子的添加是否會(huì)影響鈍頂螺旋藻粉對(duì)鎘和鋅吸附性能的影響。經(jīng)過試驗(yàn)得出Mg2+、Na+兩種金屬離子的添加抑制了鈍頂螺旋藻粉對(duì)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(yàn)還得出金屬離子Mg2+ 、Na+的添加對(duì)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(jì)數(shù)據(jù)顯示，株洲市位于清水塘的工業(yè)廢水排放量達(dá)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(fù)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(shí)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(biāo)，渤海錦州灣底泥中重金屬Zn、Pb、Cd和Hg等超標(biāo)達(dá)150倍以上。通過以上可以得出，我國重金屬污染水系中，復(fù)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(yùn)用生物吸附劑進(jìn)行污廢水處理時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)水體中的金屬離子與金屬離子之間競爭吸附位點(diǎn)的現(xiàn)象，從而使藻類吸附重金屬的吸附率降低[2]。本實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shè)備：原子吸收分光光度計(jì)（TAS-986）；回旋式振蕩器；磁力加熱攪拌器（79-1型）；低速自動(dòng)平衡離心機(jī)（TDZ4A-WS）；酸度計(jì)（pHS-3型）。

1.2 試驗(yàn)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(chǔ)備液中，加入去離子水至體積為100ml，使金屬離子的濃度都達(dá)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(duì)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(duì)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(tuán)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(xué)性質(zhì)與藻細(xì)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(qiáng)極化能力的一類化學(xué)物質(zhì)；硬酸是指具有小半徑、高正電荷（高價(jià)數(shù)）、極化性能低的一類化學(xué)物質(zhì)；軟堿是電負(fù)性小、易被氧化、具高度極化性的物質(zhì)。查閱以前的文獻(xiàn)資料得出：離子的酸型可以電負(fù)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(duì)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(duì)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(duì)鈍頂螺旋藻吸附Cd2+ 的性能沒有多大的影響。

【參考文獻(xiàn)】

[1]龔仁敏，陳發(fā)揚(yáng)，等.天然和預(yù)處理的極大螺旋藻粉對(duì)鉛的吸附.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，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(xué)學(xué)報(bào)，2004，24 （2）：231-236.

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