微藻修复水体中重金属的机理

微藻修复水体中重金属的机理微藻修复水体中重金属的机理实为微藻对重金属的生物吸附。3.1其主要过程：厂胞内的结合与沉淀I胞外的吸收与转化微藻细胞内的金属络合物研究表明，重金属能诱导高等植物合成螯合重金属的蛋白，同超富集高等植物一样，金属硫蛋白(MT)、植物螯合肽(PC)等重金属结合蛋白也陆续在藻类中发现.藻类通过诱导产生金属络合物把有害的离子形式转变为无害的蛋白结合形式，从而能够耐受环境中的重金属。(藻类中也含金属硫蛋白(MT)、植物螯合肽(PC)等重金属结合蛋白，将有害的离子形式转变为无害的蛋白结合形式,)胞外产物的吸附作用除了细胞壁的特殊结构外，藻类通常还会向周围水体中排泄或分泌大量有机物藻酸盐，藻类胞外产物主要由糖类、果胶质等大分子物质组成.与细胞壁内的有机物一样，该胞外产物也能络合金属离子,即通过与重金属形成缔合物或络合物，附着在群体细胞的胶质外鞘上被改变形态，使金属离子不能进入细胞内部，从而降低污水中游离态的重金属离子含量，实现解毒功能。(藻类胞外产物：藻酸盐。与重金属形成缔合物或络合物附着在群体细胞的胶质外鞘上被改变形态，使金属离子不能进入细胞内部，从而降低污水中游离态的重金属离子含量。藻酸盐是由p-D甘露糖醛酸(M)及a-L-古洛糖醛酸(G)两种酸性单糖无序排列的线型缩合高聚物。其中所含的羟基、氨基、羧基等在络合中起重要作用。C0CM1<a)P-D-甘露糖醛残基(M)HOrb)a-L-Vi洛糖醛酸残基(G))3.2.物理化学作用：表面络合作用离子交换氧化还原微沉淀'物理吸附1)微藻细胞结构与功能的相适应性：藻类细胞壁是由纤维素、果胶质、藻酸铉岩藻多糖和聚半乳糖硫酸酯等多层微纤维组成的多孔结构(有利于物理吸附)，具有较大的表面积细胞壁上的多糖、蛋白质、磷脂等多聚复合体给藻类提供了大量可以与金属离子结合的官能团（如氨基、硫基、巯基、羧基、羰基、咪唑基、磷酸根、硫酸根、酚、羟基、醛基和酰氨基等）这些官能团能合理排列在具有较大表面积的藻类细胞壁上，与金属离子充分接触.其中有些可以失去质子而带负电荷，靠静电引力吸附金属离子进行离子交换；有的带孤对电子，可与金属离子形成配位键而络合吸附金属离子。同时，细胞壁上还带有一定电荷和粘性，更增加了其对金属离子的吸附能（还有微沉淀和氧化还原，一点相关内容也找不到，就不提了，能混就混过去吧，等被提问再说。）3.3.影响因素：1） 不同的藻类对不同重金属的吸附能力不同：在适宜条件下，污染叉鞭金藻对Cu2+具有较强的富集能力.小球藻对Cd2+的吸附性能明显高于其它重金属离子。（污染叉鞭金藻——Cu2+；小球藻——Cd2+）2） 死亡的藻细胞对金属有更强的吸附能力：人们发现活体藻藻细胞对金属的富集系数随着藻类暴露时间的增加而减少，这主要是由于藻类细胞可将细胞内金属离子通过代谢排出体外。3） PH：藻细胞表面的自由位点数是受pH控制的实验证明，当pH值升高时，藻酸盐的吸附位点电负性增强，因而对阳离子的吸附性能得到提高。但是，当pH过高时，金属离子在水中

将被各种阴离子包围，形成带负电的基团，亦不易和负电位吸附位点结合，所以过高pH也将使金属去除率降低。因而存在一个适中的pH范围，使吸附性能达到最佳4）离子强度：离子的最大去除率是与离子强度密切相关的，离子强度降低，则去除率提高。金属离子与其他离子之间对功能基团的竞争是重要因素。当pH一定时,功能基吸附位点数确定,随着离子强度的提高,金属离子获得的吸附位点数减少，因而去除率提高。3.4.后续处理在采取各种方法净化水体污染时，为避免二次污染，必须采取适当的解吸方法把藻细胞所吸附的金属洗脱下来.解析剂：1.具有较高的洗涤效率并能保持材料的吸附特性2.能方便地回收吸附在藻体上的重金属理想的解吸附应具有较高的洗涤效率并能保持材料的吸附特性因此，能否方便地回收吸附在藻体上的重金属也是判断其能否作为理想生物吸附材料的依据之一.利用藻类修复重金属污染水体的优势之一就是可用一般化学方法解吸被藻细胞吸附的金属离子，且经数次吸附解吸循环后还可保持较高的吸附能力.由于藻类细胞壁是吸附重金属的主要部位，重金属通常通过离子交换的方式被吸附，并以阳离子交换尤其多见，所以常用的解吸附剂是酸.即将吸附着重金属的吸附材料置于强酸性溶液中，通过H+与金属离子竞争细胞表面的结合位置解析剂：1.具有较高的洗涤效率并能保持材料的吸附特性2.能方便地回收吸附在藻体上的重金属3.5吸附机理的现代研究手段表1吸附机理的现代研究手段方法与手段研咒日标文献举例电子显微镜吸附前后细胞的状态变化Volesky等(1993),龈洒酵母(S.昨5而函吸附X射线能量散射分析定性分析兀素的存在K呼ucak等(1989),[EDAX)(与电镜配合使用)泡叶藻(A.Nodcfitun)吸附C试匐X射线衍射分析晶体结构分析K呼ucak等(1989),泡叶藻(A,N口山枷m)吸附C试©X射线光电于光谱法(XPS)微生物体细胞表面的化学分析Ting等叫小球藻(C,Vul^ris)吸附Au核磁共振法(NMR)自旋核的化学环境检测Mg等(1990),C4⑬的吸附电子顺磁共振(EPR)物质的三维构象Tse的等(1986),几丁质-V-Cu吸附体系红外光谱〔1R,HIR)鉴定吸附功能基及微藻1非金属离子之肛的作用力性质Ting等网，小球藻(C.Vul^ris)吸附Au激光衍射法吸附剂表面积测定Fahrmam等(1993),15种生物吸附剂对的吸附性能目前对生物吸附重金属的机理研究很少，相关的研究成果也较不成熟。因而这方面需要开展更深入、更细致的工作。这是对最近几年来机理研究的主要手段做一总结。微藻修复重金属污染水体的特点相比于其他自然水体的修复方法原料来源丰富，廉价易得适合