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微藻,净化海洋环境的明星(2)
http://www.100md.com 2011年5月15日 《百科知识》 2011年第10期
     基锡和一丁基锡。

    吸附重金属废水

    随着现代工业的快速发展,大量含有重金属的工业废水以各种途径进入海洋。当溶解性重金属被海洋生物吸收进入食物链后,将对海洋中的高营养级生物甚至人类的健康构成威胁。因此,对这些工业废水进行有效处理,从源头削减重金属的入海量,对于维持良好的海洋环境和人类社会的和谐发展十分必要。

    同常规的重金属废水处理方法(化学沉淀、溶剂萃取、离子交换、电化学处理等理化技术)相比,利用海洋微藻作为吸附材料去除重金属具有非常明显的优点:原料价廉易得;不产生二次污染;吸附容量大,重金属去除率高;适于处理低浓度(100毫克/升以下)的重金属废水;被吸附金属的洗脱简便,利于吸附剂再生和金属回收。近年来,利用微藻富集重金属已被认为是一项非常有前途的废水生物净化技术。

    有趣的是,虽然活藻体和死藻体都能吸附废水中的重金属离子,但是,利用死藻体吸附重金属离子比活藻更为简便、经济和高效。这主要是因为,利用活藻体吸附处理重金属废水时,需要供给它们一定的养分,这些营养成分有可能导致水中的有机污染物含量增加;而且废水中的有毒元素能够抑制藻细胞生长,使得处理周期延长;另外,活藻体将部分重金属吸入细胞后,增大了重金属回收的难度。

    死藻体则不同于活藻体,其吸附重金属的机理是:藻细胞壁上的多糖、蛋白质、脂类等生物大分子具有羟基、氨基、巯基、磷酸基、咪唑基等带负电荷的官能团,可通过络合作用或静电引力结合重金属阳离子,降低水中溶解态重金属离子的浓度。

    由于死藻体不存在活藻体的上述缺陷,而且其细胞壁的破坏使得细胞内更多的官能团暴露出来,与金属离子接触的面积也加大,吸附能力明显增加。例如,螺旋藻干粉(死藻体)比新鲜藻(活藻体)能富集更多的三价铬;叉鞭金藻干粉对铜离子的去除率高于新鲜的藻液。

    目前的研究发现,微藻能有效去除多种重金属离子,且具有相当高的富集效率,对锌、汞、镉、铜、铅等金属离子的富集倍数可达数千倍,适于作为工业重金属废水的高效“清洁剂”。死藻体吸附达到饱和后,可利用少量乙二胺四乙酸(EDTA)溶液或盐酸溶液,使其中的重金属在数小时内快速解吸并进行回收再利用。广阔的应用前景

    海洋中的微藻种类数以万计,它们的个体虽然只是一个简单的细胞,却对有毒物质具有强大的吸收、吸附和降解作用,并以此净化受到污染的近岸海域环境,保证海洋生态系统的平衡与稳定。随着现代生物技术的发展和新的环境问题不断出现,可以预见,在未来的海洋环境保护中,小小的微藻将展示出更多更具魅力的用途。

    [责任编辑]

    赵菲, http://www.100md.com(孟范平)
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