生物吸附課件

1、生物吸附劑與重金屬去除生物吸附劑 利用微生物對重金屬的吸附作用，以微生物材料（細胞或細胞的成分）為主要成分用于吸附轉移重金屬的產品稱為生物吸附劑。生物吸附機理生物吸附的機理主要有 絡合 螯合 離子交換 轉化 吸收 無機微沉淀 金屬的生物吸附是許多作用共同起作用的。 對枯草芽孢桿菌，根霉的吸附作用研究比較廣泛。絡合作用與螯合作用 是金屬離子與生物吸附劑之間的主要作用方式。在微生物外表面，含有能與金屬離子發(fā)生反應的多種活性基團，如磷酸基、羧基，能夠與金屬離子產生絡合或螯合反應。離子交換 細胞接合的金屬離子被另一些接合力更強的金屬離子代替的過程。有毒的重金屬離子與細胞物質具有很強的接合能力。如褐藻和

2、紅藻含有大量多糖，天然存在多糖是以Na K Ca2 Mg2 離子鹽的形式存在，重金屬離子可與之發(fā)生交換。細胞轉化 是指微生物代謝產生的及細胞自身的一些還原性物質將氧化態(tài)毒性金屬離子還原為無毒性的沉淀。微生物通過氧化還原，甲基化去甲基化等作用轉化重金屬。吸收 主動吸收和被動吸收。被動吸收是指細胞表面覆蓋的胞外多糖、細胞壁上的磷酸根、羧基、巰基、胺基等基團以及胞內的一些化學基團與金屬間的接合。這是一個物化過程，與細胞活性無關，速度很快。用微生物處理金屬廢水時，被動吸收是細胞吸收的主要形式。汞中毒歷史事件 1950年代日本九州水俁市及其附近地區(qū)，氮肥廠排出的含汞廢水污染海水，汞受水底微生物作用而轉化

3、為甲基汞。水俁灣附近漁村陸續(xù)出現神經系統(tǒng)疾病患者，1956年報道的首批病人，主要癥狀為肢端麻木、感覺障礙、視野縮小。以后在患者中陸續(xù)發(fā)現上肢震顫、共濟失調、發(fā)音困難、視力和聽力障礙、智力低下、精神失常等臨床所見。經過調查證實該病是長期食用被甲基汞污染的魚類和貝類所致的甲基汞中毒，并定名為水俁病。據報道70年代日本正式確定為水俁病的病人達784名，有103名已死亡，另外尚有約3000名屬可疑病人。甲基汞可通過胎盤進入胎兒體內致先天性水俁病。也可通過母乳進入嬰兒體內。 水俁病的主要病理變化為大腦皮質細胞萎縮，嚴重者尚可侵犯小腦及脊髓。 70年代中國在東北松花江中、下游地區(qū)的漁民中也曾發(fā)現過類似水俁

4、病的病例。 水俁病為公害病的一種。1956年左右于熊本縣水俁市附近發(fā)生，經確認后依地得名。不久，于新潟縣發(fā)現的新公害病亦稱為水俁病。其區(qū)別為：前者稱熊本水俁?。缓笳邉t為第二水俁病或新潟水俁病。 鉛 全球每年消耗量3000Kt，40%用于蓄電池和電池生產，20用作汽油添加劑，12用于建筑結構中，6用于電纜外包物，5用于彈藥，17其它用途。 是代謝毒物和酶抑制劑，有機鉛毒性大于無機鉛，兒童敏感，影響智力發(fā)育。細菌生物吸附劑制備 使用非活性細菌細胞，先將菌體轉化為離子交換樹脂或活性碳顆粒狀再應用。顆粒體應具備一定強度，孔徑，親水性和對腐蝕性化學品的抵抗力。通過固定化工藝制備顆粒狀細菌生物吸附劑。常用

5、明膠、纖維素、二氧化硅、海藻酸鈉、聚丙烯酰胺、膠原、戊二醛和金屬氫氧化物沉淀等材料進行固定。1、生物吸附劑的處理 通過化學或物理方法進行處理。如用苛性堿處理枯草芽孢桿菌菌體，其金屬吸附能力提高近10倍。被認為是羥基化以及除去脂肪和其它遮蔽了絡合、螯合、吸附金屬的活性位點的細胞成分，使細胞變的“清潔”。2、顆?；婢镂絼┲苽湔婢絼┲苽渑c細菌相似。生物吸附劑的應用實例 在北美有幾家公司開發(fā)了商品化生物吸附劑產品，其中加拿大B.V.SORBEX有限公司，開發(fā)了廣譜生物吸附劑，也有特殊單一金屬吸附劑。美國生物回收系統(tǒng)有限公司，用硅膠固定小球藻開發(fā)了生物吸附劑。美國高級礦產公司開發(fā)了以芽孢桿菌為基礎的廣譜生物吸附劑。生物吸附劑與菌的特異性、與pH等相關。金的生物吸附 使用裝有硅膠固定的海藻細胞柱，使用pH1.5的四氯金酸溶液上柱