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　　生物和矿物材料处理铅污染的研究论文 摘要：经济、有效、易获得的生物和矿物材料（及二者的副产物）可替代活性炭或离子交换树脂处理含Pb废水, 也可以用于修复Pb污染土壤和水域。本文综述了微生物、农林废弃物、植物和非金属矿物材料处理Pb污染的研究及进展。 关键词：Pb 微生物 农林废弃物 植物 矿物材料 污染 铅作为一种重金属元素进入环境后不能被生物降解，并通过进入食物链在生物体内累积，影响生物正常生理代谢活动，危害动物及人体健康。近几十年来，电镀、采矿、制革等许多工业排放的废水、废气和废渣不断增加了环境中铅污染负荷，超出了环境自净能力，致使土壤、湖泊和海洋都出现了不同程度的铅污染。据报道，地中海和太平洋表层水含铅量分别超过了0.20mg/L和0.35mg/L.freelg/g（未经处理）和121mg/g（明胶包埋）2；碱处理可以除去白腐真菌细胞壁上的无定形多糖，改变葡聚糖和甲壳质的结构，从而允许更多的Pb2+吸附在其表面上，同时NaOH可以溶解细胞上一些不利于吸附的杂质，暴露出细胞上更多的活性结合位点，使吸附量增大。此外NaOH还可以使细胞壁上的H+解离下来，导致负电性官能团增多，在最佳条件下（0.1mol/L的NaOH溶液浸泡40min）吸附量可以达到23.66 mg/g，较未经任何处理的白腐真菌的吸附量（16.06 mg/g）大大提高3。 吴涓等研究了黄孢原毛平革菌吸附Pb2+的机理4，通过对吸附前后的黄孢原毛平革菌菌丝球进行电镜观察和x射线电子能谱测定，发现黄孢原毛平革菌对Pb2+的吸附过程是一个以表面络合反应为主要机理的物理化学吸附过程，虽然也存在离子交换机理，但并非重要机理。王亚雄等对细菌吸附的特性研究发现5，细菌对Pb2+的吸附分为两个阶段：一是细胞表面的络合，在3min内吸附量达总吸附量的75%；二是向细菌内部缓慢的扩散过程。此外，活细胞的吸附量并没有因为有能量代谢系统参与而比死细胞高6， Niu等8证实死的Chrysogenum盘尼西林生物体对Pb2+的吸附能力为116 mg/g。 1.2 应用 目前国内外普遍应用工业发酵工程中产生的废弃菌丝体作为生物吸附材料，开辟一条“以废治废”的新途径。胡罡等9研究了制药工业废渣龟裂链霉菌菌体对Pb2+吸附特性，发现该菌体对重金属的吸附性具有一定的选择性，吸附Pb2+的能力最强，饱和吸附量达112mg/g（PH=4），其吸附过程是一吸热过程，以单分子层吸附为主；用NaOH处理龟裂链霉菌菌体可以提高吸附Pb2+的能力，Ca2+对吸附有竞争。胡罡等10还研究了选用适当的包埋技术对龟裂链霉菌菌体进行固定，以制得Pb2+生物吸附剂用于含铅废水处理。研究发现用10%的聚乙烯醇和0.2%的海藻酸钠，在含CaCl2的饱和硼酸溶液中固定化24hr，为最佳包埋条件，包埋后的饱和吸附量达73 mg/g，比不包埋下降47.1%。 李请彪等11研究了白腐真菌菌丝球形成的物化条件及其对铅的吸附，通过选择适当的培养基和培养条件，可以形成直径在1.5-1.7mm范围内的菌丝球，菌丝球光滑均匀并具有一定机械强度，对Pb2+的吸附能力最强；用NaOH溶液对菌丝球进行处理后，对25mg/g的铅溶液的吸附率达到95%以上，这种菌丝球用于吸附水溶液中的Pb2+是可行的。 徐容12等研究了固定化产黄青霉废菌体吸附铅后的脱附平衡，研究发现 EDTA是洗脱固定化产黄青霉废菌体上所吸附Pb2+的最佳脱附剂。在保持脱附率为100%的条件下，EDTA的初浓度、固定化废菌颗粒的吸附量与最大固液比之间存在正相关关系。0.1mol/L的EDTA在脱附Pb2+时终质量浓度最高可达20 700mg/L，最大固液比可达290以上，浓缩因子可达113，对废水中的Pb2+有很好的回收作用。 2 农林废弃物 2.1 富含丹宁酸的物质 丹宁酸中多羟基酚是吸附作用的活性组分。当金属阳离子取代相邻的羟基酚时，离子交换作用发生，并形成螯合物。富含丹宁酸的物质主要有树皮、花生皮和锯末等废弃物。已有学者把一些富含丹宁酸的农业副产品用作金属吸附剂。这些物质对铅吸附的实验数据见表113。含丹宁酸物质在应用中的问题是可溶性酚引起的水变色现象。但是研究表明，一些化学预处理如甲醛、酸、碱处理可以消除有色化合物的浸渍而不会显著影响其吸附能力。虽然预处理会增加成本，但通过预处理控制颜色还是有必要的。 表1 含丹宁酸的物质吸附铅的实验数据 物质黑栎树皮花生皮红木树皮吸附Pb的能力153.3205182 2.2 木质素 木质素是从造纸厂黑液中提取出来的，它的成本比活性炭低约20倍。Srivasta 等14研究了木质素对Pb和Zn的吸附，发现在30℃时对Pb的吸附能力为1 587 mg/g，40℃时为1 865 mg/g。木质素的强吸附能力在一定程度