自然科学微生物吸附剂.pptx
《自然科学微生物吸附剂.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《自然科学微生物吸附剂.pptx(39页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2024/4/8 周一1一、重金属毒性物质一、重金属毒性物质 n重金属与一般耗氧的有机物不同,在水体中不能为微生物所降解,只能产生各种形态之间的相互转化以及分散和富集,这个过程称之为重金属的迁移。重重金金属属会会通通过过食食物物链链的的生生物物放放大大作作用用危危害害人人类类健健康康2024/4/8 周一3 微量、痕量的重金属即微量、痕量的重金属即具有潜在的危险性:震惊世具有潜在的危险性:震惊世界的水俣病、骨痛病事件。界的水俣病、骨痛病事件。闻名世界的日本环境污染事闻名世界的日本环境污染事件:集体发疯事件(件:集体发疯事件(锰锰 中中毒)毒)、水俣病事件、水俣病事件(甲基汞)(甲基汞)、痛痛病
2、事件(、痛痛病事件(镉中毒)镉中毒)骨痛病2024/4/8 周一4传统的处理方法:传统的处理方法:化学沉淀法:化学沉淀法:如石灰沉如石灰沉淀法,易造成二次污染淀法,易造成二次污染离子交换法:离子交换法:离子交换树离子交换树脂价格高脂价格高电解法:电解法:常用于电镀废水,常用于电镀废水,不能将金属离子浓度降到很不能将金属离子浓度降到很低低膜分离:膜分离:成本高成本高选择性低,能耗大,运行选择性低,能耗大,运行费用高,当水中的重金属浓费用高,当水中的重金属浓度较低时度较低时,去除率不高。去除率不高。离子交换2024/4/8 周一5目前新兴的去除技术目前新兴的去除技术生物吸附生物吸附 生物吸附生物吸
3、附利用生物体及其衍生物来吸附水利用生物体及其衍生物来吸附水中重金属的过程。中重金属的过程。(1)在低浓度下(在低浓度下(1100mg/L),金属可以被选择金属可以被选择性的去除性的去除;(2)节能、处理效率高节能、处理效率高;(3)操作时的操作时的pH值和温度条件范围宽值和温度条件范围宽pH=39,T=4 90;(4)易于分离回收重金属易于分离回收重金属;(5)其原材料来源丰富其原材料来源丰富,吸附剂易再生利用。吸附剂易再生利用。2024/4/8 周一62024/4/8 周一7二、生物吸附的原理二、生物吸附的原理1.生物累积与生物吸着生物累积与生物吸着生物吸着:生物吸着:不包括生物的新陈代谢和
4、主动运输过不包括生物的新陈代谢和主动运输过程,而是程,而是通过离子交换、络合、协同、螯合、物通过离子交换、络合、协同、螯合、物理吸附、沉淀等方式去除溶液中的金属理吸附、沉淀等方式去除溶液中的金属。生物累积生物累积:微生物活细胞微生物活细胞利用生物新陈代谢作用利用生物新陈代谢作用产生的能量,通过主动运输等方式,把金属离子产生的能量,通过主动运输等方式,把金属离子输送到细胞内部。输送到细胞内部。2024/4/8 周一8(1)胞外富集)胞外富集/沉淀沉淀(2)细胞壁表面发生吸附或络合反应细胞壁表面发生吸附或络合反应细胞壁细胞壁表面络合表面络合离子交换离子交换氧化还原作用氧化还原作用无机微沉淀作用无机
5、微沉淀作用(3)酶促)酶促(胞内吸附胞内吸附/沉淀沉淀/转化):转化):活性生物细活性生物细胞对金属的吸附与细胞上某种酶的活性有关;胞对金属的吸附与细胞上某种酶的活性有关;2.生物吸附的机理生物吸附的机理2024/4/8 周一9胞外富集胞外富集nFrancisFrancis发现有些细菌在生长过程中释放出的蛋白发现有些细菌在生长过程中释放出的蛋白质能使溶液中的质能使溶液中的CdCd2+2+,Hg,Hg2+2+,Cu,Cu2+2+,Zn,Zn2+2+形成不溶性的形成不溶性的沉淀而被除去。沉淀而被除去。n活性污泥和细菌产生的胞外多糖在金属分离中发活性污泥和细菌产生的胞外多糖在金属分离中发挥作用。尽管
6、这些聚合物主要是中性多糖挥作用。尽管这些聚合物主要是中性多糖,但它们但它们同样也含有如糖醛酸、磷酸盐等可以络合溶解金同样也含有如糖醛酸、磷酸盐等可以络合溶解金属离子的化合物。不同微生物产生的胞外多糖组属离子的化合物。不同微生物产生的胞外多糖组成不同成不同,因而不同微生物结合金属的性质也不一样。因而不同微生物结合金属的性质也不一样。微生物生长条件强烈影响胞外聚合物的组成微生物生长条件强烈影响胞外聚合物的组成,从而从而也影响金属的分离。但胞外吸附金属也影响金属的分离。但胞外吸附金属,只有在溶液只有在溶液金属浓度低时才行。金属浓度低时才行。2024/4/8 周一10细胞壁表面络合细胞壁表面络合u 络
7、合作用是金属离子与几个配基以配位键相结合络合作用是金属离子与几个配基以配位键相结合形成的复杂离子或分子的过程。形成的复杂离子或分子的过程。n当生物体暴露在金属溶液中时当生物体暴露在金属溶液中时,金属离子与细胞壁金属离子与细胞壁里的蛋白质、多糖及脂类中带负电的官能团如氨里的蛋白质、多糖及脂类中带负电的官能团如氨基、酰氨基、羧基、羟基、磷酰基和硫酸盐等络基、酰氨基、羧基、羟基、磷酰基和硫酸盐等络合而形成络合物,其中氮、氧、磷、硫作为配位合而形成络合物,其中氮、氧、磷、硫作为配位原子与金属离子配位络合。原子与金属离子配位络合。2024/4/8 周一11细胞壁在细胞吸附重金属离子的同时细胞壁在细胞吸附
8、重金属离子的同时,伴随有伴随有其它阳离子被释放。其它阳离子被释放。以海藻酸盐以海藻酸盐NaAlgNaAlg为例来说明二价金属离子为例来说明二价金属离子(Me(Me2+2+)与多糖之间的离子交换:与多糖之间的离子交换:2NaAlg+Me2NaAlg+Me2+2+Me(Alg)Me(Alg)2 2 十十 2Na2Na+然而交换下来的离子总量只占金属离子的总吸然而交换下来的离子总量只占金属离子的总吸附量的一小部分,说明离子交换并非主要吸附机理。附量的一小部分,说明离子交换并非主要吸附机理。2024/4/8 周一12离子交换是与细胞物质结合的金属离子被另一些结离子交换是与细胞物质结合的金属离子被另一些
9、结合能力更强的金属离子代替的过程。有毒的重金合能力更强的金属离子代替的过程。有毒的重金属离子与细胞物质具有很强的结合能力,因此,属离子与细胞物质具有很强的结合能力,因此,离子交换在重金属废水的处理中具有特别重要的离子交换在重金属废水的处理中具有特别重要的意义。意义。例如,多糖是褐藻和红藻的结构成分,大多数天例如,多糖是褐藻和红藻的结构成分,大多数天例如,多糖是褐藻和红藻的结构成分,大多数天例如,多糖是褐藻和红藻的结构成分,大多数天然存在的海藻多糖是以然存在的海藻多糖是以然存在的海藻多糖是以然存在的海藻多糖是以NaNa+、KK+、CaCa2+2+、MgMg2+2+离离离离子的盐形式存在。二价金属
10、离子能够与这些多糖子的盐形式存在。二价金属离子能够与这些多糖子的盐形式存在。二价金属离子能够与这些多糖子的盐形式存在。二价金属离子能够与这些多糖的阳离子发生离子交换。的阳离子发生离子交换。的阳离子发生离子交换。的阳离子发生离子交换。离子交换离子交换2024/4/8 周一13氧化还原n变价金属离子在具有还原能力的生物体上吸附,有可能发生氧化还原反应,2024/4/8 周一14无机微沉淀作用无机微沉淀作用n通常,易水解而形成聚合水解产物的金属离子在细胞表面易形成无机沉淀物。2024/4/8 周一15三、生物吸附剂三、生物吸附剂1.吸附剂的选择吸附剂的选择:只有与金属结合能力强和选择性高的生物材料才
11、能应用于实际(1)种类种类:(2)选择原则:p3502.生物吸附剂的制备生物吸附剂的制备:酸、碱、加热等预处理酸、碱、加热等预处理3.3.生物吸附的影响因素生物吸附的影响因素2024/4/8 周一16 革兰氏阳性菌中革兰氏阳性菌中,细胞壁细胞壁90%由肽聚糖组成由肽聚糖组成,另一组分另一组分为磷壁酸。磷壁酸是一种酸性多糖为磷壁酸。磷壁酸是一种酸性多糖;在革兰氏阴性菌中在革兰氏阴性菌中,除肽除肽聚糖外还有另一层壁物质脂多糖组成。聚糖外还有另一层壁物质脂多糖组成。细菌与重金属的吸附作用位点是细胞壁上的细菌与重金属的吸附作用位点是细胞壁上的羧基和氨基羧基和氨基或结构蛋白上的或结构蛋白上的N,P,O等
12、原子等原子。蛋白质G+G-a.细菌细菌:2024/4/8 周一17 芽孢杆菌属的菌株都芽孢杆菌属的菌株都有强大的吸附金属的能力。有强大的吸附金属的能力。用地衣芽孢杆菌吸附用地衣芽孢杆菌吸附Pb2+时,时,45min吸附量可达吸附量可达224.8mg/g。多粘芽孢杆菌。多粘芽孢杆菌对铜有潜在的吸附能力对铜有潜在的吸附能力,吸吸附量可达附量可达62.72mg/g。用死芽孢杆菌制成了商用死芽孢杆菌制成了商业用途的球状的生物吸附业用途的球状的生物吸附剂剂AMTBIO CLA IM,并并已获得了专利。已获得了专利。2024/4/8 周一18b.真菌真菌:几丁质是许多真菌细胞壁的结构物质几丁质是许多真菌细
13、胞壁的结构物质,其它的其它的葡聚糖葡聚糖,如甘露聚糖等可替代几丁质存在于某些真菌的细如甘露聚糖等可替代几丁质存在于某些真菌的细胞壁中胞壁中,真菌的细胞壁通常含真菌的细胞壁通常含80%90%的多糖。在重金的多糖。在重金属的吸附过程中属的吸附过程中,起主要作用的是几丁质和葡聚糖。起主要作用的是几丁质和葡聚糖。酿酒厂的废菌体啤酒酵酿酒厂的废菌体啤酒酵母母,它可以吸附多种重金属离它可以吸附多种重金属离子和放射性元素子和放射性元素,而且水中的而且水中的一些常见的离子一些常见的离子K+、Na+、Ca2+、Mg2+及盐度对吸附的及盐度对吸附的影响很小或不影响。影响很小或不影响。2024/4/8 周一19青青
14、霉霉 对对Pb2+和和Cd2+有很好的回收作用,有很好的回收作用,还是一种很有前途还是一种很有前途的处理核工业的放的处理核工业的放射性废水的吸附剂。射性废水的吸附剂。根根霉霉曲霉(发辫状)酱油曲霉对酱油曲霉对Pb2+和和Cd2+的吸附率分别的吸附率分别为为69.76%和和72.28%,米曲霉为米曲霉为60.64%、81.34%,无花果曲霉对铅的无花果曲霉对铅的吸附率可达吸附率可达92.44%。2024/4/8 周一20c.藻类 藻类的细胞壁在多数情况下是由纤维素形成的网状结构构成,含有丰富的多糖,多糖带负电,可以通过静电引力与许多金属离子相结合。斜生栅藻斜生栅藻对对UO22+吸附是一个快速而不
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 自然科学 微生物 吸附剂
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【胜****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【胜****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。