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关键词：
氮沉降,森林土壤,土壤呼吸,Q10,北亚热带
发表时间：
2012-08-22 09:37:11
毛木耳和白木耳子实体对Cd_Cu_Pb_和Zn_的吸附特性研究
贺文波 | -> | 1710| 3| 0.427991MB |重金属,生物吸附,大型真菌子实体,毛木耳,白木耳
摘要:通过批量实验研究了毛木耳( Auricularia polytricha) 子实体和白木耳( Tremella fuciformis) 子实体对水溶液中不同浓度的Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ) 的吸附能力和吸附动力学特性. 此外，研究了多种离子共存对吸附效果的影响，以及吸附剂在多重金属混合溶液中对各重金属离子的吸附量大小顺序. 结果表明，毛木耳子实体对单金属溶液中Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ) 的最大吸附量分别为18. 91、18. 69、20. 33 和12. 42 mg·g － 1 ，最大去除率在实验设置条件下均在85% 以上;白木耳子实体对单金属溶液中Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ) 的最大吸附量分别为19. 98、20. 15、19. 16 和16. 41 mg·g － 1 ，最大去除率在实验条件下均在75% 以上. 在初始浓度分别为10、50 和100 mg·L － 1 的溶液中，随初始浓度的增加，菌体对重金属的吸附量增加，但去除率下降. 准二阶模型比准一阶模型能更好地描述吸附动力学过程. 2 种吸附剂对多金属溶液中重金属离子吸附量的大小均呈现Pb(Ⅱ) > Cu(Ⅱ) > Zn(Ⅱ) > Cd(Ⅱ) 的吸附规律，电负性大的金属离子被优先吸附. 溶液中其它重金属离子的存在使白木耳子实体对Pb(Ⅱ) 的吸附量上升，而使毛木耳子实体对4 种离子和白木耳子实体对其它3 种离子的吸附量下降. 研究发现，毛木耳和白木耳子实体都是潜在的生物吸附剂.
富含多种重金属离子的工业废水的排放已对人类健康和生态系统造成了严重的危害［1］，因此，如何去除废水中的重金属是目前研究的热点［2］. 传统处理技术包括化学沉淀、离子交换、电化学处理、反渗透、膜技术等方法，但成本较高，难以进行大规模应用，而且不适用于低浓度重金属废水的处理［3，4］.生物吸附技术是可用于低浓度重金属废水处理的理想工艺［2］. 大型真菌子实体是潜在的生物吸附剂，具有以下优点:吸附量较高;吸附反应较迅速，操作较简便;来源广泛、稳定，繁殖生长较快，价格较低廉;体积大且质地坚韧，无需固定化处理［2，5，6］，易与污水分离.
近年来，大型真菌子实体吸附重金属的能力得到越来越多的证实. 1995 年，Muraleedharan 等［5］对15 种大型真菌子实体进行了吸附Cu(Ⅱ) 的研究.2001 ～ 2008 年，先后有血红密孔菌( Pycnoporus sanguineus)、大孢蘑菇( Agaricus macrosporus) 和粗毛针孔菌( Inonotus hispidus) 等大型真菌子实体作为生物吸附剂的报道［7 ～ 9］. 2009 年，赭盖鹅膏( Amanita
rubescens)、牡蛎菇( Pleurotus platypus ) 和侧耳菌(Pleurotus mutilus) 等大型真菌子实体对水溶液中重金属离子吸附能力的报道相继发表［10 ～ 12］. 这些报道侧重通过批量实验研究其最大理论吸附量及其最佳环境因子，包括重金属溶液的成分和浓度、吸附过程的化学物理环境条件，以及吸附剂的预处理方法［3，6，8，13，14］. 准一阶模型( Pseudo-first-order model)和准二阶模型( Pseudo-second-order model) 广泛应用于对吸附动力学过程的描述和拟合［15］，因金属-吸附剂体系的不同，其拟合效果存在差别［1，3，10］. 尽管国外已有大型真菌子实体能否作为生物吸附剂的研究，并通过批量实验筛选出具有成为生物吸附剂潜力的大型真菌子实体;但我国还鲜见相关报道. 实际上，我国大型真菌种类丰富，具有很大的研究和应用优势.
Galli 等［14］和张丹等［16 ～ 18］用大型真菌毛木耳菌丝体对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ) 的吸附进行了研究，结果显示其对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ) 具有较高的吸附效果，但用大型真菌毛木耳和白木耳子实体作吸附材料处理溶液中的重金属，还鲜见报道. Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ) 和Zn(Ⅱ) 是常见的重金属污染物. 其来源广泛［19，20］，并可对人体产生严重的毒害作用［3，20，21］.因此本实验以毛木耳子实体和白木耳子实体这2 种大型真菌生物体为对象，研究其对4 种重金属:
Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ) 和Zn(Ⅱ) ，包括对单金属溶液及混合多金属溶液的吸附. 每种重金属分3 个初始浓度:10、50 和100 mg·L － 1 ，并对每个浓度设定一系列反应时间，对重金属的吸附动力学过程进行研究. 通过这一系列实验探讨所采用的大型真菌生物体对各重金属的吸附特性，进而分析外界因素( 浓度、反应时间、共存的其他离子等) 对吸附效果的影响，确定其吸附重金属的最适条件，挖掘该生物吸附材料高效、快捷处理废水中重金属的潜力，为使用毛木耳子实体和白木耳子实体作为处理重金属污染废水的生物材料提供理论依据.
近年来，大型真菌子实体吸附重金属的能力得到越来越多的证实. 1995 年，Muraleedharan 等［5］对15 种大型真菌子实体进行了吸附Cu(Ⅱ) 的研究.2001 ～ 2008 年，先后有血红密孔菌( Pycnoporus sanguineus)、大孢蘑菇( Agaricus macrosporus) 和粗毛针孔菌( Inonotus hispidus) 等大型真菌子实体作为生物吸附剂的报道［7 ～ 9］. 2009 年，赭盖鹅膏( Amanita
rubescens)、牡蛎菇( Pleurotus platypus ) 和侧耳菌(Pleurotus mutilus) 等大型真菌子实体对水溶液中重金属离子吸附能力的报道相继发表［10 ～ 12］. 这些报道侧重通过批量实验研究其最大理论吸附量及其最佳环境因子，包括重金属溶液的成分和浓度、吸附过程的化学物理环境条件，以及吸附剂的预处理方法［3，6，8，13，14］. 准一阶模型( Pseudo-first-order model)和准二阶模型( Pseudo-second-order model) 广泛应用于对吸附动力学过程的描述和拟合［15］，因金属-吸附剂体系的不同，其拟合效果存在差别［1，3，10］. 尽管国外已有大型真菌子实体能否作为生物吸附剂的研究，并通过批量实验筛选出具有成为生物吸附剂潜力的大型真菌子实体;但我国还鲜见相关报道. 实际上，我国大型真菌种类丰富，具有很大的研究和应用优势.
Galli 等［14］和张丹等［16 ～ 18］用大型真菌毛木耳菌丝体对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ) 的吸附进行了研究，结果显示其对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ) 具有较高的吸附效果，但用大型真菌毛木耳和白木耳子实体作吸附材料处理溶液中的重金属，还鲜见报道. Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ) 和Zn(Ⅱ) 是常见的重金属污染物. 其来源广泛［19，20］，并可对人体产生严重的毒害作用［3，20，21］.因此本实验以毛木耳子实体和白木耳子实体这2 种大型真菌生物体为对象，研究其对4 种重金属:
Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ) 和Zn(Ⅱ) ，包括对单金属溶液及混合多金属溶液的吸附. 每种重金属分3 个初始浓度:10、50 和100 mg·L － 1 ，并对每个浓度设定一系列反应时间，对重金属的吸附动力学过程进行研究. 通过这一系列实验探讨所采用的大型真菌生物体对各重金属的吸附特性，进而分析外界因素( 浓度、反应时间、共存的其他离子等) 对吸附效果的影响，确定其吸附重金属的最适条件，挖掘该生物吸附材料高效、快捷处理废水中重金属的潜力，为使用毛木耳子实体和白木耳子实体作为处理重金属污染废水的生物材料提供理论依据.
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