國內(nèi)外處理含重金屬廢水的方法很多，一般情況下，當(dāng)廢水中重金屬濃度較高時，應(yīng)用化學(xué)法、電解法等方法效果明顯，但是當(dāng)廢水中重金屬濃度較低時，利用上述方法成本較高，經(jīng)濟(jì)效益不理想，在處理該類廢水時多利用酵母菌、藻類、谷物、霉菌等作為生物吸附劑以去除其中的重金屬離子。本試驗用釀酒酵母菌體作為吸附劑，研究了廢水pH值、吸附時間、酵母添加量等影響因素對生物吸附的影響。  

1材料和方法  

1．1實驗菌株  

釀酒酵母菌，購自中國普通微生物菌種保藏管理中心，編號為2．1188。  

釀酒酵母菌用麥芽汁液體培養(yǎng)基培養(yǎng)24h，6000r/min離心10min，去上清液，用去離子水洗滌2～3次，收集菌體備用。  

1．2試劑及儀器  

試劑：麥芽汁培養(yǎng)基，BR(阿拉丁試劑);氯化錳，四水、氫氧化鉀、乙醇、硝酸，以上均為分析純(上海國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);水為重蒸二次水。  

儀器：SP-3520AAPC原子吸收分光光度計(上海光譜儀器有限公司);C-MAGHP7控溫加熱板(德國IKA公司);XW-80A微型旋渦混合儀(上海滬西分析儀器廠);85-2型恒溫磁力攪拌器(上海司樂儀器廠);HS-2102恒溫?fù)u床(上海和呈儀器廠);Allegra64R離心機(jī)(BECKMANCOULTER公司)。  

1．3Mn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制  

用去離子水將分析純MnCl2·4H2O配制為Mn2+質(zhì)量濃度為1000mg/L的儲備液。實驗設(shè)計為：檢測標(biāo)準(zhǔn)設(shè)為5個，各標(biāo)準(zhǔn)中Mn2+的質(zhì)量濃度依次為0，1，2，4，6μg/mL。根據(jù)該設(shè)計用去離子水進(jìn)一步稀釋成實驗需要的Mn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液。  

1．4吸附試驗  

用移液槍定量吸取已知Mn2+質(zhì)量濃度的溶液于250mL錐形瓶中，加入定量的菌體，在控溫磁力攪拌器上進(jìn)行吸附實驗，測定吸附前后溶液中Mn2+質(zhì)量濃度的變化。  

1．5測定及計算方法  

樣品溶液中Mn2+濃度用原子吸收分光光度計測定。原子吸收方法的應(yīng)用，關(guān)鍵的一點是標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立，與之相對應(yīng)的是標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制。本研究使用原子吸收分光光度系統(tǒng)SP-3520AAPC測定標(biāo)樣，應(yīng)用機(jī)內(nèi)設(shè)置的多項式擬合的濃度最小二次法擬合標(biāo)樣測定結(jié)果，得到擬合曲線圖，具體如圖1所示。  

由圖1可見，A=0．0085C2+0．2357C+0．0205，相關(guān)系數(shù)R能達(dá)到0．9993，證明多項式的擬合能準(zhǔn)確地符合原子吸收的實際變化趨勢，測定結(jié)果準(zhǔn)確可信。  

2結(jié)果與分析  

2．1溶液pH值對吸附效果的影響  

在溫度為25℃，Mn2+初始質(zhì)量濃度4μg/mL，釀酒酵母添加量為6．0g/L，攪拌時間為60min條件下，考察溶液pH值對吸附效果的影響。實驗結(jié)果如圖2所示。  

由圖2可見，隨著溶液pH值的升高，釀酒酵母對Mn2+的吸附率隨之增加，但pH值與吸附率之間并不呈簡單的線性關(guān)系，當(dāng)pH=2時，釀酒酵母對Mn2+的吸附率很小，當(dāng)pH值從2升至4時，釀酒酵母對Mn2+的吸附率迅速增加，當(dāng)pH=5時，釀酒酵母對Mn2+的吸附效果最佳，此后，吸附率又隨著溶液pH值的升高而減小。這是由于pH值影響吸附劑表面電荷，當(dāng)pH很低時，溶液中大量存在的水合氫離子會與金屬離子競爭細(xì)胞壁上吸附活性位點，并使菌體細(xì)胞壁質(zhì)子化，增加細(xì)胞表面的靜電斥力，使得吸附率較低。隨著溶液pH值的升高，超過菌體表面的等電點，菌體表面的負(fù)電荷增加，吸附率隨之增加，當(dāng)溶液pH較高，達(dá)到了Mn2+的沉淀平衡常數(shù)，Mn2+會形成氫氧化錳的微沉淀沉積在菌體表面，從而造成吸附率減小。  

2．2吸附時間對吸附效果的影響  

在溶液pH值為5，作用溫度為25℃，Mn2+初始質(zhì)量濃度4μg/mL，釀酒酵母添加量6．0g/L條件下，考察不同吸附時間對吸附效果的影響，實驗結(jié)果如圖3所示。  

由圖3可見，吸附過程分成兩個階段：第一階段是開始吸附快速且吸附率較高階段;第二階段是吸附率增速變緩的階段，吸附進(jìn)行到60min以后，吸附基本達(dá)到平衡，60min時的吸附率約為120min時的94%。這表明生物吸附劑吸附Mn2+的吸附過程是快速表面吸附過程。  

2．3釀酒酵母添加量對吸附效果的影響  

在溶液pH值為5，作用溫度為25℃，吸附時間為60min，Mn2+初始質(zhì)量濃度為4μg/mL條件下，考察釀酒酵母添加量對吸附效果的影響，實驗結(jié)果如圖4所示。  

由圖4可見，當(dāng)其余條件一定時，隨著釀酒酵母添加量的增加，釀酒酵母對Mn2+的吸附率增加，當(dāng)釀酒酵母的添加量達(dá)到8g/L時吸附效果最佳，此時Mn2+的吸附率達(dá)到70%。  

3結(jié)論  

釀酒酵母對Mn2+具有較好的吸附作用，其吸附能力受到廢水pH值、吸附時間及菌體濃度等條件的影響。弱酸性條件下有利于釀酒酵母對重金屬Mn2+的吸附。  

利用釀酒酵母作吸附劑處理含Mn2+廢水具有高效、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點，特別是對于處理傳統(tǒng)方法不能處理的低濃度重金屬廢水具有獨特的應(yīng)用價值。它既可充分利用環(huán)境資源，又能達(dá)到以廢治廢的目的，因此是一種應(yīng)用前景很廣闊的重金屬廢水的處理手段。

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