文档介绍：沉水植物龙须眼子菜(Potamogeton pectinatus)
对镉、铅的吸附特性
彭克俭1, 2,秦春2,游武欣2,沈振国2*
1. 湖南省环境保护科学研究院, 湖南长沙 410004;2. 南京农业大学生命科学院, 江苏南京 210095
摘要:采用龙须眼子菜(Potamogeton pectinatus)干样为实验材料,研究了龙须眼子菜对溶液中镉、铅吸附的基本特征。相同浓度不同时间条件下的吸附实验结果显示,龙须眼子菜对溶液中镉、铅离子的吸附速度很快,大约20 min就能达到平衡,吸附的限速过程是小孔扩散过程,随着时间的延长,吸附的动力学特征可用假二次方程描述。相同时间不同浓度条件下的吸附实验结果显示,龙须眼子菜对镉、铅的最大吸附量分别能达到32 368和24 776 mg·kg-1,吸附的浓度动力学特征符合Langmuir曲线方程。所有结果都表明,龙须眼子菜能有效地从溶液中去除镉和铅,可以用于水体镉、铅污染的植物修复,也可把龙须眼子菜干样作为一种新的吸附剂用于去除工业废水中的镉和铅。
关键词:龙须眼子菜;吸附;镉;铅;Langmuir曲线方程;假二次方程
中图分类号:X173 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2007)06-1654-06
随着电子、电镀、印染、制革、矿产品开采与加工等与金属有关工业的发展,土壤和水体中的重金属污染已成为重要的环境问题,直接或间接地威胁着人类健康。一些污染严重的地区,供水水源发生危机,人们不得不寻找安全水源。在水资源愈来愈紧缺的形势下,水污染的控制和治理已引起社会各界人士的巨大关注。重金属离子的沉积、氧化、还原、萃取、交换、渗透、吸附等方法和技术都已应用于水污染的控制与治理[1- 2]。其中吸附法是已得到公认的一种方法,而活性炭则是最为常用的一种吸附剂,但成本太大,长期以来活性炭来吸附法难于实施和运用。因此寻找合理、廉价、高效、安全、环保的水污染治理方法已成为人们关注的焦点。随着植物修复技术在污染土壤修复实践中的成功应用和推广,这一技术也为水污染控制和治理开辟了新的途径。
研究表明,水生植物不管是活的还是死的都能吸附并积累重金属,因此用水生植物去除废水中重金属的方法已受到人们的重视[3-4]。许多水生植物如Potamogeton lucens、Salvinia herzogoi、Eichhorinia crassipes、Myriophyllum spicatum、Ceratophyllum demersum等对水溶液中重金属离子的去除能力都已被研究并得到证实[5-6]。不同种类和不同生活状态的水生植物吸附和去除重金属的方式不同,目前水生植物吸附和去除重金属的机制还不是很清楚。Veglio和Beolchini[7]认为水生植物细胞对金属离子的吸收分几个步骤:⑴金属离子在细胞外沉积;⑵细胞表面对金属离子的吸附;⑶金属离子在细胞内的积累。也就是说水生植物对金属离子的吸收包括两个过程即起初的快速且可逆的结合过程(即生物吸附)和后来缓慢不可逆的离子积累过程(即生物积累)。Wang等[6]则认为金属离子是通过离子交换吸附作用和离子螯合作用而最终在细胞内积累的。Schneider等[8]为了弄清水生植物对重金属吸收是否发生了交换吸附和表面沉积作用,对该过程进行了广泛研究,结果发现水生植物对重