不同水体生物膜中各化学组分对铅的吸附作用研究

水中的底泥、悬浮物和生物膜等固相物质对重金属在水中的迁移和转化有重要影响 [1,2 ] ,而固相物质中起主要作用的是吸附能力强的铁、锰氧化物和有机质 [3,4 ] .对生物膜与重金属相互作用的研究已经有报道 [5,6] .Nelson等[3] 用吸附加和模型模拟生物膜上各组分对铅吸附 ;Dong等 [7] 用选择性萃取的方法研究生物膜各组分对铅、镉的吸附情况 ,但他们的研究均局限于单一水体 ,本文采用萃取 -吸附-统计分析的方法研究多个自然水体生物膜中铁、锰氧化物和有机质对铅吸附的相对贡献 .1　实验部分1 .1　生物膜的培养及组分测定　选吉林省境内的净…     

聚丙烯酸对自然水体生物膜吸附镉的影响

选择聚丙烯酸(PAA)为水中溶解态高分子天然有机质的代表, 研究了PAA对自然水体生物膜吸附重金属Cd的影响, 包括不同浓度的PAA对吸附的影响, PAA对特定pH下吸附等温线的影响以及不同pH下按不同顺序添加PAA时对吸附的影响. 研究结果表明, PAA的存在一般会降低生物膜对Cd的吸附, 其影响程度与PAA的浓度、 溶液pH、 吸附顺序及生物膜厚度等有关. PAA与Cd的浓度比越高, 其对吸附的影响越显著. 吸附溶液pH越高, PAA的影响越显著. 吸附顺序对吸附的影响在pH较低时不明显, 当pH较高时, 先加PAA后加Cd及两者同时吸附时对吸附的降低作用接近且较大, 先加Cd后加PAA时对吸附的降低作用相对较小. 生物膜较薄时PAA的影响更显著. PAA对生物膜吸附Cd的影响主要由PAA与生物膜之间对Cd的竞争以及三元表面配合物的生成与吸附2种因素共同决定. 高pH会促进PAA与Cd的配合而不利于带负电的配合物在生物膜上的吸附.     

溶解有机质对光照自然水体生物膜体系中H2O2生成的影响

通过模拟实验研究了生物膜胞外聚合物(EPS)和乙二胺四乙酸(EDTA) 2种典型溶解有机质(DOM)成分对自然水体生物膜体系中过氧化氢(H₂O₂)生成特征的影响, 并研究了体系初始pH值、 DOM浓度、 溶解氧(DO)等因素的影响. 结果表明, DOM的存在对自然水体生物膜体系中H₂O₂的生成有明显影响. 光照能促使EPS产生H₂O₂, 而EPS的存在对生物膜产生H₂O₂的直接影响不显著, EPS与生物膜共存体系中的H₂O₂由二者共同产生; EDTA本身不产生H₂O₂, 且对H₂O₂分解影响很小, 但会显著抑制生物膜产生H₂O₂, 且浓度越高抑制作用越明显. 体系pH值、 DOM浓度和DO均能不同程度影响EPS产生H₂O₂及EDTA抑制生物膜产生H₂O₂的作用.     

自然水体生物膜体系中过氧化氢浓度的影响因素

以过氧化氢(H₂O₂)为自然水体生物膜产生的活性氧(ROS)的代表, 通过模拟实验, 研究了水-自然水体生物膜体系中光/暗变化、 生物膜的避光预处理与数量、 有机配体和pH值对体系中H₂O₂浓度的影响. 结果表明, 光照可快速增加体系中H₂O₂浓度, 光照转为无光时体系H₂O₂浓度下降(约为光照时的2/3); 避光预处理会显著降低体系中H₂O₂的产生速率和浓度; 生物膜数量的增减会导致体系H₂O₂浓度的相应增减; 有机配体的存在会使体系内H₂O₂浓度下降(约1/2~1/3); pH=7和5的体系中H₂O₂的浓度高于pH=9的体系(高出约1.5倍). 上述各因素主要通过影响生物膜生产H₂O₂、 H₂O₂自然分解和生物膜去除H₂O₂ 3种作用来影响体系H₂O₂浓度.     

镉在自然水体生物膜生长过程中的积累

镉在自然水体生物膜生长过程中的积累;吸附性积累     

自然水体中生物膜不同化学组分与铅、镉最大吸附量的关系

生物膜存在于河流、湖泊和湿地环境中岩石和表层沉积物表面上 ,并由地球上不同种类的微生物组成 [1,2 ] .大量证据表明 ,生物膜在决定水环境中痕量金属的迁移、最终归宿、生物地球化学特性、生物可利用性和毒性过程中起着非常重要的作用 .因此 ,研究生物膜对痕量金属的吸附、预测重金属在水环境中的迁移转化规律具有重要的理论意义 .从环境化学角度看 ,生物膜上的主要成分铁氧化物、锰氧化物和有机质一直被认为是影响痕量金属在固体表面吸附的 3个最重要的因素[3] .有的文献认为 ,金属氧化物是痕量金属吸附唯一最重要的决定因素 [4 ,5] ,有…     

铁、锰氧化物在自然水体生物膜上的分布

在自然水体中 ,生物膜是一个开放的动力学系统 ,生物膜的形成及其组分处于动态的变化中——水环境中的各种成分在生物膜上发生着合成、聚结、转化、降解等作用 ,从而成为生物膜的一部分 ,还会随着生物膜的脱落重新进入水相中 ,所有这些变化 ,与生物膜本身的性质是分不开的 [1～ 3] 。从环境化学角度看 ,自然水体中生物膜主要化学组分包括金属氧化物 (铁氧化物、锰氧化物和铝氧化物等 )、有机质及少量的矿物质 ,其中 ,铁、锰氧化物在影响痕量重金属在水环境中的迁移、最终归宿、生物地球化学特性、生物可利用性和毒性过程中起着非常重要的作…     

光照下自然水体生物膜产生H2O2及其对十二烷基苯磺酸钠降解的影响

通过模拟实验研究了不同活性的自然水体生物膜在光照条件下生成过氧化氢(H₂O₂)的反应. 并研究了光照对自然水体生物膜体系中十二烷基苯磺酸钠(SDBS)降解的影响, 结合无生物膜H₂O₂溶液中SDBS的降解实验, 验证了H₂O₂对SDBS降解的作用. 结果表明, 具有生物活性的生物膜可以生成H₂O₂, 而无活性和光合作用受到抑制的生物膜则不能生成H₂O₂; 光照条件下, 生物膜体系中SDBS的降解量明显高于无光照条件下的; 光照和Fe²⁺对H₂O₂降解SDBS有促进作用.     

化学物质与生物膜相互作用的液晶态构象研究

采用近代物理技术对化学物质与生物膜相互作用的液晶态构象进行了研究.结果表明:在外界环境的影响下,生物膜的液晶态可以从双层相变成非双层相.这些非双层相除常见的立方相、六角形相外,还存在一些更复杂的中间相,即片层立方相、片层六角相和立方六角相结构.实验发现,化学物质有使生物膜的液晶态趋于形成非双层相的作用.其离子半径、分子间van der Waals力、静电力、以及pH值的大小对生物膜的液晶态结构都有一定的影响     

自然水体生物膜吸附Co,Ni和Cu的特征研究

研究了在自然水体中培养的生物膜吸附Co,Ni和Cu等3种重金属的热力学和动力学特征,并对生物膜吸附各重金属的热力学数据进行了非线性拟合.结果表明,3种重金属的吸附过程均符合Langmuir吸附等温曲线.在溶液中重金属浓度<0.5μmol/L时,生物膜对3种重金属元素的吸附能力顺序是Co>Cu>Ni;在重金属浓度>0.5μmol/L时,顺序是Cu>Co>Ni.对动力学数据进行非线性拟合的结果表明,生物膜对Co,Ni和Cu的吸附均在数小时内达到平衡,吸附过程符合Langmuir等动力学曲线.     

Comparison of Pb, Cd Adsorption to Surface Coatings Developed in Natural Waters with that in Plant Effluents

The comparative studies of Pb and Cd adsorption to the surface coatings (Fe, Mn, AI oxides, organic materials, and associated minerals), which were developed on glass slides in five natural and two technical waters (plant effluents), were carried out under controlled |aboratory conditions(mineral salts solution with defined speciation, ionic strength 0.05 mol/L, 25 ℃ and pH 6. 0). The classical Langmuir adsorption isotherm was applied to estimating the equilibrium coefficients of Pb and Cd adsorption to the surface coat-ings. The results show that the maximum adsorption of Pb and Cd to the surface coatings mentioned above varied widely. There was a systemic increase in the maximum adsorption of Pb and Cd to the surface coatings with increasing the contents of Mn and Fe oxides in the surface coatings in significant correlation, respective-ly, not only highlighting the relative importance of the metal oxide fraction for Pb and Cd adsorption to the surface coatings developed in natural and technical water samples, but also implying the same adsorption mechanisms of Pb and Cd to the surface coatings developed both in natural and technical water samples.     

Pb,Cu和Zn在自然水体生物膜中铁/ 锰氧化物等组分上的富集规律

用选择性萃取法萃取天然基质采集的生物膜中的铁/锰氧化物, 考察生物膜上铁/锰氧化物对水体中Pb, Cu及Zn的富集作用. 结果表明, 锰氧化物对生物膜富集Pb起主要作用, 而铁氧化物和除铁/锰氧化物以外的以有机质为主的其它组分的作用很小; 膜上其它组分对Cu的富集贡献较大, 锰氧化物的贡献与铁氧化物的接近; 锰氧化物对Zn的富集贡献最大, 铁氧化物和其它组分的贡献比较接近. 锰氧化物对Pb, Cu及Zn的富集能力分别高于铁氧化物的富集能力, 铁氧化物和锰氧化物对3种金属富集能力的大小顺序分别是Zn>Cu>Pb和Zn>Pb≥Cu.     

Changes in Chemical Composition of Natural Waters in Response to Technogenic Load (the Case of Tomsk City,Russia)

The article provides the analysis of chemical composition of the ground and surface waters on the left bank of the river Tom’ within Tomsk area. This study is being conducted in context of active development of the area. The results obtained are compared with the analysis data of the earlier periods. It is concluded that the closed lakes have more changes in water chemical composition, which is caused by increasing content of petrochemicals, heavy metals, phosphorus and nitrogen compounds due to growing economical activities near the water bodies.     

天然水体底质中腐植酸的光谱表征

分别用紫外-可见光谱、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、三维荧光光谱和荧光等高线谱对提取的腐植酸和商品腐植酸进行了表征，并将分析结果与Aldrich和上海试剂二厂生产的腐植酸进行了比较。结果表明：3种底质腐植酸之间以及同商品腐植酸的紫外-可见光谱、傅立叶变换红外光谱(FTIR)相似，含有相同类型的官能团。对不同腐植酸的三维荧光光谱和荧光等高线谱的分析表明其在结构上存在一定的差异；腐植酸有较明显的荧光光谱特性，可以尝试使用三维荧光光谱技术来揭示其在结构上的差异。     

天然水体中痕量汞的形态分析方法研究

天然水体中汞的含量仅为ng/L级，不仅难以测出，而且在测定过程中极易受到干扰；利用两次金汞齐的预富集方法与原子荧光法结合的技术，作者建立了天然水体超痕量不同形态汞的准确分析方法；该方法的检出限达到了0．02ng／L，实验平均回收率为101%；该方法也适用于其它低汞含量水样(包括稀释后的污水及化工废水)中汞的形态分析。     

Integrated Microanalytical System for Simultaneous Voltammetric Measurements of Free Metal Ion Concentrations in Natural Waters

A complexing gel integrated microelectrode (CGIME) for direct measurements of free metal ion concentrations in natural waters has been developed. It is prepared by the successive deposition of microlayers of a chelating resin, an antifouling agarose gel and Hg on a 100‐interconnected Ir‐based microelectrode array. The trace metals of interest are in a first step accumulated on the chelating resin in proportion to their free ion concentration in solution, then released in acidic solution and detected simultaneously by using square wave anodic stripping voltammetry (SWASV). The reliability of this sensor for the simultaneous measurement of copper, lead and cadmium has been studied by a series of replicate laboratory tests. The proportionality between the voltammetric peak current intensity and the free metal ion concentrations in solution has been demonstrated by using malonate as a model ligand. Finally, the CGIME sensor was applied to the Cu and Pb free concentration measurement in sea water samples and the results compared to the free metal ion concentrations measured using hollow fiber based permeation liquid membrane (HF‐PLM) coupled to inductively coupled plasma mass spectrophotometer (ICP‐MS). Comparable concentration values were found for both metals with both techniques allowing to validate the CGIME measurements in complex media.     

湖水中的颗粒物对水体生物膜吸附铅、镉的影响

采用逐级过滤的方式对湖水进行过滤,并用含有不同粒径颗粒物的湖水进行生物膜的培养,以研究水中颗粒物对生物膜吸附痕量重金属的影响.研究结果表明,生物膜上铁、锰氧化物含量与水中总铁、总锰含量呈明显的线性关系,锰氧化物的含量受水中颗粒物粒径分布的影响很大.生物膜吸附铅、镉的热力学过程符合Langmuir方程,且膜上铁、锰氧化物吸附铅、镉的能力随着湖水中颗粒物粒径的减小呈增强的趋势.