磁性微球固定化啤酒废酵母对重金属铅的吸附研究文献综述

 2021-09-25 08:09

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文 献 综 述

1 研究背景与研究意义

重金属污染成为当今最重要的环境问题之一。随着工业的快速发展,伴随而来的严峻问题是水体受到了重金属的污染。重金属对生态环境影响极大,它们往往参与食物链循环并在生物体内积累[1-2],破坏生物体的正常生理代谢,严重影响了生物和人体健康。重金属具有毒性大、不易被生物代谢、易被生物富集等特点,严重威胁着人类和生物的生存。因此,采取经济而有效的方法处理重金属污水,同时达到回收贵重金属的目的,已成为当今环保领域中的一个突出问题。

铅是环境中重要的有毒污染物,铅对人类健康的危害,尤其是儿童健康的危害已引起世界各国学者的广泛关注。铅对健康的潜在危害,也日益引起人们的关注,铅对人体的所有器官都能够造成损害。

随着环保要求的日益提高,重金属污水的治理已经开始进入清洁生产、总量控制和循环经济整合阶段。推行清洁生产、实施循环经济,可从源头上削减重金属污染物的产生量,提高资源的转化率和循环利用率,同时采用全过程控制,结合污水综合治理工艺,最终实现污水零排放的目的。多数重金属价格昂贵,如将污水中的重金属作为一种资源来回收,则不但解决了重金属污染的问题,还会产生一定的经济效益。

2 研究方法的确定

2.1 生物吸附重金属

重金属废水主要来源于电镀、采矿、冶炼、化工、纺织、印染、化纤等行业[3]。由于重金属的来源不同,种类不同,且在溶液中存在形态不同,因而处理方法也不同。大体上可以分两类:一类是通过各种外力作用,把有害物从废水中分离出来,称为分离法。另一类是通过化学或生化的作用,使其转化为无害的物质或可分离的物质,后者再经过分离予以除去,称为转化法[4]。传统的处理重金属废水的方法主要有沉淀法、氧化原法、离子交换法、电化学处理法和膜技术等。尤其当废水中重金属浓度很低时,采用上述传统的方法可能低效或者不合算,而生物吸附法则更为有效[5-7]

所谓生物吸附,是指生物材料对污染物(包括金属离子)的结合作用。生物材料集重金属的方式是通过两种不同的机制进行的,分为主动富集和被动富集。主动生物体在生命过程中通过新陈代谢富集重金属,主动富集需要能量,这个过程称为生物积累。被动富集不仅能在活的生物体细胞表面,而且还能在死的生物体细胞表面进行。习惯上人们把这两种机制笼统地称为生物吸附。由于在治理含重金属废水方面的有效性和经济性上的可行性,生物吸附法在去除重金属废水方面向传统的方法提出了挑战。

在含重金属离子的废水处理方法中,生物吸附法与传统的非生物吸附法相比,其主要优点在于:在低浓度下,金属可以被选择性的去除;节能、处理效率高;操作的pH值和温度条件范围宽;易于分离回收重金属;吸附剂易再生回用;能利用从工业发酵工厂及废水处理厂排放出的大量的微生物菌体;对钙,镁等常见盐度离子吸附量小;投资小,成本低廉,运行费用低[5] [8]

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