对镉高抗性及吸附性的鲁氏酵母突变株的选育

利用紫外线诱变选育鲁氏酵母(CICC1379)镉高抗性及其生物吸附能力的菌株。采用最低抑菌浓度(MIC)法测定鲁氏酵母菌的镉抗性,用含Cd2+的平板筛选出3株明显高于亲株镉抗性的突变株,即Cd102、Cd103、Cd104,这些突变体的镉抗性分别为26、12、14 mg/L,明显高于亲株的镉抗性(6 mg/L)。遗传稳定实验证明,突变株Cd102的镉抗性具有较高的遗传稳定性。突变株Cd102的生物吸附性也有相应的提高,并且在中低浓度Cd2+脱除方面表现出更强的吸附能力,对Cd2+浓度为0.775、3.205、6.843、36.335 mg/L溶液的脱除率分别为76.47%、69.99%、64.01%和51.79%,较亲株分别提高了7.01%、12.85%、15.3%和8.65%。突变株Cd102在中低浓度镉溶液的脱除方面表现出更强的吸附能力。     

芹菜渣对Pb~(2+)的吸附

采用静置吸附法,以芹菜渣为生物吸附剂,研究了其对Pb2+的吸附作用、吸附过程的影响因素、热力学和动力学行为。结果显示:芹菜渣对Pb2+的吸附率随其粒径的减小而增大;Pb2+初始浓度相同时,吸附率随芹菜渣加入量的增加而增大,芹菜渣加入量相同时,吸附率随Pb2+初始浓度的增加而增大;正交试验得到3因素对吸附效果的影响程度顺序为pH值>时间>温度,最优吸附条件为pH值4、吸附温度50℃、吸附时间5 h;芹菜渣对Pb2+的吸附以单分子层吸附为主,Freundlich吸附等温式能较好的描述其吸附热力学情况;芹菜渣对Pb2+吸附先是快速吸附,吸附时间超过40 min后为慢速吸附,芹菜渣对Pb2+的吸附动力学可以用二级动力学模型描述;对于50 mg/L的Pb2+溶液,芹菜渣为吸附剂时的最佳固液比为15 g/L;芹菜渣对低浓度(≤20 mg/L)Pb2+溶液的吸附效果好于活性炭。     

啤酒酵母菌对铜离子的吸附研究

采用辽宁天湖啤酒厂的啤酒酵母自制生物吸附剂,用于吸附金属离子铜,考察了啤酒酵母吸附Cu2+过程中的影响因素,包括pH、反应时间、酵母浓度及金属离子浓度。实验结果表明,啤酒酵母对Cu2+的吸附量随pH的增加而增大,吸附的最佳pH范围是3.5～4.5,当pH=4时达到吸附最大值;随着初始Cu2+质量浓度增加,吸附量有所提高;当溶液初始Cu2+质量浓度为80mg/L,pH4时,吸附量达到最大;啤酒酵母的浓度及反应时间分别为1.0g/L和0.5h时吸附效果最佳。     

胡萝卜渣吸附Pb2+的试验研究

研究了胡萝卜渣对Pb2+的吸附作用及吸附过程的影响因素、热力学和动力学行为。试验结果显示:胡萝卜渣对Pb2+的吸附率随粒径的减小而增大;Pb2+初始浓度相同时,吸附率随胡萝卜渣加入量的增加而增大,胡萝卜渣加入量相同时,吸附率随Pb2+初始浓度的增加总体呈递增趋势;正交试验得出3因素对吸附效果的影响程度顺序为:pH>吸附温度>吸附时间,最优吸附条件是pH 5,温度40℃,时间3 h;胡萝卜渣对Pb2+的吸附以单分子层吸附为主,吸附时间小于60 min时是快速吸附,大于60 min后为缓慢吸附;胡萝卜渣对Pb2+的吸附热力学情况更符合Freundlich吸附等温式,吸附动力学情况更符合二级动力学模型;对于中低浓度Pb2+溶液(≤40 mg/L),胡萝卜渣的吸附效果好于活性炭。     

苹果渣对Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

采用静置吸附法,以苹果渣为生物吸附剂,研究其对Cr6+的吸附作用、吸附过程的影响因素、热力学和动力学行为。结果显示：苹果渣对Cr6+的吸附率随其粒径的减小而增大;Cr6+初始质量浓度相同时,吸附率随苹果渣加入量的增加而增大;苹果渣加入量相同时,吸附率总体上随Cr6+初始质量浓度增加呈增大趋势;正交试验得到3个因素对吸附效果的影响程度顺序为吸附温度＞pH值＞吸附时间,最优吸附条件为pH4、吸附温度60℃、吸附时间5h,此条件下吸附率为72.43%;苹果渣对Cr6+的吸附是先快速吸附,吸附时间超过120min后为慢速吸附,用Freundlich吸附等温式能较好地描述其吸附热力学情况,吸附动力学可以用二级动力学模型描述;对于50mg/L的Cr6+溶液,苹果渣为吸附剂时的最佳固液比为8:1000(m/V);苹果渣对中、低质量浓度Cr6+溶液(≤30mg/L)的吸附效果优于活性炭。     

响应面法优化壳聚糖对混合液镉铬离子吸附条件的研究

采用响应面法分析壳聚糖对混合液Cd2+离子和Cr6+离子的吸附作用.用Box-Behnken Design实验设计考察了壳聚糖添加量、重金属初始浓度、pH范围和吸附时间四个因素对壳聚糖去除Cd2离子和Cr6+离子的影响程度.通过响应面法优化,得到壳聚糖对Cd2离子和Cr6+离子去除的考察因素条件优化组合参数,即壳聚糖去除Cd2+离子的壳聚糖添加量为26g/L、Cd2+离子初始浓度为319mg/L、pH为6和吸附时间为117min;壳聚糖去除Cr6+离子的壳聚糖添加量为4g/L、Cr6+离子初始浓度为61mg/L、pH为1和吸附时间为360min.在此组合条件下:壳聚糖对Cd2离子去除率为93.62％,吸附量为12.46mg/g;壳聚糖对Cr6+离子去除率为99.27％,吸附量为10.55mg/g.红外光谱分析显示:壳聚糖中—CH3在结合Cd2离子中发挥主要作用;—OH、—CH、—NH和—C—O对Cr6+离子结合起主要作用.     

不同脱除剂对暂养紫贻贝体内重金属Cd2+的脱除效果

重金属镉(Cd2+)污染是影响双壳贝类食用安全的重要因素之一。以紫贻贝为研究对象,探索不同脱除剂对暂养紫贻贝体内重金属Cd2+的脱除效果。将染Cd2+的紫贻贝暂养在含不同脱除剂天然海水中,定期更换暂养水体并取样,采用原子吸收法测定贻贝中Cd2+含量。实验采用硒代蛋氨酸、硒化卡拉胶、亚硒酸钠、EDTA-FeNa、EDTA-ZnNa₂、EDTA、氯化亚铁、氯化铁、氯化锌、β-葡聚糖、肽聚糖及葡萄糖酸钙作为脱除剂,评价暂养过程中其对紫贻贝体内重金属Cd2+的脱除效果。结果显示,60和120 mg/L硒化卡拉胶、160 mg/LEDTA-CaNa₂和500 mg/L β-葡聚糖净化处理后,对紫贻贝体内Cd2+具有良好的脱除效果(p<0.05),其脱除率分别为43.6%、37.2%、41.6%和44.6%。     

脉冲放电等离子体杀灭苹果汁中鲁氏接合酵母及对苹果汁品质的影响

应用研制的脉冲放电等离子体杀菌设备,以鲁氏接合酵母（Zygosaccharomyces rouxii,Z.rouxii）为试验菌株,探讨电气参数（脉冲电压、通气量和处理时间）、溶液参数（果汁可溶性固形物）及菌初始浓度对苹果汁中鲁氏接合酵母的杀灭影响,并比较了不同菌株杀灭效果的差异;同时对处理前后苹果汁的基本理化指标、有机酸、多酚及挥发性风味物质含量进行测定,探讨脉冲放电等离子体对苹果汁品质的影响。结果表明：在脉冲电压24 kV、通气量150 mL/min、果汁可溶性固形物12%和果汁pH=3.84时,脉冲放电等离子体能够将初始浓度为1.08×104 CFU/mL的鲁氏接合酵母LB在5 min内杀灭。同时脉冲放电等离子体对苹果汁基本理化指标、有机酸、多酚及挥发性风味物质含量大部分影响均不显著（p<0.05）,能够较大程度保持苹果汁品质,该研究为脉冲放电等离子体在食品杀菌中应用提供了重要依据。     

芹菜渣对Cr6+的吸附实验

首次以芹菜渣为生物吸附剂,采用静置吸附法研究了其对Cr⁶⁺的吸附作用、吸附过程的影响因素、热力学和动力学行为。结果显示:芹菜渣对Cr⁶⁺的吸附率随其粒径的减小而增大;Cr⁶⁺初始浓度相同时,吸附率随芹菜渣加入量的增加而增大,芹菜渣加入量相同时,吸附率随Cr⁶⁺初始浓度的增加而增大。正交实验得到3因素对吸附效果的影响程度顺序为:pH>温度>时间,最优吸附条件为pH2、吸附温度40℃、吸附时间2h。对于50mg/L的Cr⁶⁺溶液,芹菜渣为吸附剂时的最佳固液比为10g/L;芹菜渣对Cr⁶⁺的吸附以单分子层吸附为主,吸附过程先为快速吸附,当吸附时间超过90min时为慢速吸附;芹菜渣对Cr⁶⁺的吸附热力学情况可用Freundlich吸附等温式描述,吸附动力学情况可用二级动力学模型描述;对于中低浓度（≤30mg/L）的Cr⁶⁺溶液,芹菜渣的吸附效果好于活性炭。     

高吸附Pb~(2+)的异常威客汉姆酵母QF-1-1吸附Pb~(2+)特性及机理

为开发新型重金属生物吸附剂,对一株高吸附Pb2+的异常威客汉姆酵母QF-1-1吸附Pb2+的特性和机理进行探讨。通过摇瓶法考察Pb2+溶液的初始pH值和质量浓度、菌体质量浓度、吸附时间对QF-1-1吸附Pb2+特性的影响。利用基团掩蔽实验、化学试剂处理实验、解吸附实验研究QF-1-1对Pb2+的吸附机理。结果表明,在Pb2+溶液初始pH 5.5、Pb2+溶液初始质量浓度100 mg/L、菌体质量浓度11 g/L、吸附时间140 min条件下,QF-1-1吸附效果较好,其中吸附量最大可达到7.29 mg/g,去除率达到97.89%。将QF-1-1羧基、氨基、磷酸基掩蔽处理后,其对Pb2+离子的去除率分别从92.61%下降到34.13%、38.69%和77.84%,各基团在吸附Pb2+过程中的贡献率分别是羧基氨基磷酸基。各种不同化学试剂处理后QF-1-1对Pb2+吸附能力表现不同,经酸处理后去除率降低,并且差异极显著(P0.01)。QF-1-1吸附Pb2+具有可逆性,可被0.1 mol/L HCl、15 mmol/L HNO3、1.0 mmol/L EDTA溶液洗脱,4次洗脱后胞内Pb2+占吸附总量小于4.1%,因此推测其吸附机制主要是表面吸附。     

啤酒酵母吸附重金属离子镉的研究

采用啤酒酵母自制生物吸附剂,进行重金属离子镉的吸附研究.实验结果表明,啤酒酵母对Cd2 的吸附量随pH值的增加而增大.吸附的最佳pH范围是4～7,当pH=6时达到吸附最大值;随着初始Cd2 质量浓度增加,吸附量有所提高;当溶液初始Cd2 质量浓度为50m/L,pH 6时达到实验条件下的最大吸附量为51.5 mgCd2 /g干酵母;啤酒酵母经碱处理后吸附量增大.设计一个L9(33)正交实验,确定pH为反应过程中的显著因素;确定啤酒酵母对Cd2 的吸附过程遵循Langmuir方程.     

环境因子对羊栖菜粉吸附Pb2+效果的影响

以非活性羊栖菜粉为吸附剂,研究了pH、羊栖菜粉浓度、Pb2+初始浓度、干扰离子强度、温度等环境因子的变化对Pb2+去除率及吸附容量的影响。结果显示,Pb2+初始浓度为10 mg/L 时,羊栖菜粉对Pb2+的吸附在pH为2.0~5.0的范围内有较高的去除率,其中pH为3.0左右时,有最高去除率97.05%;羊栖菜粉对Pb2+的去除率随羊栖菜粉浓度的增大而增大,但吸附容量却随之降低,在Pb2+初始浓度为60 mg/L,羊栖菜粉浓度0.5 g/L的条件下,羊栖菜粉对Pb2+的去除率可达94%以上;溶液中其他阳离子的存在会干扰羊栖菜粉对Pb2+的吸附,其中Ca2+比Na+的干扰性强,Cu2+比Cd2+的干扰性强,溶液中多种离子存在时对吸附的干扰性大于单一离子的干扰性,且吸附容量与干扰离子强度的平方根呈一定的线性关系,其相关系数均在0.95以上;在20~60 ℃范围内,适当升高温度有利于吸附过程的进行。羊栖菜粉可应用于Pb2+的去除,且对其表现出良好的吸附性能。     

水杨酸改性稻草秸秆对Cu2+的吸附研究

采用水杨酸对稻草秸秆进行改性,研究其对Cu^2+的吸附性能。以制备的吸附剂对Cu^2+的去除率为参考依据,优化吸附剂制备条件,结果显示:稻草秸秆与水杨酸质量比1∶1.5、改性时间120 min、改性温度35℃为最佳制备条件。同时进一步研究吸附剂投加量、吸附温度、吸附时间、溶液初始浓度等因素对吸附效果的影响。当温度为35℃、pH为5.0、吸附时间为90 min时,0.15 g改性吸附剂对15 mg/L的Cu^2+溶液去除率达92.60%。改性稻草秸秆对Cu^2+的吸附过程符合准二级反应动力学方程,用Langmuir和Freundlich吸附等温模型均能描述Cu^2+在改性稻草秸秆上的吸附。     

Batch and continuous packed column studies of cadmium biosorption by Hydrilla verticillata biomass

The removal of heavy metal ions by the nonliving biomass of aquatic macrophytes was studied. We investigated Cd biosorption by dry Hydrilla verticillata biomass. Data obtained in batch experiments indicate that H. verticillata is an excellent biosorbent for Cd. Cd was rapidly adsorbed and such adsorption reached equilibrium within 20 min. The initial pH of the solution affected Cd sorption efficiency. Results obtained from the other batch experiments conformed well to those obtained using the Langmuir model. The maximum adsorption capacity q(max) for H. verticillata was 15.0 mg/g for Cd. The breakthrough curve from the continuous flow studies shows that H. verticillata in the fixed-bed column is capable of decreasing Cd concentration from 10 to a value below the detection limit of 0.02 mg/l. The presence of Zn ions affected Cd biosorption. It can be concluded that H. verticillata is a good biosorbent for treating wastewater with a low concentration of Cd contaminants.     

改性废棉对水溶液中Cu~(2+)的吸附性能

为扩展废棉的回用价值,利用柠檬酸对废棉进行羧基化改性,并研究其对水溶液中Cu~(2+)的吸附性能,分析了吸附时间、Cu~(2+)溶液初始浓度、p H值等参数对吸附性能的影响。研究结果表明,改性废弃棉对Cu~(2+)的吸附性能远远优于未改性废弃棉,并随吸附时间、Cu~(2+)溶液的初始浓度、p H值等参数的增加而增长,增长速度由大到小到不变。吸附平衡时间为300 min,初始质量浓度为1 400 mg/L,对Cu~(2+)的最大吸附量为116.4 mg/g,最佳吸附p H值为4~5。使用吸附动力学和吸附等温线模型来分析其吸附机制,结果表明:吸附动力学模型更符合伪二级动力学模型,改性废弃棉对Cu~(2+)吸附属于化学吸附;吸附等温线模型与Langmuir等温吸附模型更吻合,属于单层吸附。     

一株乳酸菌吸附Pb2+的条件优化

该研究以具有良好去除铅离子能力的德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii) KLDS1.0207为研究对象,以铅离子去除率为评价指标,利用Plackett-Burman设计法对影响铅离子去除率的主要几个因素进行筛选,确定主要影响因素为pH值、菌种添加量、初始铅离子质量浓度,并采用响应面对3个因素进行优化。结果表明：当pH值为6、菌种添加量4.2 g/L、初始铅离子质量浓度9.6 mg/L时,铅离子去除率最高为95.17%。同时验证了该模型拟合良好,理论值与实际值基本符合。     

Selective cadmium accumulation using recombinant Escherichia coli

Recombinant Escherichia coli JM109 (pZH3-5/pMT), harboring a manganese transport gene (mntA) and a metal-sequestering protein (metallothionein [MT]) gene, was cultivated to accumulate cadmium (Cd) in an aqueous phase. Isopropyl beta-D-thiogalactoside (IPTG)-induced cells showed rapid Cd(2+) ion accumulation (90% of maximum accumulation in 15 min) and had an accumulation six times higher than that of the control. Under optimum conditions, i.e., pH 7, 37 degrees C and 0.5 (OD600), 1.5 mM IPTG induction resulted in the accumulation of 21.5 micromol Cd/g dry cell. Storage at 37 degrees C for 24 h had no effect on the accumulation. Significantly, Cd was selectively accumulated in a solution containing an equal concentration of three other metals, resulting in more than 90% of the total accumulated metals being Cd. The accumulation of Cd was reduced by the presence of Mn2+ ion whereas no significant effect was observed with Cu2+, Zn2+ and Pb2+ ions. A chelator, EDTA, had no effect on the accumulation up to 100 mM. The bioaccumulation rate followed Michaelis-Menten kinetics (Vm=2.7 micromol Cd2+/min.g dry cell, Km=0.67 microM). The equilibrium isotherm showed a Langmuir isotherm. In the membrane reactor experiment, 1 mg/l Cd in an inlet solution decreased to 0.2 mg/l in the effluent, removing 80% of Cd, continuously. These results indicated the potentials of a genetically modified microorganism for the highly selective accumulation of Cd at a low concentration and the future application to the removal and recovery of Cd.     

向日葵盘低酯果胶对水中重金属铜离子的吸附性能

该研究探讨了向日葵盘中的天然低酯果胶对水溶液中重金属铜离子（Cu2+）的吸附性能,检测了果胶用量、果胶溶液的pH值、吸附温度、吸附时间及共存离子的影响作用。结果表明,随着果胶的用量增加,Cu2+的去除率不断升高,但吸附量先增大后降低。而吸附量和去除率均随吸附温度的升高和时间的延长先增大后不变、随果胶溶液pH值的升高先增大后降低,并受共存离子的影响,随二价金属离子含量的增加而降低。Cu2+初始质量浓度在0~200 mg/L范围时,利用Langmuir等温方程拟合得到向日葵盘果胶对Cu2+的最大吸附量为29.94 mg/g。热力学分析表明该吸附反应是自发的、熵值增加的吸热反应。动力学分析证明该吸附过程遵循准二级动力学方程,以静电吸引作用和络合作用为主要驱动力。可见,向日葵盘低酯果胶具有较强的Cu2+吸附性能,可作为一种安全、高效、环保的生物吸附材料应用在Cu2+废水的处理中。