环境科学专业优秀论文环境科学专业优秀论文 新型深海中温菌新型深海中温菌 WangiaWangia profunda(SM-A87)profunda(SM-A87)胞胞外多糖对重金属和有机物的吸附性能研究外多糖对重金属和有机物的吸附性能研究关键词：污水处理剂关键词：污水处理剂 深海中温菌深海中温菌 胞外多糖胞外多糖 重金属重金属 有机污染物有机污染物 吸附性能吸附性能摘要：随着我国工业化进程的加速，环境污染日趋严重，污水处理和污染土壤 的修复已成为环境科学与工程领域的重要课题。固液吸附法是污水处理的常用 方法之一，研究污染物的固液吸附行为，开发高效、廉价吸附剂是环境科学与 工程领域的重要研究内容。 近期从日本冲绳槽海域，深度为 1245 米的深海 底泥样中采集到一株中温菌 Wangia profunda（SM-A87） ，发现可分泌丰富的胞 外多糖（ExoPolysaccharide，EPS） ，其表面有丰富的羟基和羧酸基等，预期与 重金属离子和有机污染物有较强的相互作用，有望成为一种新型的污水处理吸 附剂。为此，本文采用生物发酵技术制备了 SM-A87 EPS，并进行了表征；选取 Pb（） 、Cd（）和 cu（）为模型重金属污染物，对硝基苯酚和对硝基苯 胺为模型有机污染物，研究了 SM-A87 EPS 对重金属和有机污染物的吸附行为， 考察了圆液比、pH、温度、离子强度等因素的影响，研究了吸附热力学和动力 学，探讨了吸附机理等。以期加深对污染物固液吸附的认识，为高效、廉价吸 附剂的研发提供基础信息。 主要结论如下： 1、所合成的 SM-A87 EPS 呈 多层微纤维形态，热分解温度为 275，在水中分散成无规则颗粒，平均粒径 约为 100 nm，比表面积为 673 /g；主要组成元素为 C、H、O 和 N，表面主要 官能团为羟基和羧基，其密度为 40 mmol/g；在 pH 大于 3 的范围内，随着 pH 的增加，SM-A87 EPS 表面的负电性增强。 2.SM-A87 EPS 对重金属离子 Pb（） 、Cu（）和 Cd（）有很强的吸附能力，特别是在海水介质中对重 金属的吸附能力明显高于常用吸附剂（膨润土、甲壳素和壳聚糖） ；吸附量或去 除率的大小顺序为：Pb（）gt;Cu（）gt;Cd（） ；吸附动力学 符合准二级速率方程，Pb（）和 Cu（）的吸附等温线符合 Langmuir 方程， 而 Cd（）的吸附等温线符合 Freundlich 方程；无机电解质添加剂 （NaCl、KCl、MgCl2 和 CaCl2）可明显抑制其吸附；随 pH 增加吸附量增大。在 所研究的温度范围内，随温度增大吸附量先增加后降低，最大值出现在 30左 右。Pb（）和 Cu（）的吸附同时存在化学键合吸附和静电键合吸附，而 Cd（）以静电键合吸附为主。 3.SM-A87 EPS 对对硝基苯酚和对硝基苯胺 有很强的吸附能力，吸附量或去除率的大小顺序为：对硝基苯胺gt;对硝 基苯酚；其吸附动力学符合准二级速率方程，吸附等温线符合 Langmuir 方程； pH 和温度可明显影响其吸附量，在 pH 微酸性和 30左右吸附量最大。 4.SM-A87 EPS 具有较大的比表面积、丰富的表面羟基/羧基和强的负电性，对 重金属和有机污染物均有很强的吸附能力，表明是一种很有发展潜力的新型污 水处理剂。正文内容正文内容随着我国工业化进程的加速，环境污染日趋严重，污水处理和污染土壤的 修复已成为环境科学与工程领域的重要课题。固液吸附法是污水处理的常用方 法之一，研究污染物的固液吸附行为，开发高效、廉价吸附剂是环境科学与工 程领域的重要研究内容。 近期从日本冲绳槽海域，深度为 1245 米的深海底 泥样中采集到一株中温菌 Wangia profunda（SM-A87） ，发现可分泌丰富的胞外 多糖（ExoPolysaccharide，EPS） ，其表面有丰富的羟基和羧酸基等，预期与重 金属离子和有机污染物有较强的相互作用，有望成为一种新型的污水处理吸附 剂。为此，本文采用生物发酵技术制备了 SM-A87 EPS，并进行了表征；选取 Pb（） 、Cd（）和 cu（）为模型重金属污染物，对硝基苯酚和对硝基苯 胺为模型有机污染物，研究了 SM-A87 EPS 对重金属和有机污染物的吸附行为， 考察了圆液比、pH、温度、离子强度等因素的影响，研究了吸附热力学和动力 学，探讨了吸附机理等。以期加深对污染物固液吸附的认识，为高效、廉价吸 附剂的研发提供基础信息。 主要结论如下： 1、所合成的 SM-A87 EPS 呈 多层微纤维形态，热分解温度为 275，在水中分散成无规则颗粒，平均粒径 约为 100 nm，比表面积为 673 /g；主要组成元素为 C、H、O 和 N，表面主要 官能团为羟基和羧基，其密度为 40 mmol/g；在 pH 大于 3 的范围内，随着 pH 的增加，SM-A87 EPS 表面的负电性增强。 2.SM-A87 EPS 对重金属离子 Pb（） 、Cu（）和 Cd（）有很强的吸附能力，特别是在海水介质中对重 金属的吸附能力明显高于常用吸附剂（膨润土、甲壳素和壳聚糖） ；吸附量或去 除率的大小顺序为：Pb（）gt;Cu（）gt;Cd（） ；吸附动力学 符合准二级速率方程，Pb（）和 Cu（）的吸附等温线符合 Langmuir 方程， 而 Cd（）的吸附等温线符合 Freundlich 方程；无机电解质添加剂 （NaCl、KCl、MgCl2 和 CaCl2）可明显抑制其吸附；随 pH 增加吸附量增大。在 所研究的温度范围内，随温度增大吸附量先增加后降低，最大值出现在 30左 右。Pb（）和 Cu（）的吸附同时存在化学键合吸附和静电键合吸附，而 Cd（）以静电键合吸附为主。 3.SM-A87 EPS 对对硝基苯酚和对硝基苯胺 有很强的吸附能力，吸附量或去除率的大小顺序为：对硝基苯胺gt;对硝 基苯酚；其吸附动力学符合准二级速率方程，吸附等温线符合 Langmuir 方程； pH 和温度可明显影响其吸附量，在 pH 微酸性和 30左右吸附量最大。 4.SM-A87 EPS 具有较大的比表面积、丰富的表面羟基/羧基和强的负电性，对 重金属和有机污染物均有很强的吸附能力，表明是一种很有发展潜力的新型污 水处理剂。 随着我国工业化进程的加速，环境污染日趋严重，污水处理和污染土壤的修复 已成为环境科学与工程领域的重要课题。固液吸附法是污水处理的常用方法之 一，研究污染物的固液吸附行为，开发高效、廉价吸附剂是环境科学与工程领 域的重要研究内容。 近期从日本冲绳槽海域，深度为 1245 米的深海底泥样 中采集到一株中温菌 Wangia profunda（SM-A87） ，发现可分泌丰富的胞外多糖 （ExoPolysaccharide，EPS） ，其表面有丰富的羟基和羧酸基等，预期与重金属 离子和有机污染物有较强的相互作用，有望成为一种新型的污水处理吸附剂。 为此，本文采用生物发酵技术制备了 SM-A87 EPS，并进行了表征；选取 Pb（） 、Cd（）和 cu（）为模型重金属污染物，对硝基苯酚和对硝基苯 胺为模型有机污染物，研究了 SM-A87 EPS 对重金属和有机污染物的吸附行为，考察了圆液比、pH、温度、离子强度等因素的影响，研究了吸附热力学和动力 学，探讨了吸附机理等。以期加深对污染物固液吸附的认识，为高效、廉价吸 附剂的研发提供基础信息。 主要结论如下： 1、所合成的 SM-A87 EPS 呈 多层微纤维形态，热分解温度为 275，在水中分散成无规则颗粒，平均粒径 约为 100 nm，比表面积为 673 /g；主要组成元素为 C、H、O 和 N，表面主要 官能团为羟基和羧基，其密度为 40 mmol/g；在 pH 大于 3 的范围内，随着 pH 的增加，SM-A87 EPS 表面的负电性增强。 2.SM-A87 EPS 对重金属离子 Pb（） 、Cu（）和 Cd（）有很强的吸附能力，特别是在海水介质中对重 金属的吸附能力明显高于常用吸附剂（膨润土、甲壳素和壳聚糖） ；吸附量或去 除率的大小顺序为：Pb（）gt;Cu（）gt;Cd（） ；吸附动力学 符合准二级速率方程，Pb（）和 Cu（）的吸附等温线符合 Langmuir 方程， 而 Cd（）的吸附等温线符合 Freundlich 方程；无机电解质添加剂 （NaCl、KCl、MgCl2 和 CaCl2）可明显抑制其吸附；随 pH 增加吸附量增大。在 所研究的温度范围内，随温度增大吸附量先增加后降低，最大值出现在 30左 右。Pb（）和 Cu（）的吸附同时存在化学键合吸附和静电键合吸附，而 Cd（）以静电键合吸附为主。 3.SM-A87 EPS 对对硝基苯酚和对硝基苯胺 有很强的吸附能力，吸附量或去除率的大小顺序为：对硝基苯胺gt;对硝 基苯酚；其吸附动力学符合准二级速率方程，吸附等温线符合 Langmuir 方程； pH 和温度可明显影响其吸附量，在 pH 微酸性和 30左右吸附量最大。 4.SM-A87 EPS 具有较大的比表面积、丰富的表面羟基/羧基和强的负电性，对 重金属和有机污染物均有很强的吸附能力，表明是一种很有发展潜力的新型污 水处理剂。 随着我国工业化进程的加速，环境污染日趋严重，污水处理和污染土壤的修复 已成为环境科学与工程领域的重要课题。固液吸附法是污水处理的常用方法之 一，研究污染物的固液吸附行为，开发高效、廉价吸附剂是环境科学与工程领 域的重要研究内容。 近期从日本冲绳槽海域，深度为 1245 米的深海底泥样 中采集到一株中温菌 Wangia profunda（SM-A87） ，发现可分泌丰富的胞外多糖 （ExoPolysaccharide，EPS） ，其表面有丰富的羟基和羧酸基等，预期与重金属 离子和有机污染物有较强的相互作用，有望成为一种新型的污水处理吸附剂。 为此，本文采用生物发酵技术制备了 SM-A87 EPS，并进行了表征；选取 Pb（） 、Cd（）和 cu（）为模型重金属污染物，对硝基苯酚和对硝基苯 胺为模型有机污染物，研究了 SM-A87 EPS 对重金属和有机污染物的吸附行为， 考察了圆液比、pH、温度、离子强度等因素的影响，研究了吸附热力学和动力 学，探讨了吸附机理等。以期加深对污染物固液吸附的认识，为高效、廉价吸 附剂的研发提供基础信息。 主要结论如下： 1、所合成的 SM-A87 EPS 呈 多层微纤维形态，热分解温度为 275，在水中分散成无规则颗粒，平均粒径 约为 100 nm，比表面积为 673 /g；主要组成元素为 C、H、O 和 N，表面主要 官能团为羟基和羧基，其密度为 40 mmol/g；在 pH 大于 3 的范围内，随着 pH 的增加，SM-A87 EPS 表面的负电性增强。 2.SM-A87 EPS 对重金属离子 Pb（） 、Cu（）和 Cd（）有很强的吸附能力，特别是在海水介质中对重 金属的吸附能力明显高于常用吸附剂（膨润土、甲壳素和壳聚糖） ；吸附量或去 除率的大小顺序为：Pb（）gt;Cu（）gt;Cd（） ；吸附动力学 符合准二级速率方程，Pb（）和 Cu（）的吸附等温线符合 Langmuir 方程， 而 Cd（）的吸附等温线符合 Freundlich 方程；无机电解质添加剂（NaCl、KCl、MgCl2 和 CaCl2）可明显抑制其吸附；随 pH 增加吸附量增大。在 所研究的温度范围内，随温度增大吸附量先增加后降低，最大值出现在 30左 右。Pb（）和 Cu（）的吸附同时存在化学键合吸附和静电键合吸附，而 Cd（）以静电键合吸附为主。 3.SM-A87 EPS 对对硝基苯酚和