植物對(duì)錳、銅、鋅、鎳的固著作用研究.pdf

1、銅、錳、鎳、鋅既是生物體所需的微量元素，又是造成環(huán)境污染隱患的重金屬。近些年，工業(yè)廢水中的錳、銅、鋅、鎳含量嚴(yán)重超標(biāo)，迫切需要經(jīng)濟(jì)高效的治理方法。受植物可以吸收并固著微量元素的啟發(fā)，本工作通過(guò)水培長(zhǎng)藥景天，分析其根莖部組成變化，推測(cè)出植物體內(nèi)參與錳、銅、鋅、鎳固著的關(guān)鍵離子或基團(tuán)，并考察這些離子或基團(tuán)處理含重金屬污水的效果，為仿生吸附分離污染物提供有用的信息。
　　本工作以霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液配方為基礎(chǔ)，為分析比較加入錳、銅、鋅、鎳之后植

2、物元素的變化，選取生長(zhǎng)狀況基本一致的長(zhǎng)藥景天幼株，隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。培養(yǎng)九周后，利用電感耦合等離子發(fā)射光譜(ICP-OES)測(cè)定植物無(wú)機(jī)元素含量的變化，確定可能與固著相關(guān)的關(guān)鍵離子或基團(tuán)，然后通過(guò)體外模擬沉降和吸附實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相關(guān)離子和基團(tuán)處理重金屬?gòu)U水能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:培養(yǎng)九周后，以含重金屬的水溶液培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)組均出現(xiàn)不同程度重金屬毒害癥狀，但均未死亡，說(shuō)明長(zhǎng)藥景天對(duì)錳、銅、鋅、鎳具有一定的耐性。對(duì)于同株植物，根部可以固著的錳、銅、

3、鋅、鎳量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于葉的固著量，說(shuō)明長(zhǎng)藥景天根部是固著重金屬的主要部位，應(yīng)該主要從根部考察元素的含量變化，確定參與固著的離子或基團(tuán)。
　　比較實(shí)驗(yàn)組和空白對(duì)照組植物根部主要元素含量變化發(fā)現(xiàn)，四個(gè)實(shí)驗(yàn)組根部的鈣、鎂、磷元素含量中均比空白對(duì)照組高，說(shuō)明鈣、鎂和磷可能參與這四種元素的固著。由體外模擬吸附和沉降實(shí)驗(yàn)可知，磷酸鹽在固錳中起主要作用，碳酸鹽起輔助作用;磷酸鹽在固銅中起主要作用，碳酸鹽可以加快銅離子的固著，加入鈣會(huì)使銅的沉淀更為徹底

4、;碳酸鈣是較好的鋅吸附劑，鈣離子可以增加鋅-磷酸鹽體系的沉淀效果和沉降速度;鎳的固著可能有多種離子/官能團(tuán)的協(xié)同參與。
　　為了解釋鎂離子和碳酸根離子在固銅、錳、鎳、鋅中的作用，本文還研究了鎂離子和碳酸鹽對(duì)含鈣磷酸鹽沉積的影響，了解了鎂或碳酸鹽存在下磷酸鹽的主要存在形式。初步證實(shí)鎂離子或碳酸根離子的存在會(huì)影響含鈣磷酸鹽本身的結(jié)晶度。低溫能有效降低鈣磷沉積物結(jié)晶度，減小其晶粒尺寸，增加其溶解度。本工作為設(shè)計(jì)高效脫除銅、錳、鎳、鋅的材