蛋白質(zhì)對(duì)重金屬離子在氧化錳-水界面吸附行為的影響.pdf

1、‘礦質(zhì)顆粒物對(duì)重金屬離子的吸附-解吸作用是環(huán)境中普遍存在的一個(gè)物理化學(xué)過(guò)程。過(guò)程的熱力學(xué)性質(zhì)和動(dòng)力學(xué)行為對(duì)重金屬離子在環(huán)境中的形態(tài)、濃度、遷移性、歸宿和生物有效性具有重要的影響。環(huán)境中廣泛存在著各種有機(jī)質(zhì)，具有絡(luò)合性質(zhì)和表面活性，對(duì)重金屬離子的遷移轉(zhuǎn)化有重要影響。蛋白質(zhì)是由氨基酸聚合生成的大分子物質(zhì)，其分子結(jié)構(gòu)中含有多個(gè)氨基、羧基、醇羥基及酚羥基等官能團(tuán)，在自然環(huán)境中有廣泛的分布。 本文以合成的三種錳礦作為礦質(zhì)顆粒物的代表，以牛

2、血清白蛋白(BSA)和溶菌酶(LSZ)作為模型蛋白，考察蛋白質(zhì)的加入對(duì)錳礦顆粒物吸附Cu2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+的影響。研究發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)的加入減少了重金屬離子在錳礦顆粒物表面的吸附，不同的重金屬離子受到的影響不同；牛血清白蛋白和溶菌酶對(duì)同種重金屬離子的影響也有差異；蛋白質(zhì)和重金屬離子的加入順序?qū)χ亟饘匐x子吸附也有很大的影響。錳礦顆粒物-重金屬-蛋白質(zhì)三元體系中，發(fā)生著復(fù)雜的吸附、絡(luò)合反應(yīng)，各物質(zhì)之間的作用力大小決定了吸附量的變

3、化規(guī)律。這些結(jié)果對(duì)進(jìn)一步了解重金屬離子的遷移轉(zhuǎn)化和其影響因素有重要意義。 研究了pH對(duì)BSA在δ-MnO2、a-MnO2和r-MnOOH表面吸附以及LSZ在δ-MnO2表面吸附的影響。結(jié)果表明，pH對(duì)這兩種蛋白質(zhì)在錳礦顆粒物表面的吸附性能有不同影響。 比較了BSA存在與否兩種情況下，Cu2+在δ-MnO2、a-MnO2和r-MnOOH表面的吸附情況。BSA存在時(shí)Cu2+在錳礦顆粒物表面的吸附率-pH曲線仍為典型的“S”形

4、，BSA的加入使得吸附突躍向高pH方向移動(dòng)，即相同pH下，Cu2+吸附率降低，BSA與Cu2+競(jìng)爭(zhēng)錳礦顆粒物表面的吸附位。另外在本文所研究的濃度范圍內(nèi)，三種形態(tài)錳礦顆粒物的吸附等溫線均很好地符合Langmuir等溫式。加入BSA，使Cu2+的飽和吸附量降低。 研究了在BSA或LSZ存在下，各種因素對(duì)δ-MnO2吸附Cu2+、Cd2+、Zn2+的影響。蛋白質(zhì)存在與否，pH對(duì)Cu2+、Cd2+、Zn2+在δ-MnO2表面的吸附率影響

5、類似，均使得吸附率-pH曲線呈“S”形，蛋白質(zhì)的加入使得三種重金屬離子的吸附突躍均向高pH值方向移動(dòng)。認(rèn)為Cu2+、Cd2+、Zn2+在δ-MnO2表面的吸附是通過(guò)氧化錳表面的羥基絡(luò)合形成的，pH是影響吸附的主要因素。在所研究的濃度范圍內(nèi)，Cu2+、Cd2t、Zn2+的等溫吸附線均很好地遵循Langmuir等溫吸附方程，蛋白質(zhì)的加入均使得Cu2+、Cd2+、Zn2+在δ-MnO2表面的吸附量降低。BSA存在下，Cu2+、Cd2+、Zn2