生物吸附量的影响条件
生物吸附金属是一个复杂的过程,受很多条件的影响和限制,如生物吸附剂、金属离子及物理化学条件等。以下介绍常见的影响因素。
1.生物吸附剂的预处理
在研究过程中,人们发现对生物吸附剂进行一些物理化学上的预处理,可以不同程度地改变吸附剂的吸附能力。
Ting 等对Saccharomyces cerevisiae 吸附Cd2 + 和Zn2 + 的性能进行了对比研究,发现经过预处理(加酸煮沸、加碱煮沸、高压蒸汽、甲醛浸泡) 的酵母稀细胞的吸附能力增强了。Miguel 对氰基菌P. laminosum 用1 mol/ L HNO3 预处理一段时间后, 用它吸附Cr ,Fe ,Pb ,Cu ,Zn 及Zi ,吸附量无明显提高;而用1 mol/ L NaOH 处理,吸附量却提高了5 % ～34 %。李清彪对白腐真菌菌丝球进行碱处理后,用于吸附Pb2 + ,吸附量增加65 %～90 %。将黑根菌在0. 5 mol/ L NaOH 中加热煮沸2 h 后,其吸附量增加了25 %。
2.物理化学条件
2.1 溶液pH 值的影响
由于H+ 与被吸附阳离子之间的竞争吸附作用,溶液的p H 值是影响饱和吸附量的主要因素。当p H 值较小时,溶液中的H+ 3 O 会占据大量的吸附活性点,从而阻止了阳离子与吸附活性点的接触, 吸附量下降;当p H 值较高时,金属离子以氢氧化物微粒的形式存在,从而使吸附无法顺利进行。因此, 应选择合适的p H 值,一般为5～7 。
2.2 温度
不同的生物吸附剂吸附不同的金属时,温度对吸附金属量的影响有所不同。研究表明,温度过高或过低都会使饱和吸附量略有降低,但总体而言,温度对生物吸附的影响不如pH 值明显;且由于升温会增加运行成本,因此,在生物吸附过程中不宜采用升温操作。
2.3 竞争离子的影响
在系统中欲被分离的金属离子称为目标离子, 溶液中的其他离子和目标离子都有可能结合到吸附位点上,这些金属离子称为竞争性阳离子。由于竞争性阳离子对吸附位点的占据,导致目标离子的吸附量下降。由于各竞争性阳离子与吸附位点之间亲和力不同,对目标离子的影响能力也不同。Sillen 指出阳离子的干扰能力随其电负性加强而加强。某试验结果表明,Ca2 + 会严重干扰Ni2 + 的吸附;对Cr2 + 及Zn2 + 无影响;对Fe2 + ,Cd2 + 及Pb2 + 甚至稍有好处。吴涓等研究了白腐真菌对Pb2 + 的吸附,发现Zn2 + ,Cd2 + 与Cu3 + 等3 种离子与Pb2 + 共存时,均会使Pb2 + 的吸附量减少。
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