浒苔对重金属Pb 2+的生物吸附及其生理反应

Pb~（2+）、Zn~（2+）对两种赤潮藻生长的影响及相互作用赤潮暴发的海域情况是复杂的，除了富营养化之外，还伴随着重金属等污染物的存在，要想准确掌握赤潮藻类的生长情况及污染物的变化情况，就不能忽视这些因素的存在。

本文选取近年来我国近海海域多次暴发的两种赤藻东海原甲藻和球形棕囊藻为研究对象，研究其在不同Pb²⁺、Zn（2+）浓度条件下的生长情况，建立Pb²⁺、Zn²⁺污染物存在赤潮生长模型，同时也对赤潮藻吸附重金属进行了研究。

研究表明，Pb²⁺、Zn²⁺在较低浓度时对藻的生长的促进作用，而在高浓度时对赤潮藻生长的抑制作用。

用Logistic生长模型对生长过程进行拟合，表明两种藻的生长过程符合这种生长模型，在此生长模型的基础上结合Lorentz方程和GaussAmp方程，引入Pb²⁺、Zn²⁺污染浓度项，建立Pb²⁺、Zn²⁺污染物条件下两种赤潮藻的生长过程。

其中Lorentz方程可以描述pb²⁺、Zn²浓度的变化对赤潮藻生长速率参数的影响，而GaussAmp方程可以描述Pb²⁺、Zn²浓度的变化对赤潮藻生物量的影响，实验验证该模型是合理的，其拟合相关系数R²为0.875-0.998，平均为0.941。

1 引言1.1 染料废水的特性及处理方法1.1.1 染料废水的水质特性染整工艺的废水叫染整废水，俗称染料废水[1]。

染料废水主要来源于染料及染料中间体生产行业和染料使用行业，由各种产品和中间体结晶的母液、助剂，生产过程中流失的物料及冲刷地面的污水等组成。

其水质特征可概括为三点：1)水质变化范围大。

染料工业一般具有小批量、多品种的特点，印染行业品种更换频繁，大部分是间歇操作，废水间断排放，水质变化范围大，成分复杂。

2)化学需氧量(COD)高。

由于染料生产工艺复杂，流程长，产品的产率很低，只有40％～50％，因此在生产染料的同时，也产生大量的含有未反应的原料、副产品和废品的废液。

废水的COD可达1～100 g/L。

3)色度高。

高色度废水不仅外观感受差，而且有毒[2]。

印染染色废水具有水量大,色度高,成分复杂的特点,废水中含有染料、浆料、助剂、酸、碱、纤维杂质及无机盐等，染料结构中胺基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素，具有较大的毒性。

目前染色加工过程中的10-20%的染料排入废水中,严重污染环境[3]。

随着染料工业的发展和印染加工技术的进步，染料结构的稳定性大为提高，给脱色处理增加了难度，目前印染废水的脱色问题已成为国内外废水处理中急需解决的一大难题。

染料废水实际是一大类，按纤维材料可分为毛、棉、丝、麻、化学纤维和混纺纤维；按染料可分为直接染料、活性染料、还原染料、硫化染料、偶氮燃料、酸性染料、阳离子染料等；如按纤维及织物形态可分为纱、散毛染色、成衣染色、丝绸、绢染色、针织染色、线带染色、巾被染色等。

不同纤维、不同染料，废水性质不同，治理方法也不同。

染料废水主要来自于染整工段，包括退浆、煮练、漂白、丝光、染色、印染和整理等。

织造工段废水排放较少。

染整废水是有机废水，其污染物主要来自纤维材料染整过程中使用的染料、化学药剂。

化学纤维含杂质较少，而天然棉纤维、毛、麻、丝均含有一定的杂质，羊毛含杂最多[4]。

根系分泌物对重金属Pb2+吸附影响技术发展近年来，随着工业快速发展，使环境中的重金属元素种类繁多，成分复杂，对水、土壤及大气环境的污染亦日益严重，重金属元素不参与生物的代谢活动，然而会逐渐在生物结构中迁移、累积，最终产生毒害作用，其中重金属Pb2+影响较突出。

传统水处理方法很多，包括氧化还原、化学沉淀、微生物处理等，但这些方法尚有不足之处，与微生物修复相比，植物修复更适合现场修复。

国内外有关植物修复的综述很多[1～4]，但有关根系分泌物对污水中重金属污染吸附研究很少。

DOM是陆地-水生态系统中最为活跃的组分。

DOM的组成非常复杂，是既含低分子量物质（如游离的氨基酸、糖类等）又含各种大分子成分（如酶、氨基酸、多酚和腐殖酸等）的混合物[5]。

而根系分泌物属于DOM的一种，因此，其自身的理化性质对有机污染物的溶解性及其生物毒性影响明显不同，并且不同的环境条件也会影响植物根系分泌物的成分、数量等。

为此，本研究以小麦根系分泌物为对象，通过研究其理化性质特征，以及改变提取根系分泌物过程的环境因素，讨论不同条件下根系分泌物对重金属吸附特征的影响，以阐明其植物修复污水中重金属离子Pb2+的机制。

1 材料与方法1.1 材料与仪器植物：小麦（Triticum aestivumLinn）种子购于渝中亨发种子经营有限公司，未经任何重金属污染。

试剂：CO（NH2）2（AR），Pb（NO3）2 （AR），C aSO4 （AR），氨苄（Br），蒸馏水自制。

仪器：紫外/可见分光光度计（T6新世纪）；原子吸收分光光度计（TAS-990）；智能型数显生化培养箱（LRH-250），调速多用振荡器（HY-4），离心机（TGL-16G）。

1.2 实验方法1.2.1根系分泌物的提取将选出的种子先用6%H2O2浸泡20 min，在25 ℃生化培养箱内进行催芽，露白后播种于土壤中。

将实验室内培养根长为6～10 cm的小麦幼苗取出，洗净根面后，顺次采用0.2 mmol/LCaSO4和30 mg/L氨苄溶液分别浸泡2 h和0.5 h，然后再用去离子水洗净后，置于生化培养箱（温度25 ℃，光照强度5000Lx）中收集根系分泌物[6]。

浒苔对海水中重金属的富集研究及食用安全风险评估刘智禹【摘要】Taking Enteromorpha prolifera as research object,we establish the rule of accumulation of Cd and Pb in E.prolifera.The concentration in this experiment is as follows：Cd2＋（5、20、80μg/L）、Pb2＋（5、20、80μg/L）.The experiment showed that E.prolifera had a high ability of accumulating Cd and Pb.The range of concentration coefficient for Cd is 558～1882,and for Pb is 6295～11080.Then we made edible safety security risk assessment for E.prolifera which accumulating Cd and Pb respectively.%研究了浒苔（Enteromorpha prolifera）分别在镉（Cd2＋,浓度分别为5、20、80μg/L）和铅（Pb2＋,浓度分别为5、20、80μg/L）及对照组的海水中培养时,2种重金属在其体内的积累规律。

结果表明,浒苔对Cd和Pb具有较强的富集能力,对Cd的富集倍数范围为558～1882倍,对Pb的富集倍数范围为6295～11080倍。

本研究并对富集Pb和Cd后浒苔的食用安全进行风险评估。

【期刊名称】《福建水产》【年(卷),期】2012(034)001【总页数】5页(P71-75)【关键词】浒苔;重金属;富集;食用安全【作者】刘智禹【作者单位】福建省水产研究所,福建厦门361013／福建农林大学食品科学学院,福建福州350002【正文语种】中文【中图分类】S985.4大型海藻种类繁多，包括红藻、绿藻、褐藻和蓝藻等4大门类，在全球各个海域均有分布，主要以潮间带生长为主。

藻降解重金属的潜能摘要藻类在工业应用中可以降低生物燃料联合生产的成本。

在这些共同生产应用中，生物治理环境和废水变得越来越重要。

重金属污染及其对公共卫生和环境的影响，使人们开始广泛关注开发环境生物技术方法。

回顾藻类生物吸附和（或）中和重金属离子的毒性作用的潜能的研究，主要集中在藻类的细胞结构，预处理，改性以及在生物吸附性能中遗传工程的潜在应用。

我们对预处理，固定和影响生物吸附能力的因素进行了评估，如初始金属离子浓度，生物质浓度，初始pH，时间，温度和多金属离子的干扰，并且引入分子工具开发具有较高生物吸附能力和选择性的工程化藻类菌株。

由此得出结论，以上所提及的参数可以生产出具有高生物修复潜能的低成本微型和大型藻类。

1. 引言重金属离子如铅，铜，镉，锌和镍作为工业废水中的常见污染物，这些导致了对自然环境的污染。

残留的营养物质和重金属离子的工业废水对农业、河流、湖泊和海洋的污染也是很严重的。

重金属离子在食物链中的生物吸附和积累会传给人类，造成严重的健康问题。

重金属离子即使在低浓度下也可能对人体有毒。

例如，铅是剧毒的，会对神经系统，肾脏以及维生素D代谢紊乱从而对身体造成损害，尤其是儿童。

镍化合物是已知的致癌物，长期暴露于镉相关的环境中会导致肾损害，骨矿物质损失，骨折风险增加，肺功能下降。

探索有效处理废水的创新手段，可进一步保护全球淡水资源和水生态系统。

基于藻类的废水处理和环境生物技术在五十多年的工业污染治理和研究中发挥着重要的作用。

为了降低处理成本，从处理的废水中回收贵金属如金和银，以及从水溶液中提取铀等放射性元素都具有一定的经济效益。

然而，处理含有重金属离子的废水是一个巨大的经济挑战。

从废水中去除重金属离子的主要物理化学方法包括化学沉淀、离子交换、电动法、膜处理和吸附。

化学工业规模的高成本和重金属离子的清除不完全是物理化学方法发展的主要限制因素。

此外，越来越严格的规定和限制排放到环境中的排放物需要使用替代方法。

pH和离子强度对海藻吸附Pb2+的影响研究周洪英;杨超喜【摘要】研究了pH值和离子强度对海带Laminariajaponica、裙带菜Undaria pinnatifida和条斑紫菜Porphyra yezoensis吸附Pb2+的影响.结果表明:海带和裙带菜吸附pb2+的适宜pH值在3～5之间,紫菜吸附Pb2+的最佳pH值为4;溶液中NaNO3的浓度由0 M增加到0.05M,三种海藻对pb2+的最大吸附容量分别减小13.59%、12.89%和11.04%.Ca(NO3)2的浓度由0 M增加到0.01 M,三种海藻对Pb2+的最大吸附容量分别减小27.45%、16.06%和20.56%.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2011(039)008【总页数】3页(P45-47)【关键词】海藻;生物吸附;重金属;pH离子强度【作者】周洪英;杨超喜【作者单位】淮海工学院化学工程学院,江苏连云港222005;江苏蓝海工程设计咨询有限责任公司,江苏连云港222001【正文语种】中文铅是水体中常见的污染重金属离子,能够作用于动物和人体全身各个系统和器官,损害骨髓造血系统、神经系统、肾脏和生殖系统。

生物吸附技术是利用生物体或者自然生物通过物理化学方法除去土壤和水体中的重金属。

与其它生物吸附剂相比,海藻具有较强的吸附性能,并且来源丰富。

一些大型海藻如褐藻,它们的吸附容量比其他种类生物体高得多,甚至比活性炭、天然沸石的吸附容量还高,和离子交换树脂相当[1-3]。

本研究采用海带Lam inaria japonica、裙带菜Undaria pinnatifida和条斑紫菜 Porphyra yezoensis作为生物吸附剂,处理含铅废水,研究了溶液 pH值和离子强度对生物吸附的影响。

实验所用的主要设备有:HZQ-QX型智能型全温振荡器、TAS-990AFG型原子吸收分光光度计、PHSJ-5酸度计。

实验所用的主要试剂有:Pb(NO3)2、HNO3、NaOH、NaNO3、Ca(NO3)2。

重金属污染环境中植物胁迫的生理生化反应重金属是指密度大于5克/立方厘米的金属元素，如汞、镉、铅等。

这些金属可以累积在植物体内，不仅对植物生长发育和品质产生负面影响，还可能通过生物链传递影响到人类健康。

因此，探究重金属污染环境中植物胁迫的生理生化反应有着重要的理论和实践意义。

一、植物吸收重金属的途径植物吸收重金属的主要途径是根系吸收。

但是，在重金属污染环境中，重金属可以通过叶面、茎皮、果实表面等途径进入植物，因此植物颜色和表面构造对其吸收也有影响。

二、植物对重金属污染的生理生化反应1. 植物光合作用的变化重金属可以影响植物叶绿素的合成和光合完成过程，从而抑制植物的光合作用和固碳能力。

实验证明，重金属如镉、铅可以降低植物中光合色素、蛋白质含量和光合酶活性，导致光合速率下降，甚至影响到植物的呼吸作用和能量代谢。

2. 植物生长发育的受阻重金属胁迫可降低植物的生物量和生长发育速率，还可影响其根冠比、鲜干比和根系发育。

其中，重金属累积在植物根系中，可造成根系发育受阻、根毛缩短、根系表面积减少。

同时重金属也可能影响植物的细胞分裂和伸展生长，导致茎叶生长受限，植株高度减小。

3. 植物酶系统的变化在重金属污染环境下，植物的生理代谢和酶系统会产生相应的变化。

例如，镉离子可抑制植物中的过氧化物酶、超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶等酶活性。

大量证据表明，植物在长期污染环境中，会逐渐产生对重金属的耐受性，并且增加相应的酶活性来代谢和减少它们的毒性。

三、植物对重金属污染的适应和修复为了适应重金属污染环境，植物会产生一系列适应性机制。

这些机制主要分为：避免、减缓和修复三个方面。

1. 避免胁迫植物可以通过以下方式来避免重金属胁迫：(1)改变根系结构，增加根表面积，增强重金属的吸收和转运能力。

(2)产生根分泌物，促进土壤微生物的协同作用，减少重金属的胁迫。

(3)排斥重金属的吸收，例如氧化离子可降低铁、锰离子比重，从而减少重金属的吸收。