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Biosorption of chromium and nickel by heavy metal resistant fungal and bacterial isolates

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JournalofHazardousMaterials146(2007)

270–277

Biosorptionofchromiumandnickelbyheavymetal

resistantfungalandbacterialisolates

ShankarCongeevarama,∗,SrideviDhanarania,JoonhongParkb,

MichaelDexilina,KaliannanThamaraiselvia,∗

aDepartmentofEco-Biotechnology,BharathidhasanUniversity,Tiruchirappalli620024,TamilNadu,IndiabSchoolofCivilandEnvironmentalEngineering,YonseiUniversity,Seoul120-749,SouthKorea

Received4May2006;receivedinrevisedform8December2006;accepted9December2006Availableonline13December2006

Abstract

Microorganismsplayasignificantroleinbioremediationofheavymetalcontaminatedsoilandwastewater.Inthisstudy,heavymetalresistantfungiandbacteriawereisolatedfromthesoilsamplesofanelectroplatingindustry,andthebioaccumulationsofCr(VI)andNi(II)bytheseisolateswerecharacterizedtoevaluatetheirapplicabilityforheavymetalremovalfromindustrialwastewaters.TheoptimumpHandtemperatureconditionsforboththegrowthandheavymetalremovalweredeterminedforeachisolate.TheoptimalpHforfungalisolateswaslower(5–5.2)thanthatforbacterialisolates(7).Theobservedeffect(s)ofpHwasattributablemainlytoorganism-specificphysiologybecauseinallthetestedcasesthecellulargrowthpositivelycorrelatedwithheavymetalremoval.Batchandtoleranceexperimentsprovidedinformationforsolidretentiontime(SRT)designandthelethaltolerancelimitsfortheisolatedmicroorganisms.ExperimentalresultsindicatedthatexpandedSRTs(stationaryphase)canberecommendedwhileusingthefungalandbacterialCr-resistantisolatesforremovingchromium.InthecaseofNi-resistantbacterialisolate,anon-expandedSRTwasrecommendedfordesigningcontinuous-flowcompletelystirred(CFCS)bioreactorsothatamid-logphaseofcellulargrowthcanbekeptduringthebioaccumulationprocess.ThetolerancedatawithahighrangeofheavymetalconcentrationsrevealedtheCr-resistantisolates,especiallythefungalone,couldtoleratechromiumtoxicityatupto10,000mgL−1chromium.ResultindicatestheapplicabilityoftheisolatedMicrococcussp.andAspergillussp.fortheremovalofchromiumandnickelfromindustrialwastewater.©2006ElsevierB.V.Allrightsreserved.

Keywords:Fungi;Bacteria;Bioaccumulation;Metalbioremediation;pH;Temperature;Tolerance

1.Introduction

Chromiumandnickelarereleasedintotheenvironmentby

alargenumberofprocessessuchaselectroplating,leathertan-

ning,woodpreservation,pulpprocessing,steelmanufacturing,

etc.,andtheconcentrationlevelsofchromiumandnickelinthe

environmentwidelyvaries.Thesetwometalsareofmajorcon-

cernbecauseoftheirlargerusagesindevelopingcountriesand

theirnondegradabilitynature.Hexavalentchromiumishighly

solubleinwaterandcarcinogenictohuman.Ni(II)ismoretoxic

andcarcinogenicmetalwhencomparedwithNi(IV).Dueto

theirtoxiceffectsonlivingsystemsstringentlimitshavebeen

stipulatedforthedischargeofchromiumandnickelintothe

∗Correspondingauthors.E-mailaddress:chengaishankar@yahoo.co.in(S.Congeevaram).environment.AccordingtoISI:BureauofIndianStandard(BIS)

theindustrialeffluentpermissibledischargelevelofCr(VI)and

Ni(II)intoinlandwateris0.1and3.0mgL−1,respectively.

Conventionalphysicochemicalmethodssuchaselec-

trochemicaltreatment,ionexchange,precipitation,reverse

osmosis,evaporation,andsorption[1,2]forheavymetalremoval

fromwastestreamsarenotcosteffective[3]andhencebiologi-

calapproachhasbeenconsideredasanalternativeremediation

forheavymetalcontamination.Recentlymicrobialsystems

likefungus,bacteriaandalgaehavebeensuccessfullyusedas

adsorbingagentsforremovalofheavymetals[4–7].Micro-

bialpopulationsinmetalpollutedenvironmentsadapttotoxic

concentrationsofheavymetalsandbecomemetalresistant[8].

DifferentspeciesofAspergillus,Pseudomonas,Sporophyticus,

Bacillus,Phanerochaete,etc.,havebeenreportedasefficient

chromiumandnickelreducers[9,10].Theresponseofmicroor-

ganismstowardstoxicheavymetalsisofimportanceinviewof

0304-3894/$–seefrontmatter©2006ElsevierB.V.Allrightsreserved.doi:10.1016/j.jhazmat.2006.12.017S.Congeevarametal./JournalofHazardousMaterials146(2007)270–277271

theirinterestinthereclamationofpollutedsites.Inthepresent

investigation,theabilityofisolatedfungalandbacterialstrains

towardsremediationofchromiumandnickelwasevaluated

bycharacterizingthebioaccumulationofthesemetals.Effect

oftemperature,pH,andtolerancetotheheavymetalsbythe

isolatedorganismswerecarriedout.

2.Materialsandmethods

2.1.Sampling

Soilsampleswerecollectedfroma30-year-oldsmallscale

electroplatingindustryatSipcot,Velloredistrict,TamilNadu,

Indiathatuseschromiumandnickelformetalplating.Inthe

soilsamplecollected,thechromiumandnickelconcentration

wereapproximatelybetween100and50mgL−1,respectively.

Otherreportedliteraturevaluesforcontaminationinsoilare

chromium:4700mgkg−1andnickel:5100mgkg−1[11].The

collectedsampleswerestoredat−80◦Cbeforeanalysis.

2.2.Isolationofmetal-resistantmicroorganisms

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零价铁改性生物碳材料去除废水中六价铬的研究

零价铁改性生物碳材料去除废水中六价铬的研究

山东化工

SHANDONGCHEMCCALCNDUSTRY・262

・

2021年第

50卷

零价铁改性生物碳材料去除废水中六价锯的研究

刘合印

1 * ,郭奎

1,陈凡立

3，彭成法

3

(

1•滕州市主要污染物总量控制中心，山东滕州

277500；

2.滕州市环境监测站，山东滕州

277500；

3

•济南天正环境科技有限公司，山东济

南250014)

摘要:含珞废水由于毒性大，难降解的特点而成为当下水处理技术研究的重点之一。该研究采用生物质为原料制备生物炭，并引入铁基

及催化剂合成制备还原性吸附材料，用于处理含/— VI)废水。该研究探索了生物炭的制备，铁基生物炭材料的合成过程。其次研究了

铁基生物炭吸附/— VC)的机理，再通过动力学和及pH值对吸附量的影响。结果表明铁基生物炭材料对/— VC)的吸附符合拟二级动力

学方程，平衡吸附时间为420 mi—,最适pH值为3 ；吸附质在炭材料的表面的分布符合La—gmuls模型，其中最大吸附量q

m = 19.41 m—/

(318.15K),是生物炭吸附量的65倍;是硝酸改性活性炭的55倍。这是由于除生物炭的吸附作用外，零价铁对六价珞的还原作用增加

了对/— VC)的去除°

关键词:六价珞废水;零价铁改性生物炭;动力学模型

中图分类号

:X705 文献标识码

:A 文章编号

:1008-011X

( 1011

) 05-0161-05

Research on the Removai of Hexavalent Chromium from Wastewater

by Zero-valent Iron Modifed Biologicai CarUon Materiai

Liu Heyii

* , Guo K

uU

, Chen. FanlC ,Peng Chengfa3

(

1.Main PoeutantsContooeCenteootTengehou City,

Tengehou 277500,

China；

纳米腐殖酸对重金属铬的吸附热力学及动力学

纳米腐殖酸对重金属铬的吸附热力学及动力学

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2015年第34卷第6期 ·1792· 化 工 进 展

纳米腐殖酸对重金属铬的吸附热力学及动力学 程亮，徐丽，雒廷亮，张保林，刘国际

（郑州大学化工与能源学院，河南 郑州 450001）

摘要：采用静态吸附法系统研究了纳米腐殖酸对重金属铬的吸附，考察了吸附剂用量、吸附温度、振荡时间、

溶液pH值等因素对纳米腐殖酸吸附含铬废水的影响；用N2吸附-脱附实验表征吸附剂的比表面积及孔径；绘制

了静态吸附等温线及吸附动力学曲线。实验结果表明：最优吸附条件为纳米腐殖酸加入量50g/L，吸附温度30

℃，振荡时间20min，溶液pH=5.0，得到吸附率及吸附量分别为97.5%和157.52mg/g；其比表面积及平均孔径分

别为150.6m2/g和6.5nm；纳米腐殖酸对铬离子的吸附符合Langmuir模型，为单分子层吸附，吸附过程是自发且

放热过程；吸附过程动力学符合准一级动力学方程；连续循环使用4次后，对铬离子的吸附量无明显改变，表

明吸附剂具有重复使用性。

关键词：纳米腐殖酸；铬离子；热力学；动力学；吸附；重复使用性

中图分类号：O 636.1 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2015）06–1792–07

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2015.06.046

Adsorption thermodynamics and kinetics of Cr(Ⅵ) of nanoscale humic

acid

CHENG Liang，XU Li，LUO Tingliang，ZHANG Baolin，LIU Guoji

（School of Chemical Engineering and Energy，Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，Henan，China）

生物炭吸附重金属离子的研究进展

生物炭吸附重金属离子的研究进展

化工进展

CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS2019年第38卷第1期

生物炭吸附重金属离子的研究进展

王重庆1，王晖2，江小燕1，黄荣1，曹亦俊1

（1郑州大学化工与能源学院，河南郑州450001；2中南大学化学化工学院，湖南长沙410083）

摘要：生物炭在过去的十几年里受到了广泛关注，由于其低成本、环境友好、可再生等优点，在环境管理方面具

有良好的应用前景。本文介绍了生物炭的概念、应用和性质，重点综述了生物炭吸附重金属离子的研究进展，并

探讨了目前面临的挑战和应用前景。生物炭是在缺氧或无氧条件下热化学转化生物质得到多孔富碳材料，主要用

于土壤改良，可以提高作物产量、实现碳封存以及减少温室气体排放，并且在催化、能源和水处理等方面具有潜

在的应用。生物炭制备方法包括热解、气化、水热炭化等，生物炭的性质受生物质原料、制备工艺和技术参数影

响。重点介绍了生物炭吸附重金属离子的相关研究，包括生物炭吸附重金属离子的影响因素、吸附机理和改性生

物炭的制备。通过吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学和表征技术可以揭示表面络合、静电引力、表面沉淀和

离子交换等吸附机理。生物炭吸附重金属离子的最新研究主要致力于通过改性提高生物炭的吸附性能，改性方法

主要包括物理化学活化以及复合金属氧化物或化合物、功能有机物、纳米粒子等。生物炭吸附重金属离子面临一

些问题和挑战，距离实际废水处理应用还有一定差距。

关键词：吸附；解吸；生物炭；表面改性；重金属；废水

中图分类号：X52文献标志码：A文章编号：1000-6613（2019）01-0692-15

Researchadvancesonadsorptionofheavymetalsbybiochar

WANGChongqing1，WANGHui2，JIANGXiaoyan1，HUANGRong1，CAOYijun1

(1SchoolofChemicalEngineeringandEnergy,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001,Henan,China;2Schoolof

生物修复和微生物矿化在重金属污染土壤处理中的研究进展

生物修复和微生物矿化在重金属污染土壤处理中的研究进展

生物修复和微生物矿化在重金属污染土壤处理中的研究进展

摘 要：?S着工业化的发展，重金属对环境的污染日益严重，尤其越来越多的重金属通过各种途径被排放到环境中造成土壤污染。由于土壤中的重金属难于分离和降解，且可以通过食物链进入人体，从而对人类的生存健康造成了很大威胁。治理土壤重金属的办法有物理法、化学法和生物法。物理化学方法往往代价昂贵，而且效果不好，容易造成二次污染，并且不适合大面积，低浓度的重金属污染。生物法中的微生物治理土壤污染是一种新兴的土壤治理方法，其中微生物矿化（MICP）是一种对环境友好的绿色治理方法，并且代价低廉。文章主要探讨了近些年来微生物矿化在土壤重金属中的应用及未来前景展望。

关键词：生物矿化；生物修复；微生物诱导碳酸钙；重金属；土壤污染

中图分类号：X53 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）23-0066-04

Abstract： With the development of industrialization，

heavy metal pollution to the environment is becoming more and

more serious， especially more and more heavy metals are

discharged into the environment through various ways to cause soil pollution. The heavy metals in the soil are difficult to

separate and degrade， and can enter the human body through

the food chain， thus causing a great threat to the survival and