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生物吸附法处理重金属废水研究进展
梁莎，冯宁川，郭学益
中南大学冶金科学与工程学院，湖南长沙（
410083）
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摘 要：现代工业排放的重金属废水对环境有严重的负面影响。生物吸附法作为新兴的重金
属去除技术，有着广阔的应用前景。本文阐述了生物吸附的机理，介绍了现今国内外生物吸
附的研究现状，并对其发展前景进行了展望。
关键词：生物吸附；吸附机理；废水处理；重金属离子
中图分类号：
X703.1 文献标识码：A
现代工业的迅速发展产生了大量含重金属废水，这些废水因其不可降解且易通过食物链
在生物体内富集，对环境和人类生活构成了很大的威胁。因此，如何治理重金属废水并回收
有价金属是当今环境保护工作面临的突出问题。目前处理重金属废水的方法主要有化学沉
淀、离子交换、电化学处理、反渗透、膜技术、蒸馏、电渗析等，这些处理方法在一定程度
上取得了良好的效果，但普遍存在二次污染，特别是当水中的重金属浓度较低（＜
100mg·L
-1
）
时，不仅去除率较低，而且运行费用较高。生物吸附作为一种新兴的重金属去除技术，愈来
愈受到人们的关注。生物吸附就是通过生物体及其衍生物对水中重金属离子的吸附作用，达
到去除重金属的目的。能够吸附重金属及其它污染物的生物材料称为生物吸附剂，主要包括
细菌、真菌、藻类和农林废弃物（见表
1），与传统的吸附剂相比，它们具有以下主要特征：
（
1）适应性广，能在不同pH值、温度及加工过程下操作；（2）选择性高，能从溶液中吸附
重金属离子而不受碱金属离子的干扰；（
3）金属离子浓度影响小，在低浓度（＜10 mg·L
-1
）
和高浓度（＞
100mg·L
-1
）下都有良好的金属吸附能力；（
4）对有机物耐受性好，有机物污
染（
≤5000 mg·L
-1
）不影响金属离子的吸附；（
5）再生能力强、步骤简单，再生后吸附能力
无明显降低
[1]
。
表
1 生物吸附剂的种类
[2]
种类
生物吸附剂
有机物
纤维素、淀粉、壳聚糖等
细菌
枯草杆菌、地衣型芽孢杆菌、氰基菌、生枝动胶菌等
酵母
啤酒酵母、假丝酵母、产朊酵母等
霉菌
黄曲霉
, 米曲霉, 产黄青霉, 白腐真菌, 芽枝霉, 微黑根霉, 毛霉等
藻类
绿藻
, 红藻, 褐藻, 鱼腥藻, 墨角藻, 小球藻, 岩衣藻, 马尾藻, 海带等
动植物碎片
螃蟹壳
, 金钟柏, 红树叶碎屑, 稻壳, 花生壳粉, 番木瓜树木屑等
植物系统
苎麻
, 红树, 加拿大杨, 大麦, 香蒲, 凤眼莲, 芦苇和池杉等
1．生物吸附机理
生物体吸收金属离子的过程主要有两个阶段。第一个阶段是金属离子在细胞表面的吸
附，即细胞外多聚物、细胞壁上的官能基团与金属离子结合的被动吸附；另一阶段是活体细
胞的主动吸附，即细胞表面吸附的金属离子与细胞表面的某些酶相结合而转移至细胞内，包
括传输和积累。由于细胞本身结构组成的复杂性，目前吸附机理还没有形成完整的理论
[3]
。
1.1 离子交换机理
1
本课题得到国家自然科学基金项目(50774100) 的资助。
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