全 文 ：云南大学学报 (自然科学版) 　2002 , 24 (2):144 ～ 146 CN 53-1045/N　ISSN 0258-7971
Journal of Yunnan University
汉氏菱形藻(硅藻)对银的吸附效应研究
袁冬梅1 , 王若南2 , 彭　莉3 , 鲍慈光3 , 赵逸云1
(1.云南大学 化学系;2.云南大学 生物系;3 云南大学 实验中心 ,云南 昆明　650091)
摘要:通过汉氏菱形藻(Nitzschia hantzschiana Rabh)在不同 Ag+离子浓度和不同吸附时间下对 Ag+离子
吸附的试验 , 发现汉氏菱形藻对 Ag +离子的吸附符合 Freundlich 方程 , Q=0.08×ρ0.7 ,在研究范围内 , 吸附时
间对吸附量的影响很小.该藻富集银的较适宜的条件是:吸附时间 2 h , 室温 ,溶液 pH 值近中性.
关键词:硅藻;银;吸附
中图分类号:Q 949.27;O 614.122　　文献标识码:A　　文章编号:0258-7971(2002)02-0144-03
　　藻类是地球上较早出现的低等植物 ,其个体微
小 ,种类繁多 ,分布也极为广泛.近年来的研究表
明 ,藻类是一种天然高效的生物吸附剂 ,不同种类
的藻的细胞壁结构各异 ,可以选择性地吸附特定元
素 ,此外单细胞藻类的大小仅为数十微米 ,具有较
大的比表面积 ,富集效率高 ,因而藻类在含重金属
离子的污水处理及作为金属离子载体等方面 ,显示
了很好的应用前景[ 1 , 2] .
笔者用一种硅藻———汉氏菱形藻(Nitzschia
hantzschiana Rabh)对 Ag +离子进行了吸附能力的
试验 ,找到吸附的最佳条件为:吸附时间 2 h ,室温 ,
溶液 pH 值近中性.并对吸附机理进行了初步探
讨 ,发现汉氏菱形藻对 Ag+离子的吸附满足 Fre-
undlich方程 ,该藻对 Ag+离子的吸附主要是阳离
子交换机理.
1　实验部分
1.1　仪器　Z-800 原子吸收分光光度计(日立仪
器厂),LRH-250-G 光照培养箱(广东省医疗器
材厂).
1.2　试剂　所用试剂均为分析纯.
1.3　实验用藻种　Nitzschia hantzschiana Rabh
(汉氏菱形藻),采用中科院水生所硅藻 1号(D1)
培养基 , 每 100 mL 中含 NaNO3 12 mg , CaCl2·
2H2O 2 mg , MgSO4·7H2O 7 mg , K2HPO4 4 mg ,
KH2PO4 8 mg ,NaCl 1mg , Na2SiO3·9H2O 10 mg , w
=1%柠檬酸高铁溶液 0.5 mL ,土壤萃取液 2 mL ,
A5 Solution 0.1 mL.培养条件:温度 25℃,光照强
度 2 000 lx ,培养周期 14 d.
1.4　吸附试验　取一定量的汉氏菱形藻 ,加入一
定量的水 ,用 28 kHz的超声波处理 2.5 min ,使其
分散为均匀的悬浮液 , 然后加入不同浓度的
AgNO3 溶液 ,调整 pH 值为 6.5 ,定容.在 25 ～ 27℃
下置于摇床上避光振摇吸附一定时间 ,然后离心分
离 ,取上清液用原子吸收光谱仪测定其 Ag+离子
含量[ 3] .藻的吸附量 Q 按下式计算[ 4] :
Q =(ρ0 -ρ)V/ m ,
式中 ,吸附量 Q 指每克藻上吸附 Ag+离子的质量
(m g ), ρ0 为吸 附前 A g+溶 液的 质量浓 度
(mg ·mL-1), ρ为吸附平衡后 Ag+溶液的质量浓
度(mg ·mL-1), V 为溶液的体积(mL), m 为藻的
质量(g).
2　结果与讨论
2.1　时间对 Ag+离子吸附量的影响　图 1为吸附
量随时间变化的实验结果.从图 1 可以看出 , 在
Ag+离子浓度一定的情况下 ,吸附 2 h后 ,汉氏菱
形藻对 Ag+离子的吸附量随时间的增加而量的增
加较小 ,在 0.005 mg/mL 的银溶液中 ,时间为 2 h
时每克藻吸附了 Ag+离子 1.059 mg ,而时间为 10
收稿日期:2001-10-25
　基金项目:云南省自然科学基金资助项目(2000B0005M)..
　作者简介:袁冬梅(1974-　),女 ,云南人 ,硕士生,主要从事物理有机化学研究.
h时每克藻吸附了 Ag+离子 1.094 mg ,时间增加
了8 h ,而吸附量仅增加了 0.035 mg ;在 0.5 mg/
mL 的银溶液中 ,时间为 2 h时每克藻吸附了 Ag+
离子 26.063 mg ,而时间为 10 h 时每克藻吸附了
Ag+离子 25.583 mg ,随着时间的增加吸附量反而
减少了 0.02 mg.文献[ 2 , 5]认为 ,藻类对金属离子
的吸附主要是阳离子交换机理 ,沉积在藻上的金属
离子的量与被取代下来的 Ca2+ ,Mg2+ ,H+等离子
量相当.我们的实验结果也与这种观点相符 ,在吸
附开始时可能主要是表面吸附 ,故而吸附速率较
快 ,然后可能是表面吸附的金属离子向藻细胞内部
缓慢迁移的过程 ,所以随着时间的增长吸附有缓慢
增加 ,但这种增加并不大.所以可以认为 2 h 内吸
附即可达到平衡.
　　图 1　浓度对 Ag+吸附量的影响
Fig.1 The effect of time on the adsorption amount of
Ag+
　　图 2　浓度对 Ag+吸附效率的影响
Fig.2 The effect of concentration on the adsorption effi-
ciency of Ag+
图 3　吸附等温线(10 h)
Fig.3 Adso rption iso them(10 h)
2.2　不同起始浓度的 Ag+离子对吸附量的影响
　从图 2 中可以看出 ,汉氏菱形藻对 Ag+离子吸
附量随 Ag+离子起始质量浓度的增加而有规律地
增加.但随着起始 Ag+离子质量浓度的增加吸附
效率降低.在 0.005mg/mL 的 Ag+溶液中 ,有大约
90%的Ag+离子被吸附 ,而在 0.5 mg/mL 的 Ag+
溶液中 ,只有大约 20%的Ag+离子被吸附.但即使
在低浓度时 ,延长吸附时间也未能达到 100%吸附
效率 ,这可能与 Ag+离子在藻与溶液之间量的动
态平衡有关[ 6] .
为了更好地表明吸附关系 ,由 Freundlich方程:
Q=k×ρ1/ n ,取对数得 lnQ=lnK+1/ nlnρ
,由实验测得一系列不同 Ag+离子浓度ρ时汉氏菱
形藻对 Ag+离子的吸附量 Q ,以 lnρ对 lnQ 作图
(图 3),再进行线性拟合 ,得吸附等温方程为 lnQ
=-2.48+0.70lnρ(K =0.08),相关系数 r =0.
995 ,Freundlich方程为 Q =0.08×ρ0.7.可见随着
浓度的增加 ,吸附量呈对数增长 ,这表明汉氏菱形
藻对 Ag+离子的吸附满足 Freundlich 方程.
2.3　该藻富集银的较适宜的条件　汉氏菱形藻对
Ag+离子的吸附可以在室温 ,近中性条件下进行 ,
吸附时间为 2 h.
3　小　结
综上所述 ,汉氏菱形藻对 Ag +离子的吸附可
以在室温 ,近中性条件下进行 ,由于时间对吸附过
程的影响很小 ,在本实验范围内可认为 2 h即可达
到平衡 ,吸附满足 Freundlich 方程 , Q =0.08 ×
ρ0.7.
145第 2 期　　　　　　　　　　　袁冬梅等:汉氏菱形藻(硅藻)对银的吸附效应研究
至于吸附是否与藻的生理活性有关及其吸附
的均匀性等有待作进一步研究.
[参　考　文　献]
[ 1] 　刘碧红.藻类在工业废水处理中的应用[ J] .上海环境
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[ 2] 　CRIST R H ,MARTIN J ROBERT , CRIS T D R.Inter-
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as sulfides and hydroxides[ J] .Miner Biopro cess Proc
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[ 3] 　汤又文.蓝藻预富集-悬浮液进样 GFAAS 测定水中
痕量银的研究[ J] .高等学校化学学报 , 1995 , 16(12):
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[ 5] 　王晓蓉 , 孙　昊 , 吴重华 ,等.小球藻对水中有机酸类
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鱼腥藻对金的吸附[ J] .岩矿测试 , 1995 , 14(3):231—
233.
Studies on the Adsorption of Ag
+
Ion by Nitzschia hantzschiana Rabh
YUAN Dong-mei1 , WANG Ruo-nan2 , PENG Li3 , BAO Ci-guang3 , ZHZO Yi-yun1
(1.Depar tment of Chemistry , Yunnan University;
2.Depar tment of Biology , Yunnan University;
3 Experimental Center , Yunnan Univ ersity , Kunming 650091 , China)
Abstract:S tudies on the adso rption of Ag+ ion by Nitzschia Hantzschiana Rabh w ere carried out in vari-
ous Ag+ concentrations and adsorption period.The result shows that the adsorption accords with general ad-
sorption mechanism and meets Freundlich equation , Q =0.08×ρ0.7.Moreover , the adsorption period has lit tle
effect on adsorption process in the range studied.The optimum condit ions for the algae to enrich Ag+ ion are:
adsorption period 2 h , room temperature ,pH near neutral.
Key words:diatom;silver;adsorption
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A Study on the Population Ecology of Wintering Black-necked
Cranes(Grus nigricollis)at Dasangbao Reserve ,
Zhaotong ,Yunnan Province
HU Jian-sheng1 , WU Jing-liang1 , DANG Cheng-lin1 , ZHONG Xin-yiao2 , DAO M ei-biao2
(1.Department of Biology , Yunnan University , Kunming 650091 , China;
2.Zhao tong Fo rest Bureau , Zhaotong 657000 , China)
Abstract:The Dasangbao natural reserve is not only an important w intering place of the black-necked
cranes , for their eastern migrat ion line ,but also an important distribut ing center of crane immig ration.There
are 700—800 wintering cranes in the Dasangbao natural reserve.Recent 10 years , the numbers of w intering
cranes have doubled.The population structure of the w intering cranes is reasonable.
Key words:black-necked crane;Dasangbao;wintering ;population
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