全 文 ：第 13 卷 第 3期
1 9 9 4年 9 月
岩 矿 测 试
R O C K A N D M IN E RA L A N A L Y S IS
V
o l
.
1 3
,
N o
.
3
S e P t e nr b
e r , 1 9 9 4
藻吸附金属离子的研究— 斜生栅藻富集金 .
唐 莉 . 李家熙
地矿部岩矿测试技术研究所 北京 1 0 0 0 3 7
摘要 发展 了一种新的金属离子的分离富集方法 一一微生物吸附法 。 重点研究了斜生栅藻对
[A
u C I
;口一 的吸附和解吸条件 , 其吸附率和解吸 回收率均大于 95 % , 首次用藻类分离富集了地质样 品
中的痕量 A u , 其标准加入 回收率大于 91 % , 用原子吸收法测定标样中痕量金 ,其结果与推荐值相
符 。 此外 , 机理探讨说明 : 斜生栅藻富集金的过程中起主要作用的是络合吸附 , 随吸附时间的增长也
发生生物吸收作用 , 同时 ,伴有氧化还原反应发生 。
关键词 斜生栅藻 金 吸附 解析
某些微生物能够吸附金属离子并将其沉
积在细胞外表 面或 吸附到细胞内部 . 从而把
金属离子从溶液 中分离出来 , 这一过程称作
微生物吸附 。 具有这种吸附能力的微生物主
要包括各种细 菌 、 真菌 、 酶母菌及藻类等 , 其
共 同特点是繁殖快 、 易成活 。 其中藻类 无毒
害 、 无污染 、 成本低廉 , 更具有突出的优点 。
8 。 年代初 , 国外一些学者开始研究多种
微生物对多种金属离子的吸附技术 , 并将其
应用到金属离子的分离富集上 ,取 得了许多
经验和成果 l[ 一 5〕 。 本工 作在前人研 究的基础
上 ,选择了在藻类 中具有代表性的绿 藻门中
的斜生栅藻 ( s e e n n d e s n u s o b l iq n u s ) 对贵金属
和一些常见的重金属等多种金属离子进行了
实验 。 发现 当条件适宜时 , 藻 可选择性地从
溶液中吸附「A u CI ; ] 一 。在广泛实验的基础上 ,
重点研究了藻对「A u 1C 4丁的吸附作用 , 包括
吸 附和解吸条件 , 讨论 了吸附机理 以及实现
了地质样品中痕量金的富集与测定 。
实验部分
仪器与主要试剂
L L I 仪器
日立 Z 一 8 0 0 0 A A S 火焰测 A u 工作条件 :
波长 2 4 2 . s n m
燃烧器高度 7 . s m m
灯 电流 10 m A
狭缝 1 . 3 n m
空气压力 1 . 6 火 1 0 ” P a
乙炔压力 2 . 4 x 1 0 ` P a
P E
一
30 3 0 A A S 石墨炉测 A u 工作条件 :
波长 2 4 2 . s n m
灯 电流 10 m A
狭缝 0 . 7 n m
背景校正 氖灯
进样量 2 0拼l
升温程序
步 骤 温度 ( C ) 升温时间 ( s ) 保持时间 ( s )
干 燥 1 0 0 5 20
灰 化 7 0 0 5 20
原子化 2 2 0 0 0 3
净 化 2 6 0 0 1 2
1
.
1
本文为硕士研究生论文的部分内容 。
唐莉 女 , 1 9 9 2 年硕士研 究生 ;李家 熙 女 , 研究员 , 俩人 目前均从事生物环境地球化学研究工作 。:
DOI : 10. 15898 /j . cnki . 11 -2131 /td. 1994. 03. 001
第3 期 岩 矿 测 试 第3 1 卷
2 结果与讨论
2 . 1 吸附实验
2
.
1
.
1 吸附酸度影响
于lo ml 比色管 中 , 加 入 含 1 0 0” 9 A u
( l )溶液和 s m g 处理后 的斜生栅藻粉 ,改变
溶液酸度并按实验方法进行吸附率测定 , 结
果见图 1 。
由图 1 看 出 , 在 p H Z一 8 时 , 吸 附率在
95 % 以上 。 考虑到在 p H 值高时 ,许多共存金
属离子易发 生水解形成沉淀 ,影响斜生栅藻
对金离子的吸 附 , 所以选用酸度范围为 p H
2
.
5一 3 . 5 。
1 00
8 0
6 0
4 0
次\遥哥彭
讲|仗。,一
1
.
1
.
2 主要试剂
金 标准溶液 : 1 0 0拌g /m l A u ( l ) 的 1 0%
H CI 溶液 , 用纯金丝配制 。 工作溶液均由储备
液逐级稀释 。
L Z 藻的培养
实验获得斜生栅藻最佳生长条件为 :
温度 2 5一 3 5 ` C
光线 5 0 0 0一 1 0 0 0 0 l x
培养水溶液配方如表 1 所示 。 每天 向含
藻培养液 中通入含 2% ~ 5 % C O Z空气几个小
时 , 并经常摇 动以免 藻聚集成团粘附在器壁
上 ,大约一星期藻就能生长成熟 。 用连续流动
离心机收集并 用真空冷冻干燥机将藻制成干
粉 ,在 Z o C 以下存放在干燥器 中备用 。
由于藻表 面附 着水溶性的破碎 细胞 物
质 ,这些物质对金属离子有一定的吸附能力 ,
在实验前须除去 。 方法是用 2% H N 0 3洗涤藻
粒 几分钟后再用蒸馏 水洗涤 , 重复此过程两
次以上 。
表 1 培养液配方飞 g / L
组 分 用量
{
组 分 用量
K H
:
P O
、 0 . 3
I
F· 5 0 毛
·
7H
2( ) 2
. 。
M g S O
; . 7 H 2 ( ) 0
.
3 1
}
N · H c ( , 3 。 · 0 6
一
}
C泪 ’ 。 · 。 3K N ( ) 3 2 . 0 } H Z( ) 1 0 0 0 ( m一)
尿 素 0 . 6
图 1 p H 值对吸附【A u CI ; 」一 的影响
(振荡 40 m in )
表 2 吸附时间对吸附率的影响
① 中国科学院水生生物 研究所 , 小球藻和栅藻的大量培养
( I勺部资料 ) 。
1
.
3 实验方法
称取 一定量经 处理 的斜生栅藻粉 放在
I O m l 试管 中 , 加入含 A u 试液 , 用稀 H N O 3 和
稀 N a 0 H 调节酸度控制溶液酸度在一定范围
内 , 用去离子水定容 l om l 。 然后在电磁振荡
器上振动 30 m in ,取 下在 离心机上离心 sm in
( s o o o r /m i n )
, 弃去上 层 清 液 , 用 2% H N O 3
清洗 几次藻粒 , 王水将其消解后原子吸收法
测定 。
时间 ( m i n ) 吸附率 (% ) …时间 ( m i n , 吸附率 `% ,
10 6 5
.
3 … 6 0 9“ · 8
15 7 2
.
9 … ”。 , , ` 。
2 0 9 4
.
4 … ` 2 0 , 吕 . ”
3 0 9 7
.
8 … ` 8 0 ’ , . ’
4 0 9 8
.
2 … 2` 0 q g“
5 0 9 8
.
3 } 3 0 0 , 9
·
5
2
.
1
.
2 吸附时间的影响
选定 p H 3 、 A u ( l )量 10 0拜g , 按上述 实
验方法进行 。 控制吸附时间在 10 ~ 3 0 om in ,
再分别测定 _ t 层清液 中残留 A u( l )量 , 差减
法计算吸附率 。 从表 2 结果看出 ,斜生栅藻吸
附 [A u C 14丁速度很快 , 3 o m i n 即趋 于平衡 , 吸
附率在 98 % 以上 。
第 3 期 唐 莉等 :藻吸 附金属离子的研究一一斜生栅藻富集金 第 13 卷
2
.
1
.
3 温度对吸附的影响
选定 p H 3 、 溶液中含 A u ( 班 ) 1 0 “ g / m l 、
斜生栅藻 0 . s m g /m l ,将试管放在水浴中并控
制不同的温度 , 吸附时间均为 30 m in , 采用火
焰 原子 吸收法 测 量上 层清 液 中的 剩余 A u
量 ,用差减法计算吸附率 ,结果 见表 3 。
0
.
i n g /m l 时 ,吸附率仍能达到 1 0 0% 。
表 4 最大吸附且与温度的关系
表 3 温度对吸附率的影响
温度 ( C ) 吸附率 (% ) { 温度
` “ , 吸附率` % ,
1 0 7 0
.
2 …:: :: . :1 5 7 8 . 3 ` 。 9 9 . 艺
2 0 9 3
.
4 } 5 0 ” 9
·
4
2 5 9 7
.
8
温度 (℃ ) 最齐些量 …温一 最器攀’气 m g / g少
10 5 6 …4。 二
2 0 6 8 … 5。 ` 。 3
3 0 7 0 } 6 0 1 3 1
表 5 A u 浓度对藻吸附效果的影响
结果 表 明 , 在 2 0 一 50 ` C 时吸 附率 很接
近 。 由于 A u 量较低 ,基本上都在藻的饱和吸
附量之 内 ,并不能体现出温度对吸附的影响 。
为此 ,再进行斜生栅藻最大吸附量与温度 的
关系实验来讨论温度与吸附的关系 。
称取 4m g 藻 放于 I Om l 试 管 中 , 加 入
5 0 0拌9 A u ( l ) , 酸度为 p H 3 ,将 试管放于水
浴中 , 控制不同的温度 , 用 A A S 测量上层清
液中的剩余 A u 量 , 待到金浓度 不再明显变
化时 ( 吸附时间大 约为 4 0m in 左右 ) 取 出试
管 , 经离心除去上层清液 ,用蒸馏水冲洗藻粒
3 次后 , 加入 2m l 新配制的王水将藻粒消化 ,
加水稀释到 I Dm l , 离心 , 用 F A A S 测量 A u 浓
度 。 计算出最大吸附量 ,结果见表 4 。 实验结
果表明 , 随温度升一高 , 吸附量增大 。 常温下 , 藻
的最大吸附量约为 70 m g / g 。
2
.
1
.
4 A u 浓度对藻吸附量的影响
吸附过程中可能存在着一个吸附最低浓
度 ,即当溶液中金离子的浓度低于此值时 , 吸
附剂已不能将其有效吸附 。 故在常温下 ,进行
了 A u 浓度对斜生栅藻吸附量影响实验 。
试管中藻量 3 m g , 向其中分别加入不 同
量的 A u( l ) , 酸度保持在 p H 3 , 溶液体积为
1 0 m l
。 吸附结果见表 5 ,可见当 A u 浓度低至
A u ( n g / m l ) 回收率 (% )
}
A · ( n g `m , , 回收率 `% ,
5 0 9 8
.
8
}
1
· 。 `“ O’ 。
2 5 9 8
·
7 一{
。 ’ 5 `。 。 ’ 。
10 9 9
.
0 …。 ’“ 。。 ` ”5 . 0 1 0 0 . 2
2
.
1
.
5 斜生栅藻用量对吸附的影响
常温下 , 向 l o m l 体积 含 1 0 0 “ 9 A u ( l )
的溶液中加入不 同量的藻 , 保持 p H 3 , 吸 附
时间均为 h1 , 藻用量与吸附率的关系见图 2 。
在等温条件下 , 随着藻量的增加 , 吸附量也增
加 。 当藻浓度达到一定值时 (即 A u 量不超过
藻的最大吸附量时 ) , 吸附率均在 95 % 以上 。
次\僻法冬 / 一
c . / m g
·
m l一 ’
图 2 斜生栅藻用 t 对 [ A u CI ; 〕一吸附的影响
综上所述 , 藻吸附「A u CI 、 〕一的最佳 实验
条件为 : p H Z~ 8 之间 、 温度 20 一 50 ℃ 、 吸附
时振荡 3 o m in 。 在这些条件下 ,若藻量足够时
则能完全吸附从 0 . I n g /m l 的 A u 到相 当于
一 1 6 3 一
第 3 期 岩 矿 测 试 第 13 卷
藻本身干重 7%的 A u 量 。
.2 2 解吸实验
.2 2
.
1 硫脉解吸
由于 A u ( l )被吸附到藻上后很快被还
原 成 A u( I ) , 随后又被还原成 A u( 0) (见机
理探讨 ) , 而硫 脉是无 法与 A u( 0) 发 生反 应
的 ,所以用硫 脉解吸 A u 时 , 必须在 A u( l )
还原成 A u( 0) 之前进行 。 经反复实验发现 , 当
酸度为 p H Z 且 吸附物放置时间不超过 h1
时 , 用 1% 硫脉 s rn l 解吸含有 1 0 0拼9 A u 的藻
体 , 解吸率平均 可达 96 %以上 。 当吸附物放
置时间超过 hl 后 , 解吸率随时间增长 明显下
降 。 1 . s h 解 吸率 为 71 % , h3 时 解 吸 率为
4 3%
,当放置 2 4 h 后 ,解吸率仅在 10 % 以下 。
用硫脉解 吸 A u 的一个最大 优点是 , 解
吸后的藻通过用 2% H N O 3 处理 几次后可反
复使用 。 但在使用 5次之后 ,藻的最大吸附量
下 降 40 %左右 。 它的缺点是 ,放置时间要求
严格 ,不能超过 l h 。
么 .2 2 王水消解浸提
王水既可 以将藻体消化溶解 , 同时 又可
在此过程 中 , 将藻上 已还原成的 A u( 0) 重新
氧化成 A u( 班 ) ,进入溶液中 , 以达到解吸 A u
的 目的 。 此方法简便 、 快速 , 回收率均在 9 %
以上 。 具体做法是 : 向洗涤后的藻粒中加入少
量新配制的王水溶液 ,振荡 10 m in 左右 。 当藻
粒变成白色絮状物时 ,表明消化完全 ,若消化
不好时 , 可通过加热促进藻粒消化 。 若用固体
悬浮进样 G F A A S 测量 A u 浓度时 ,消化后的
残渣不影响 A u 的测定 , 无基体干扰 。
王水直接回收 A u 的缺点是 : 利用率低 ,
藻只能一次性使用 。 但由于藻的成本低使用
量又很小 , 权衡两者利弊 , 笔者认为王水消解
比硫脉解吸方便 。 所以 , 在回收实验中基本上
都采用此法 。
2
.
3 共存金属离子的干扰实验
在最佳实验条件下 ,研究了 20 多种共存
金属离子对藻吸附 A u( l )的影响 。 这些共存
一 1 6 4 一
离子包括 K 十 , N a + , M g Z + , A 13 + , C u Z+ , P b Z + ,
M n
Z+ ,
Z n
Z十 ,
C r
3+ ,
C o
Z + , N i Z +
,
A s
, + ,
S e ( VI )
,
T e ( W )
,
F e
3 + ,
A g
+ ,
P t
Z+ ,
Pd
Z + ,
0 5 ( w )
,
I r
3+ ,
R h
3 + ,
R u
` + 等 。 实验结果表明 , 在这些离子中
只有 F e 3 + 对 A u( l )吸附干扰最大 , 加入抗坏
血 酸可消除 F e 3+ 的干扰影响 (见表 6 ) ,其余
金属离子的干扰很小 。 表 7 为抗坏血酸存在
下 ,以上 20 多种共存离子总量对 A u( l ) 的
干扰情况 。
表 6 F e3 一 对吸附 A u( l )的干扰及其消除
A u ( l )的吸附率 (% )
[A
u〕 : [ F e 〕
未加抗坏血酸 加人 抗坏血酸
l
:
1 0 0
: 1 0 0 0
8 8
.
4
7 7
.
3
9 9
9 5
l : 2 0 0 0
表 7 共存离子对吸附 A u( . )的干扰
[ A
u 口: [干扰总量 1 A u 吸附率 ( % )
l
:
1 10 0
: 1 6 5 0
8 8
.
3
8 5
.
8
l
:
5 5 0 0
在最佳吸附条件下 , 当多种金属离子共
存时藻选择性地吸附 A u( l ) , 表 7 所显示出
的共存离子的影响并不是由于争夺藻上吸附
点造成的 , 因为在藻过量时 ,解吸液中其它金
属离子的浓度很小 ,吸附量均低于 4% 。 考虑
藻表面上包含有许多带电荷的官能团 ,对 溶
液中带电离子具有吸引作用 , 当溶液中总浓
度较高时有可能在藻粒附近形成一 “ 离子膜 ”
阻挡了对「A u 1C 4 ] 一 的吸附作用 。 这可能是造
成 A u 吸附率降低的原 因之 一 , 此点还有待
于进一步研究 。 总之 , 藻是金的一种较理想的
选择性吸附剂 , 通过多次吸附 ,金的回收率可
达较高的水平 。
2
.
4 样品分析及加入 回收实验
称取 10 9 样品放于 30 m l 瓷增祸中 ,置于
第 3 期 唐 莉等 :藻吸附金属离子的研究— 斜生栅藻富集金 第 13 卷
马弗炉 内由低温升至 6 0C 后恒温灼烧 1 h,
赶除有机 质 及 硫 , 取 出冷却 。 将样 品 移 入
2 5 o m l 烧杯中 , 加入 7 5m l l + 1 王水 , 电热板
上加热至沸 ,微沸 1 . h5 后 ,趁热加入 s m l %
的动物胶搅拌混匀后过滤 , 用蒸馏水 冲洗沉
淀 10 次左右 ,滤液定容至 2 0 m l 容量瓶中 。
表 8 样品分析结果 w ( A u) 1/ 0 一 `
本 法 结 果样品名称 推荐值—分次测定 牙 R S D ( 写 )G BW ( E ) 3 60 7 0 0 2 3 2 9 . 2 2 9 . 6 2 9 . 9 2 93 0 . 0 2 9 . 4 2 9 . 83 1 . 2南京金 6 7 5 9 6 7 . 1 6 1 . 8 6 3 . 1 4 . 464 . 3 6 2 . 8表 9 A u 加人回收实验
样 品名称 样 品
A u 量
( 肛g )
加入量
(拜g )
回收量
( 拜g )
回收率
(% )
G B W ( E )
0 70 0 2 3
南京金
2 0 2 2
.
2
10 0 98
.
0 ::
`
2 0 2 4
.
3 5 9 1
10 0 1 0 4
.
5 9 7
用移液管取 Z o m l 滤 液放于 50 m l 烧杯
件, . 盖上表皿 , 在 电热板上蒸 至 10 m l 左右取
下 , 冷却 。 加入抗坏血酸至黄色退去 。 然后用
稀 N a O H 和稀 H N O 3 调节 酸度 , 控 制在 p H
2
.
5一 3 . 5 之间 。 将溶液移入 25 m l 试管中 , 加
入 sm g 经处理好的斜生栅藻 , 定容 25 m l , 在
电磁振荡器上振动 0 . s h , 取下 、 离心 、 抽掉 上
层清液 , 用 2% H N O 3 清洗藻粒 3 次 , 最后用
2
.
sml 新配制的王水将藻消化 , 用蒸馏水稀
释到 sm l , 然后用 A A S 进 行测定 ,分 析结果
见表 8 和表 9 。
2
.
5 机理初探
地质学家最早提出微生物能够吸附金属
离子 。 他们在研究金属成矿原理时发现了生
物成矿现象 , 即在 某些重金属和贵金属矿 区
有大量特征生物或生物化石 , 这些生物对于
某种金属离子具有很强的吸附功能 , 许多重
金属和贵金属矿是直接 由生物富集而成的 。
本工作以斜生栅藻吸附金为例研究了具有及
不具有生物活性的藻类的微生物吸附机理 。
2
.
5
.
1 生物富集的物理化学吸附过程
向正 生 长 着 的斜 生栅 藻里 加 入 1 0即 g
A u ( l )
,然后置 于藻的最佳生长 环境中 , 每
两天向其中添加部分营养液 , 藻 的生长没有
受到影响 。 4 天后 ,测量溶液 的 A u 浓度 ,发现
有 90 % 以上的 A u 已被吸附 。 一星期后 ,部分
藻成熟沉于底部且颜色 由绿色变为紫红色 ,
这是因为 A u( l )被还原为 A u( 0) 而显出的
颜色 。 此 时 已有 97 %以上 的金离子 被吸 附
了 。 通过该实验验证了藻在其生长环境条件
下就 可以吸附金离子 ,且 吸附速度快吸附量
大 。
在实验部分所用的藻已经失去了生物活
性 ,仍能对金属离子具有较强的吸附能力 。 由
此推知 ,微生物吸附金属离子 的主要原因并
不是 自生的代谢作用造成的 ,而是 因为自身
的物质组成与结构引起的 。 藻细胞的成分与
藻吸附金属离子的能力是密切相关的 。 藻细
胞 由大量蛋 白质和纤维素组成 , 其中含有各
种能与金属离子络合 的集团 , 如梭基 、 氨基 、
咪哇基 、磷酸脂和琉基等 。 在吸附金属离子过
程中 ,藻细胞的功能就象离子交换树脂一样 ,
这些可解离的带电基 团 , 既可与金属离子发
生络合反应 , 又可以与某些带相反电荷的金
属络合物离子发生静 电吸引 。 整个吸附过程
是一种物理 一化学吸附过程闭 。
2
.
5
.
2 络合吸附 、 静 电吸附和吸收作用
目前 , 比较一致的看法是 : 藻吸附金属离
子的过 程是 络合吸附 、静电吸附和 吸收作用
三者的结合过程 。
利用 中红外光谱仪对 藻金 吸附体进行
“ 中红外 ” 扫描 ( 图 3) 可以证明 : 由于藻细 胞
一 1 6 5
第 3 期 岩 矿 测 试 第 13 卷
壁上含有 多种能与金属离子发生络合反应的
官能团 , 从而能够络合吸附金属离子 。 由图 3
明显看出 , 藻金吸附体的红外谱图与空藻的
相差较大 。 在波数为 848 . sc m 一 `处出现一个
峰 , 参 照 标 准 谱 图 可 知 , 这 是一 C一 O … …
( M )的峰形 , 此外还出现了各个峰的位移等
现象 , 由此说 明 : 金络 阴离子在藻上确实发生
了一系列化学 反应 , 发生 反应 的主要功 能基
是一 C〔X〕H ,其次一 N H 。
在的 , 而是以元素形式存在 , 吸附时 间越长 ,
还原成 A u (0 )的量越多 , 因此以 H CI 回收的
A u 量就越少 。 而用王水将上述平行试样 中的
藻金 吸附体消化 、 定容离心后测量上层清液
中的 A u 量 , 结果就大不一样 (表 1 0 ) 。 由于王
水具有强氧化性 ,可将 A u( 0) 氧化成 A u( 盆 )
浸提进入溶液 ,所以回收率明显提高 。 两种数
据的对 比 ,证明被 吸附在藻上 的 A u( l ) 逐
渐被还原为 A u( o ) 。
10 0
.
8 0
.
料生姗藻红外光谱图 表 1 0 不同解吸剂的 A u 回收率 %
放置时间 h( )解吸剂
2 4 1 7 0
芝
卜 40 H C I 2 5
.
3
王水 96 . 8 9 7 . 2 9 7 . 9 9 9
2 0
.
0」 0
.0 0十 e一
40 0 0
.
0 丝茎冬」] Z o o b. o 一50 0 . 0 1 0 0 0 . 0 月0 0 . 0波教 / c m 一 ,
10 0
.
0
吸附金的斜生福藻红外光潜图
次
、 、 .
卜
一 C 一 O 一 M
0 94乙5
.102
.0
40 00
.
0 30 0 0
.
0 20 0 0
.
0 150 0
.
0 1 00 0
.
4 0 0
.
0
波 教 c/ m 一 ,
图 3 斜生姗藻及其吸附 A u 后的中红外光谱
斜生栅藻在络合吸附 A u( m ) 的同时还
伴随着还 原反应 , 即将 A u( l )迅速 还原成
A u ( I )
, 再缓慢还原成 A u( 。 ) 。 这不仅可以
从上述藻吸附金过程中藻金吸附体颜色变化
可以观察到 , 而且下述实验也可 定量地证实
此点 。
将放置 了 h5 、 1 h0 、 2 h4 及一个星期的 吸
附有 1 0 0拌9 A u 的藻体用浓 H CI 消解 ,经离心
后测量上层清液中 A u 的浓度 (表 1 0 ) 。 实验
结果证明 : 浓 H CI 虽能将藻体消解但却不能
将金溶解 , 说明金在藻上不是 以离子状态存
一 1 66 一
基于上述实验笔者认为 ,藻对 A u( l )吸
附选择性高 的原 因之一 , 是 由于在一定条件
下 A u( l )易与藻上官能 团发生络合反应并
同时伴随着还原反应 ,促进络合吸附的进行 。
由于 F e “ “ 具有较强的氧化性 , 破坏 了藻上对
A u ( , )的还原环境 ,也许就是 F e , + 对 A u 吸
附的干扰 原因之一 。 当在吸附体系中加入某
种还原剂时可增强藻的还原 环境 , 有可能促
进藻对 A u( 互 ) 的吸附 。 例如 ,抗坏血酸的加
入就能提高藻对金吸附量 。
藻细胞壁 上大量的官能 团 电离后均带
电 , 它们都能对一些带相反 电荷的金属 离子
产生静电吸引 。 D ar n al 等人 s[] 研究了小球藻
对 [ A u C I; ] 一 、 A u S T M 、 [ A u ( C N ) ; 〕一 、 [ A u
( S C N
Z
H
;
)
2
]
+ 的吸附情况结论是对 [A u C I ; ] -
和 A u S T M 以络合 吸 附为 主 , 而 对 于 仁A u
( CN )
4丁 和 [ A u ( S C N Z H ; ) 2〕+ 的吸附以静电
吸附为主 。 以静电吸附为主时其吸附率受酸
度影响较大 ; 以络合吸附为主时其吸附率受
酸度影响较小 。 斜生栅藻对 A u( l ) 的吸附受
酸度影响较小 , 实验也已证明其吸附主要是
以络合吸附为主 , 但也存在着静电吸附 。 如在
第 3 期 唐 莉等 :藻吸附金属离子的研究— 斜生栅藻富集金 第 13 卷
进行干扰实验时发 现 , 由静 电吸附造成 了对
干扰离子的小量吸附 。
当金属离子与藻细 胞接触 的时 间较 长
时 ,金属络离子就能透过细胞壁 “ 溶解 ” 在细
胞质中 ,这样就使得吸附量大大提高 。 这一现
象就是生物吸附过程 中的特有现象 , 即吸 收
作用 。 笔者在实验中观察到在斜生栅藻吸附
[ A
u CI
` 〕一的过程中 , 初期的反应 阶段是以络
合吸附为主 ,络合平衡在 30 m in 内就能达到 ,
直到 h5 时藻对金的吸附量几乎相同 。 当金离
子长期与藻接触且金离子量超过藻的最大络
合吸附量后 , 随着时间的推移吸收作用就占
了主要地位 。 所以 , 发生高浓度 的金与藻接触
时间超过 2 个月后 , 藻吸附的金量可达到或
超过其本身重量的现象 。
到的 。
藻本身是一种高蛋 白物质 , 喜于在污水
中生活 ,种植藻类不但对环境没有任何污染 ,
相反在其本身的生长代谢过程中就能吸附金
属离 子 , 且 吸附量很大 , 具有 自净 水体的作
用 。 这些特点不仅决定了藻在工业污水治理
中的作用 , 而且在选矿工艺上将有很大的发
展前途 , 如金矿的湿法冶炼时 N a CI 与 M n 0 2
浸取金的工艺上大有可为 。
3 结语
本研究证实 : 斜生栅藻是 A u( l ) 的一种
优 良吸附剂 , 它吸附速度快 、 吸附量大 、选择
性高 ,在 3 o m in 内吸附可达到平衡 ,最大吸附
量为 70 m g / g , 当加入抗坏血酸后 , 最大吸附
量能提高 2 倍以上 , 可用于地质试样分析中
痕量 A u 的分离富集 。
与 目前 常用 的各种金 属离子吸 附剂相
比 ,藻吸附剂具有以下优点 : 成本低 , 在实验
室 中可 自己培养制备 ; 藻成分简单易消化 , 消
化后 的溶液基体简单 ,可直接用 A A S 、 IC P -
A E S
、
IC P
一
M S
’等测定 。 特别是应用超声雾化
将吸附体直接以固体悬浮液进样 G F A A S 测
定时 ,被藻吸附的金属离子无需解脱 , 使操作
简单 ,基体干扰小 ,这是任何吸附剂都无法做
4 参考文献
1 aS k
a
gU oc h i T
,
H o r ik o s h i T
,
N a k a jim a A
.
S r u d ie s o n t卜e
A e e u m u 恤t io n o f H ea v y M e t a l E le m e n t s i n Bi o lo g ie al S y -s
t e m s 1
.
U Pt a k e o f oC Ppe
r Io n b y C h lo r e la R e g u la r s
.
J A g而 C丙己阴 s oc . ( Jp n ) . 19 7 7 , 5 1 : 4 9 7 .
2 N a k a j im a A
,
aS k
a g u e h i T
.
eS lce
t i v e A e e u m u l a t i o n o f
H e a v y M e t a l b y M i e r o
r g an i
s
ms
.
A P对 M云八沽赳
B汉` e h 刀讨 . 1 9 8 6 . 2 4 : 5 9 .
3 M a j id i v
,
H o le o m be J A
. 反 p a r a t i o n a n d P r ec o n e e n t ir o n
o f C a d m i u m b y iB
o lo g ie a l Or g
a n i s m s a n d A na ly
s i s b y
G r a p h i t e F u r n a n e e A t o 而e A b so r P t io n . S介` t , 六幼 . ic司
A c奴 . 1 9 8 8 , 4 3 B ( 1 2 ) : 1 4 2 3 .
4 M a j id i V
,
H o le o m be J A
.
P r ec
o n t r a t i o n o f dC f
r o m E n 访 -
r o n m e n t a l aS m Pl
e s b y a n A lg a a n d A na ly
s i s b y G F A A S
.
J A
n ` l 儿 o m s介 c r~
.
1 9 8 9
,
4 ( 7 )
:
4 9 3
.
5 G r e e n e B
,
H o se a M
,
M e Ph e r os n R
, e t a l
.
In t e r a e t io n o f
(玉〕ld ( I ) a n d G尤〕dl ( I ) oC m p le x es w i t h A坛a l iB o m a s .
E
力叹粗 r o们
cS i T
己c h ”汉 . 1 9 8 6 , 20 : 6 2 7
6 aS k
a g u e h i T
,
T s u ji T
,
N a k a jim a A
.
S t u d ies o n C d b y
G r e
n M i e r o a lg a e
.
E u
r
J A P对 M女r 创灿叱 B奴己 c h耐 .
1 9 7 9 ( 8 )
:
2 0 7
.
(收稿日期 : 1 9 9 3一 0 9一 1 3 , 修回 日期 : 1 9 9 4一 0 4一 2 5 >
第 3 期 岩 矿 测 试 第 13 卷
S t u d i e s o n t h e A c c u m u l a t i o n o f M e t a l I o n s b y A l g a e
— U P t a k e o f G o l d ( l ) w i t h S c e n e d e s m u s O b l i q n u s
7 ,a n g L i
,
L I J ~ i
( I n s t i t u t e o f R o e k a n d M i
n e r a
l A
n a
ly
s is
,
M i
n i s t r y o f G
e o
l
o g y a n d M i
n e r a
l R
e s o u r e e s , B e ij i
n g
,
1 0 0 0 3 7 )
A n e w m e t h od
o f s e p a r a t i o n a n d p e r e o n e e n t r a t i o n f o r m e t a l io n s b y m ie r o a l g a e h a s b e e n d e
-
v e lo p e d
.
A lg a e e a n s e le e t i v e l y a e e u m u l a t e h e a v y a n d p r e e i o u s m e t a l io n s f r o m a s o lu t i o n
.
E x
-
P e r lm e n t s
o f A u ( 皿 )
w e r e a t t e m p t e d w i t h s e e n e d e s m u s o b li q n u s t o in v e s t ig a t e t h e a d s o r p t i o n a n d d e s o r p t io n
, a y i e ld o f > 9 5写 w a s o b t a i n e d . T h e r e e o v e r y f o r 2 0一 1 0 0拼9 A u ( , ) w a s i n e x e e s s
o f 9 1%
.
T h e m e t h o d h a s b e e n t e s t e d w i t h g e co h e m ie a l S RM s a n d t h e r e s u lt s a g r e e w i t h t h e
r e e o m m e n d e d v a lu e s
.
T h e m e e h a n is m o f t h e i n t e r a e t i o n b e t w e e n t e t r a’c h l o r o a u r a t e io n s a n d
s e e n e d e s m u s o b l iq n u s h a s b e e n in v e s t ig a t e d
.
T h i s n e w p r e e o n e e n t r a t i o n t e e h n iq u e b y t h e u s e o f
a n a lg a e s y s t e m s h o u ld p r o v id e a p r o m i s i n g m e t hdo f
o r r e e o v e r y o f p r e e io u s m e t a l s f r o m m i n i n g
e f f l u e n t s
, n a t u r a l w a t e r o r s e a w a t e r
, a s w e l l a s f o r Pu r if ie a t i o n o f i n d u s t r ia l w a s t e w a t e r
.
K e y w o r d s : s e e n e d e s m u s o b l i q n u s
,
g o ld
, a d s o r p t i o n
,
d e s o r p t i o n
欢迎订阅《 岩石矿物分析导论 》
《 岩石矿物分析导论 》 16 开本 , 23 5 页 ,定价 7 . 05 元 /本 。 该书编者赵中一 、 何应律教授 ,
1 9 9 4 年元月由中国地质大学出版社 出版 。
该书简要介绍了岩石矿物分析的类型 、 现代岩石矿物分析方法及技术要求 ;分析了岩石矿
物分析中可能 的污染和损失 ;按分析过程的顺序逐章介绍试样的采集与制备 、 试样的分解 、 分
离与预富集 ;论述 了岩石矿物分析中涉及的理论 问题 , 增加了痕量组分分离与预富集的新内
容 。
为了使读者认识岩矿分析的特点及分析的全过程 ,并学会如何选择岩矿样品的分析方法 ,
达到触类旁通的目的 ,作者综合了现有岩石矿物分析书籍的特点 ,打破了以往按岩石种类分别
介绍分析方法 的编写模式 ,选择地壳中分布极广的硅酸盐岩石为典型实例 , 从分析方法原理 、
分析系统和分析方法 的选择等方面进行了详细的讨论 。
为了培养必要的实验技能 ,加强对理论知识的认识 ,书中列出 24 个具有代表性的实验 ,供
实验课或技术培训中选用 。
该书可作为工业分析专业学生的教科书 , 也可作为地质 、 冶金 、 选矿 、 化工 、 环境及材料等
部门分析测试人员的参考书及技术培训教材 。
欲订购该书的读者请向武汉市 ( 4 3 0 0 7 4) 喻家山中国地质大学出版社发行科联系 。