三种海洋微藻的培养优化及其对铜和锌的吸附研究

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1、硕士学位论文三种海洋微藻的培养优化及其对铜和锌的吸附研究CULTIVATIONOPTIMIZATIONOFTHREEKINDSOFMARINEMICROALGAEANDTHEIRABSORPTIONFORCOPPERANDZINC王辉哈尔滨工业大学2016年12月万方数据国内图书分类号：X55学校代码：10213国际图书分类号：504密级：公开工程硕士学位论文三种海洋微藻的培养优化及其对铜和锌的吸附研究硕士研究生：王辉导师：曹罡副教授申请学位：工程硕士学科：环境工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2016年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学万方数据Classifie

2、dIndex:X55U.D.C:504DissertationfortheMaster’sDegreeofEngineeringCULTIVATIONOPTIMIZATIONOFTHREEKINDSOFMARINEMICROALGAEANDTHEIRABSORPTIONFORCOPPERANDZINCCandidate：WangHuiSupervisor：AssociateProf.CaoGangAcademicDegreeAppliedfor：Master’sDegreeofEngineeringSpeciality：EnvironmentalEngineerin

3、gAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology万方数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要重金属是一类对环境危害极大的污染物。近几年，珠江口海域重金属污染加重，尤其以铜和锌的污染为甚。对于大面积、低浓度的重金属废水，生物吸附技术是一种行之有效的方法。研究人员利用死亡藻体吸附重金属进行了大量研究，而关于活藻吸附重金属的研究较少。本课题开展海洋微藻活藻吸附重金属污染海水的研究，以眼点

4、拟微绿球藻、三角褐指藻、中肋骨条藻为研究对象，优化了这3种海藻的培养条件，为后续吸附实验奠定基础。考察了这3种海藻活藻在不同条件下对铜和锌的吸附效果，结果发现，相同条件下三角褐指藻的吸附效果最佳。在此基础上，建立了三角褐指藻活藻和死藻吸附重金属的动力学模型、等温吸附模型和热力学模型，并进一步通过SEM-EDX、FTIR方法分析了三角褐指藻活藻吸附重金属的机理。以海藻生物量为衡量指标，通过考察5种外界因素对3种海藻生长的影响，确定3种海藻在实验室环境下的最佳培养条件。研究铜和锌初始离子浓度对3种海藻的生理毒性，得出培养基中低浓度重金属促进海藻生长，高浓度抑制海藻生长的

5、结论。从重金属初始浓度、温度、海藻投加量和海藻种类4个方面研究3种活藻对海水中铜和锌的吸附，利用重金属离子去除率R（%）和海藻吸附容量qe（mg/g）这两项指标评价海藻对重金属的吸附效果。当铜离子初始浓度为0.2mg/L，温度为25℃，海藻投加量为0.5g/L时，三角褐指藻活藻对铜的去除率为94.18%，吸附容量为0.389mg/g，出水符合第二类海水水质标准。使用准一级和准二级动力学方程拟合三角褐指藻活藻和死藻吸附动力学过程，发现活藻的吸附动力学过程符合准二级动力学方程，R2=0.994；死藻符合准一级动力学方程，R2=0.997。利用Langmuir模型和Fre

6、undlich模型拟合活藻和死藻等温吸附线，结果表明，活藻吸附更符合Freundlich模型，R2=0.998；死藻更符合Langmuir模型，R2=0.988。吸附热力学参数揭示，三角褐指藻吸附铜和锌是吸热的自发过程。借助显微镜、SEM-EDX和FTIR等分析手段，研究三角褐指藻活藻对重金属的吸附机理，表明该藻对铜和锌的生物吸附主要归结于重金属离子与藻细胞内羟基、氨基和酰胺基的结合作用。关键词：活性海藻；生物吸附；生物积累；铜去除；锌去除-I-万方数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractHeavymetalsareknowntobeharmfulandd

7、ifficulttodegrade.Inthisyears,heavymetalspollutionhappenedinthePearlRiver,especiallycopperandzinc.Biosorptionisparticularlysuitableforlargevolume,lowconcentrationofheavymetalwastewater,theresearchersusedeadmicroalgaeadsorptionheavymetals,butthelivingmicroalgaeadsorptionisrarelyreport