D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2005.05.035 第27卷第5期 北京科技大学学报 VoL27 No.5 2005年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.2005 聚球藻对镍的富集作用及影响因素 白慧卿》杜竹玮李浩然)孙春宝” 1)北京科技大学土木与环境工程学院，北京1000832)中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室，北京100080 摘要研究了环境因素与自身因素对聚球藻富巢镍的影响，聚球藻对镍的富集时间在80 mi山可以达到平衡：镍藻质量比最优值为16%~18%，此时宫集量达到最大值即饱和吸附范围： pH值是影响富集的一个重要因素，同样条件下随pH值的增加富集量会不断增加，但由于过 高pH会导致氢氧化镍生成，因此最佳pH值在9~I0:温度和光强是调节富集量的两个因素， 温度在35℃、照度在3000x左右是最佳的富集条件：同样条件下，死藻比活藻的富集量略高， 关键词聚球藻；镍；富集量；富集效率 分类号Q949.210 镍是水体中常见的一种金属污染物.随着工 右，THZ82型恒温摇床振荡器30℃，24hd'光照 业的发展，用镍量不断增加，使镍及其化合物在 摇瓶培养， 工业废水和废气中的污染日趋严重，因而有关镍 聚球藻富集镍前的预处理，取对数生长期的 污染问题的研究已引起人们的广泛重视.目前利 定量藻液，死藻则先将其新鲜藻液加入4%甲醛 用传统的方法还不能完全将金属离子从工业废 溶液，间断混匀300min彻底杀死藻体后"，用 水中去除.藻类可以有选择性地富集特定的金属 LDZ0.8医用离心机(2000rmin)进行离心，得 离子，其选择性优于目前使用的离子交换树脂，聚球藻藻体，用蒸馏水洗涤，反复进行3次后补 研究表明，藻类对金属的富集作用主要是通 充至原体积藻液，用WFZ UV-2系列(UV-2000 过藻体细胞中生物大分子对金属的物理吸附以 型)紫外可见分光光度计测其吸光度值，用文献 及细胞对金属的生物转化.微藻细胞种类和环境 [2]中的方法测定藻细胞干重浓度. 条件对富集能力有重要影响.除此之外，微藻本12聚球藻对镍元素的富集测定 身的生理活动也有助于其吸收金属元素，对富集 取一定量的1gL的Ni0NO,h溶液加入处理 的环境条件及镍藻本身因素进行整体优化调整 好的藻液中，在恒温30℃、无光照（研究温度和光 后，其藻类对金属离子的吸收能力可得到加强. 照条件实验除外)、pH值为10左右（研究pH值时 本文研究了聚球藻对金属镍的富集作用和影响 除外)、100rmin'的恒温摇床振荡器上振荡，进 因素. 行生物富集2h,后用LDZO.8医用离心机离心取 其上清液测定镍的浓度，并以此计算藻对镍的富 1 实验材料和方法 集量、富集效率， 11聚球藻的培养与预处理 镍(Ni(NO,)2)的浓度采用GB11910-89丁二酮 聚球藻由中国科学院过程工程研究所生化 肟分光光度法作镍的标准曲线进行测定.富集量 工程国家重点实验室提供.采用Zarrouk氏培养 9,及富集效率y的计算方法同文献[3]： 基，250mL三角瓶内加入150mL培养液，接种对 6M-6品 9。 mg'g 数生长期聚球藻，起始浓度为750m,吸收值为 0.05~0.10,呈微淡绿色，调整培养液pH值至10左 y-1-ex10o%, 式中，c为加入Ni(NO,)2溶液的质量浓度，mgL': 收稿日期：2004-09-16修回日期：2004-11-08 基金项目：国家自然科学基金资助项目No20176061):国家高 ,为加入NiNO)2溶液的体积，L;c2为富集后上 技术发展计划资助项目No.2001AA649030) 清液中Ni的质量浓度，mgL:V为最后藻液的 作者简介：白慧卿(1978一)，女，顾士研究生 总体积，L:m为富集镍前的藻细胞干重，g.第 2 7 卷 第 5 期 2 0 5 年 1 0 月 北 京 科 技 大 学 学 报 JO u r n a l o f U . vi e rs tiy o f S e le . e e a n d l七c h n o l o gy B jei ni g V b L2 7 N 0 . 5 o e t . 2 0 5 聚球藻对镍的富集作用及影响因素 白 慧卿 ” 杜竹 玮 ” 李浩 然 ” 孙春 宝 ” 1)北 京科技 大学 土木 与环境 工程 学 院 , 北 京 10 0 0 83 2) 中 国科 学 院过程 工程研 究所 生化 工程 国 家重 点实验 室 , 北京 10 0 0 80 摘 要 研 究 了环境 因素 与 自身 因素 对聚球 藻 富集 镍 的影 响 . 聚球 藻对 镍 的富 集 时间在 80 ~ 可 以达 到平 衡 ; 镍 藻质 量 比 最优值 为 16 % 一 1 8% , 此 时富集 量达 到最 大值 即饱 和吸 附范 围 : p H 值是 影 响富集 的一 个重 要 因素 , 同样 条件 下随 p H 值 的增 加 富集量 会 不断 增加 , 但 由于 过 高 p H 会导 致氢 氧化 镍生 成 , 因 此 最佳 pH 值 在 9一 1 0 ; 温 度和 光 强是 调节 富集 量 的两个 因素 , 温 度 在 35 ℃ 、 照度 在 3 00 h 左右 是最 佳 的富集条 件 ; 同样条 件下 , 死藻 比活 藻 的富集 量略 高 . 关键 词 聚球 藻 ; 镍 ; 富集量 ; 富集效 率 分类 号 Q 94 9 2 1 0 镍 是水 体 中常见 的一 种金 属 污染 物 . 随着 工 业 的 发展 , 用镍量 不 断增 加 , 使镍 及 其化 合 物在 工 业废 水和 废 气 中的污 染 日趋 严重 , 因而有 关镍 污 染 问题 的研 究 已 引起 人们 的广 泛重 视 . 目前利 用 传 统 的方 法 还 不 能完全 将 金 属 离子 从 工业 废 水 中去 除 . 藻类 可 以有选 择 性地 富集特定 的金属 离 子 , 其 选择 性优 于 目前 使用 的离子 交 换树 脂 . 研 究 表 明 , 藻类 对 金属 的 富集 作用 主 要 是通 过 藻体 细 胞 中生物 大分 子对 金 属 的物 理 吸 附 以 及 细 胞对 金属 的生物 转化 . 微 藻 细胞种 类 和环 境 条 件 对 富集 能 力有 重 要 影 响 . 除 此之 外 , 微 藻 本 身 的生理 活动 也 有助 于其 吸收 金属 元 素 . 对 富集 的环 境 条 件 及镍 藻本 身 因素 进 行整 体 优 化 调 整 后 , 其 藻类 对金属 离 子 的 吸收能 力可 得 到加 强 . 本 文 研究 了聚 球藻 对金 属 镍 的 富集 作 用 和 影 响 因 素 . 1 实 验材料和 方 法 L l 聚 球 藻 的培 养 与预 处 理 聚球 藻 由 中 国科 学 院过 程 工 程 研 究 所 生 化 工程 国家重 点 实 验室 提 供 . 采 用 Z a n ℃ uk 氏培 养 基 , 2 50 m L 三 角 瓶 内加 入 150 m L 培养 液 , 接种 对 数 生 长 期聚 球 藻 , 起 始浓 度 为 7 50 nI , 吸 收值 为 .0 05 司 . 10 , 呈 微淡绿 色 , 调 整培 养 液PH 值至 10 左 收稿 日期 : 2 0 4刁弘 16 修 回 日期 : 20 0-4 n 刁8 基金 项 目 : 国家 自然科学基金 资助项 目困 。 . 加17 6 0 6 1) ; 国家高 技术 发展 计划 资助 项 目 N( .o 2 0 1A A 64 9 0 3 0) 作者 简介 : 白慧卿 ( 19 7 8一) , 女 , 硕士 研究 生 右 , T HZ 一 82 型恒 温 摇床 振 荡器 30 ℃ , 24 h · d 一 ’ 光 照 摇瓶 培 养 . 聚球 藻 富集 镍 前 的预 处理 , 取对 数 生长 期 的 定量 藻 液 , 死 藻 则先 将 其 新鲜 藻 液加 入 4% 甲醛 溶 液 , 间 断混 匀 3 0 m in 彻 底 杀死 藻 体 后 `1 , 用 L D Z刁 . 8 医用 离 心机 (2 0 0 0 r · m in 一 今进 行 离心 , 得 聚 球 藻 藻体 , 用蒸 馏 水洗 涤 , 反 复进 行 3 次后 补 充 至 原 体积 藻液 . 用 W F Z U、 七 2 系 列 (U V ` 2 0 0 型 ) 紫 外 可见 分 光光 度 计 测其 吸 光度 值 , 用文 献 【2〕中 的方 法 测定 藻 细 胞干 重 浓度 . L Z 聚球藻 对镍 元素 的 富集 测 定 取 一 定量 的 1 9 · L 一 , 的 iN (N 0 3 ) : 溶 液 加 入处 理 好 的 藻液 中 , 在恒温 30 ℃ 、 无光 照 (研 究温 度和 光 照 条件 实 验 除外 ) 、 p H 值 为 10 左右 ( 研 究 p H 值 时 除 外 ) 、 l o r · m in 一 ,的恒 温摇 床振 荡 器 上振 荡 , 进 行 生物 富集 Z h , 后 用 L D Z刁 . 8 医用 离心机 离心 取 其 上 清液 测 定镍 的浓 度 , 并 以此计 算藻 对镍 的 富 集 量 、 富集效 率 . 镍伽i困0 3 ) 2 ) 的浓 度采 用 G B l l gl o - 8 9 丁 二 酮 肪 分 光光 度法 作镍 的标准 曲线进 行测 定 . 富集 量 q , 及 富集 效 率 y 的 计算 方 法 同文 献 【3] : c( t 。 一 。 : ) X q = 一一一一一几丁 —备一一 , m g ’ g , 一 【卜翩卜 ` o %, % 式 中 , c , 为加 入 N i(N 认 ) 2溶 液 的质 量 浓度 , mg · L 一 ’ ; 科为加 入 iN N( 认 ) 2 溶 液 的体 积 , L ; 。 为 富集 后 上 清 液 中 iN 的质量 浓 度 , m g . L 一 ` ; 矶为 最后 藻 液 的 总 体积 , L ; m 为 富集 镍前 的藻 细 胞干 重 , 9 . DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2005. 05. 035