CN111302426A - 一种水体重金属及蓝藻去除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于水体污染物处理技术领域，公开了一种水体重金属及蓝藻去除方法，包括：将L‑半胱氨酸母液添加到水体中，调节所述水体的L‑半胱氨酸浓度达到0.01～100mM；静置加入所述L‑半胱氨酸后的水体2～24h，待蓝藻细胞吸附重金属并且蓝藻自发絮凝沉淀后进行藻水分离。本发明提供的水体重金属及蓝藻去除方法能够高效协同实现重金属和蓝藻的高效去除。

Description

一种水体重金属及蓝藻去除方法
技术领域
本发明涉及水体污染物处理技术领域，特别涉及一种水体重金属及蓝藻去除方法。
背景技术
水体污染物主要有汞、铜等重金属，蓝藻，绿藻等水藻，现有技术中针对重金属，水藻等有着各种治理方法，治理效果，效率各异。在同一水体中，往往可能存在各种污染物，因此治理方案需要综合考虑，可能存在相互影响，导致效果和效率并不理想。
发明内容
本发明提供一种水体重金属及蓝藻去除方法，达到了同时高效处理重金属和蓝藻的技术效果。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种水体重金属及蓝藻去除方法，包括：
将L-半胱氨酸母液添加到水体中，调节所述水体的L-半胱氨酸浓度达到0.01～100mM；
静置加入所述L-半胱氨酸后的水体2～24h，待蓝藻细胞吸附重金属并且蓝藻自发絮凝沉淀后进行藻水分离。
进一步地，所述水体中的所述L-半胱氨酸浓度为1mM。
进一步地，所述水体的静置时间为6h。
进一步地，所述藻水分离包括：自然沉降。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的水体重金属及蓝藻去除方法，使用L-半胱氨酸促进蓝藻吸附重金属，大幅提升吸附效率；同时，吸附重金属后的蓝藻更易絮凝成团，便于打捞，从而能够实现蓝藻及重金属的絮凝物打捞去除；从而能够高效的处理水体中的重金属和蓝藻。值得注意的是，蓝藻絮凝成团且细胞完整，从而避免藻毒素释放的危险。值得注意的是，L-半胱氨酸对其他水生生物无毒性，具有见效快、操作简单、不产生新的污染、成本低等优点。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的不同浓度的L-半胱氨酸对蓝藻的去除效果示意图；
图2为本发明实施例2提供的1mM的L-半胱氨酸处理水体在静置不同时间后对蓝藻的去除效果示意图；
图3为本发明实施例3提供的L-半胱氨酸对蓝藻去除效果示意图；
图4为本发明实施例3提供的L-半胱氨酸对铜离子去除效果示意图；
图5为本发明实施例3提供的L-半胱氨酸对汞离子去除效果示意图；
图6为本发明实施例3提供的水体中藻毒素含量变化示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种水体重金属及蓝藻去除方法，达到了同时高效处理重金属和蓝藻的技术效果。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
一种水体重金属及蓝藻去除方法，包括：
将L-半胱氨酸母液添加到水体中，调节所述水体的L-半胱氨酸浓度达到0.01～100mM；
静置加入所述L-半胱氨酸后的水体2～24h，待蓝藻细胞吸附重金属并且蓝藻自发絮凝沉淀后进行藻水分离。
优选的，所述水体中的所述L-半胱氨酸浓度为1mM，所述水体的静置时间为6h，所述藻水分离包括：自然沉降。重金属(铜、汞)、蓝藻的去除率分别为99.7％、81.4％、84.7％。
细胞外聚合物(EPS)对金属的结合可以减少有毒金属对细菌细胞的压力，并提高营养金属的生物利用度。这两种效应都可以使细菌细胞在极端条件下存活。EPS主要由蛋白质，多糖，DNA和脂质组成，它们可以从细胞表面延伸数十微米或更多。存在于EPS中的巯基，羧基等官能团可与重金属络合。
硫醇(具有-SH官能团的有机化合物)广泛存在于水生环境中。在高铜胁迫下，硫醇配体被认为参与铜吸收，这通常在解毒和外排的背景下进行研究，因为藻类产生并渗出硫醇。通过化合物特异性分析，半胱氨酸被鉴定为天然水中最常见的低分子量硫醇。当Emiliania huxleyi暴露于高浓度的铜时，藻类积聚了升高水平的半胱氨酸和两个含半胱氨酸的二肽，这两种二肽似乎都参与了Cu的转运。此外，当向藻溶液中添加额外的半胱氨酸时，已显示E.huxleyi和Thalassiosira weissflogii藻体增强Zn的生物利用度。研究发现，硫醇，特别是半胱氨酸，可以促进汞摄取。富含半胱氨酸的小蛋白质，例如金属硫蛋白，也由藻类细胞产生。
下面将他通过具体的实施方案加以说明。
实施例一
藻种来源：藻种为铜绿微囊藻产毒株(FACHB905)，来源于中国科学院武汉水生生物所淡水藻种库。待连续培养三个月生长正常后用于本次试验。在铜绿微囊藻产毒株藻溶液中分别加入终浓度为30μM的铜离子和终浓度为3μM的汞离子，采用在实验室条件下模拟自然水体水华和重金属处理。
培养条件
(1)培养基配方为：NaNO31500mg/L，K2HPO4·3H2O 40mg/L，MgSO4·7H2O 75mg/L，
CaCl2·2H2O 36mg/L，Na2CO3 20mg/L，柠檬酸6mg/L，柠檬酸铁按6mg/L，Na-EDTA1mg/L；
(2)2L锥形瓶中加入1.2L培养液，121℃高温灭菌30min，待气压降至零时取出自然冷却至室温。铜绿微囊藻接种密度为3*105个/ml，在温度为25℃、光强为4000lux、光暗比为12:12的条件下，在恒温培养箱中培养铜绿微囊藻，每天摇三次。
培养至12天，铜绿微囊藻处于对数期且生长良好，进行蓝藻絮凝沉淀的研究：
取铜绿微囊藻(FACHB905)25ml，分别加入终浓度为30μM的铜离子和终浓度为3μM的汞离子，最后加入L-半胱氨酸使其终浓度分别为0.01、0.1、1、10、100mM用快速混匀器混匀，静置24h后用紫外分光光度计在680nm测定上清液的吸光度值。
参见图1，不同L-半胱氨酸浓度下的铜绿微囊藻的沉降效果，可以看出在水体的L-半胱氨酸浓度保持在1mM时，上清液中的细胞数迅速减少。
实施例二：
采用实施例1所述实验材料和培养条件，当铜绿微囊藻处于对数期且生长良好的状态时，进行如下实验：
取铜绿微囊藻(FACHB905)25ml，分别加入终浓度为30μM的铜离子和终浓度为3μM的汞离子，最后加入终浓度为1mM的L-半胱氨酸，静置2、4、6、8、12、24h后用紫外分光光度计在680nm测定上清液的吸光度值。
参见图2，静置不同时间点后的铜绿微囊藻的沉降效果见图2。由图2可以看出在水体中加入L-半胱氨酸终浓度为1mM时，静置6h后上清液中的细胞数开始变得最少。
实施例三
一种基于L-半胱氨酸去除重金属、蓝藻的应用：
在10L的玻璃缸中加入6L水华蓝藻藻溶液藻细胞浓度为1.68*107cell/ml共6个缸，在每个缸中分别加入终浓度为30μM的铜离子和终浓度为3μM的汞离子，其中3个玻璃缸中按照案例1中得到的L-半胱氨酸浓度加入L-半胱氨酸，剩余3个玻璃缸为对照组不做任何处理。每2h检测一次，6h后结束。
参见图3，图4、图5和图6，分别检测试验组和对照组水体中的藻细胞浓度、铜离子浓度、汞离子浓度、藻毒素浓度。
随着时间的推移，对照组的藻细胞浓度(图3)、铜离子浓度(图4)、汞离子浓度(图5)、藻毒素浓度(图6)基本保持不变，而处理组藻细胞浓度(图3)、铜离子浓度(图4)、汞离子浓度(图5)、藻毒素浓度(图6)与对照组相比有明显的下降。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提供的水体重金属及蓝藻去除方法，使用L-半胱氨酸促进蓝藻吸附重金属，大幅提升吸附效率；同时，吸附重金属后的蓝藻更易絮凝成团，便于打捞，从而能够实现蓝藻及重金属的絮凝物打捞去除；从而能够高效的处理水体中的重金属和蓝藻。值得注意的是，蓝藻絮凝成团且细胞完整，从而避免藻毒素释放的危险。值得注意的是，L-半胱氨酸对其他水生生物无毒性，具有见效快、操作简单、不产生新的污染、成本低等优点。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种水体重金属及蓝藻去除方法，其特征在于，包括：
将L-半胱氨酸母液添加到水体中，调节所述水体的L-半胱氨酸浓度达到0.01～100mM；
静置加入所述L-半胱氨酸后的水体2～24h，待蓝藻细胞吸附重金属并且蓝藻自发絮凝沉淀后进行藻水分离。
2.如权利要求1所述的水体重金属及蓝藻去除方法，其特征在于，所述水体中的所述L-半胱氨酸浓度为1mM。
3.如权利要求1所述的水体重金属及蓝藻去除方法，其特征在于，所述水体的静置时间为6h。
4.如权利要求1所述的水体重金属及蓝藻去除方法，其特征在于，所述藻水分离包括：自然沉降。
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毛娟等: "微生物硫酸盐同化的调控及其在提高重金属抗性中的研究进展", 《四川环境》 *

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