天然水环境中的生物膜及其对重金属的吸附PDF电子书下载

第1章　天然水环境中的生物膜与重金属 1

1.1 自然水体生物膜及其基本特征 1

1.1.1　生物膜的概念与基本组成 1

1.1.2　生物膜的基本特征 3

1.2 自然水体中的重金属 5

1.2.1　水环境中重金属的危害与环境行为 5

1.2.2　影响水环境中重金属行为的因素 5

1.3 自然水体生物膜的环境行为 12

1.3.1　生物膜对重金属的吸附与富集 13

1.3.2　生物膜对有机污染物的吸附与降解 15

1.3.3　生物膜对污染物的指示作用 16

1.3.4　其他行为 16

参考文献 17

第2章 自然水体生物膜的获取与影响生物膜生长的因素 26

2.1 自然水体生物膜的获取 26

2.1.1 自然水体生物膜的获取方法 26

2.1.2　获取生物膜的主要水体 28

2.2　影响自然水体生物膜生长的主要因素 30

2.2.1　水温 30

2.2.2　水中的溶解氧 31

2.2.3　光照 32

2.2.4　水深 33

2.2.5　水的pH 33

2.2.6　其他影响因素 34

参考文献 35

第3章 自然水体生物膜的主要组分 39

3.1　生物膜主要化学组分简介 39

3.1.1　无机矿物质 39

3.1.2　微生物和其他有机成分 40

3.2　生物膜主要化学组分与水中相应化学物质间的关系 41

3.2.1 不同水体生物膜主要化学组分与水中相应物质间的关系 41

3.2.2 同一水体不同水深生物膜主要化学组分与水中相应物质间的关系 43

3.3　影响自然水体生物膜主要化学组成的环境因素 44

3.3.1　水深 44

3.3.2　培养时间 46

3.3.3　溶解氧 47

3.3.4　水温 48

3.3.5　培养水体的颗粒物粒径 51

3.3.6　培养水体的pH 54

3.4 自然水体生物膜中铁和锰的形态分析 55

3.5 自然水体生物膜中铁氧化物、锰氧化物的积累速率 56

3.5.1　生物膜中铁氧化物、锰氧化物生长过程的反应级数 56

3.5.2　生物膜中铁氧化物、锰氧化物生长速率的比较 56

3.6 自然水体生物膜中的微生物种群及其生长规律 57

3.6.1　生物膜中微生物的形态和种类 58

3.6.2　生物膜中的微生物量 62

3.6.3　生物膜生长过程中膜中微生物种群和生物量的变化 63

3.6.4　生物膜中微生物的群集特征 65

3.6.5　不同季节生物膜上微生物的种群分布特征 66

参考文献 68

第4章 自然水体生物膜主要化学组分的选择性萃取分离 72

4.1　选择性萃取方法及其筛选 72

4.1.1　Ti（Ⅲ）试剂用于萃取铁氧化物 72

4.1.2　NH2OH·HCl用于单独萃取锰氧化物或同时萃取去除铁氧化物、锰氧化物 73

4.1.3　Na2S2O4用于同时萃取去除铁氧化物、锰氧化物 73

4.1.4　草酸铵／草酸用于同时萃取去除铁、锰氧化物 73

4.1.5　一些用于萃取铁氧化物的螯合剂或还原剂 74

4.1.6　用于萃取铁氧化物、锰氧化物的酸性试剂 74

4.1.7　有机质的萃取方法 74

4.1.8　萃取剂的筛选 75

4.2 自然水体生物膜中铁氧化物、锰氧化物选择性萃取条件的优化 76

4.2.1　生物膜中锰氧化物萃取条件的优化 76

4.2.2　铁氧化物、锰氧化物同时萃取的条件优化 78

4.2.3　选定条件下生物膜主要化学组分的选择性萃取分离 79

4.2.4　不同水体生物膜主要化学组人选择性萃取分离的比较 80

4.3 自然水体生物膜主要化学组分连续萃取和单独萃取的比较 81

4.3.1　萃取条件的选择 82

4.3.2　萃取条件的验证 85

参考文献 86

第5章 自然水体生物膜及其主要组分吸附重金属的热力学特性 89

5.1　水溶液中的吸附作用与吸附等温线 89

5.2 自然水体生物膜对重金属的吸附热力学 91

5.2.1 自然水体生物膜对铅和镉吸附的基本热力学特征 91

5.2.2 自然水体生物膜对钴、镍和铜吸附的基本热力学特征 93

5.2.3　不同水体生物膜对铅和镉吸附的热力学特征 96

5.2.4 自然水体生物膜对不同重金属吸附能力差异的初步研究 98

5.3 自然水体生物膜主要化学组分对铅和镉的吸附热力学特征 100

5.3.1　选择性萃取—重金属吸附—统计分析方法的建立 101

5.3.2　选择性萃取—重金属吸附—统计分析方法的验证 103

5.3.3　不同水体生物膜各主要组分对铅的吸附 118

5.3.4　不同水体生物膜各主要组分对镉的吸附 131

5.3.5　不同水体生物膜各主要组分对铅和镉的吸附特征的对比 140

5.3.6　生物膜各组分吸附铅和镉时共存铅、镉间的相互影响 145

5.3.7 自然水体生物膜及其各组分对铅和镉吸附特征的讨论 150

5.4　生物膜中的有机组分对重金属吸附的热力学特征 156

5.4.1　活性细胞、非活性细胞和胞外聚合物对铅和镉的吸附 157

5.4.2　胞外多糖和胞外蛋白对铅和镉的吸附 163

参考文献 167

第6章 自然水体生物膜及其主要组分吸附重金属的动力学特征 175

6.1 自然水体生物膜及其各组分吸附铅和镉的动力学特征 175

6.1.1　生物膜的萃取、吸附与数据统计分析 175

6.1.2　生物膜对铅和镉的吸附动力学——溶液浓度变化法 177

6.1.3　生物膜对铅和镉的吸附动力学——膜上浓度变化法 190

6.1.4　两种吸附动力学研究方法的比较 197

6.2 自然水体生物膜对钴、镍和铜吸附的基本动力学特征 199

参考文献 202

第7章　影响自然水体生物膜吸附重金属的因素 203

7.1 吸附体系溶液条件的改变对自然水体生物膜吸附重金属的影响 204

7.1.1　pH对自然水体生物膜吸附重金属热力学的影响 204

7.1.2　pH对自然水体生物膜吸附铅和镉动力学的影响 208

7.1.3　生物膜浓度对生物膜吸附铅和镉的影响 211

7.1.4　腐殖酸对生物膜吸附铅和镉的影响 214

7.1.5　离子强度对生物膜吸附铅和镉的影响 222

7.2　生物膜培养条件的改变对自然水体生物膜吸附重金属的影响 225

7.2.1　不同季节培养的生物膜吸附铅和镉的比较 225

7.2.2　不同水深培养的生物膜吸附铅和镉的比较 228

7.2.3　含有不同粒径颗粒物的湖水培养的生物膜吸附铅和镉的比较 229

7.2.4　不同pH的湖水中培养的生物膜吸附铅和镉的比较 231

参考文献 234

第8章 自然水体生物膜生长过程中生物膜及其主要组分对重金属的富集 237

8.1　人工基质生物膜及其各组分对铅的富集 237

8.1.1　人工基质生物膜的培养、萃取与数据处理 237

8.1.2　人工基质生物膜中铁氧化物、锰氧化物对铅的富集特征 239

8.2　天然基质生物膜及其各组分对重金属的富集 240

8.2.1　天然基质生物膜的采集、萃取与数据处理 240

8.2.2　天然基质生物膜及其主要组分对重金属的富集 241

8.2.3　不同水体生物膜中铁氧化物、锰氧化物对铅富集特征的对比 246

参考文献 248

附录 250

附录1　部分分析测试与实验方法 250

F.1.1 以载玻片为基质的生物膜中金属氧化物与重金属含量的测定 250

F.1.2　以载玻片为基质的生物膜中有机质的测定 251

F.1.3　生物膜中微生物的光学显微镜和扫描电子显微镜观察 251

F.1.4　生物膜中微生物的鉴定与计数 252

F.1.5　实验所用沉积物中胡敏酸和富里酸的提取和测定方法 252

附录2　南湖生物膜中藻类和原生动物的鉴定结果（1999年9月） 252

参考文献 254