聚羟基丁酸酯(PHB)对水中微量多环芳烃的仿生吸附

杨清玉, 易欣怡, 于旭彪, 关清卿, 任源, 胡芸, 冯春华, 韦朝海. 聚羟基丁酸酯(PHB)对水中微量多环芳烃的仿生吸附[J]. 环境化学, 2012, 31(10): 1518-1526.
引用本文: 杨清玉, 易欣怡, 于旭彪, 关清卿, 任源, 胡芸, 冯春华, 韦朝海. 聚羟基丁酸酯(PHB)对水中微量多环芳烃的仿生吸附[J]. 环境化学, 2012, 31(10): 1518-1526.
YANG Qingyu, YI Xinyi, YU Xubiao, GUAN Qingqing, REN Yuan, HU Yun, FENG Chunhua, WEI Chaohai. Biomimetic adsorption of trace amounts of polycylic aromatic hydrocarbons from aqueous solution by poly-3-hydroxybutrate[J]. Environmental Chemistry, 2012, 31(10): 1518-1526.
Citation: YANG Qingyu, YI Xinyi, YU Xubiao, GUAN Qingqing, REN Yuan, HU Yun, FENG Chunhua, WEI Chaohai. Biomimetic adsorption of trace amounts of polycylic aromatic hydrocarbons from aqueous solution by poly-3-hydroxybutrate[J]. Environmental Chemistry, 2012, 31(10): 1518-1526.

聚羟基丁酸酯(PHB)对水中微量多环芳烃的仿生吸附

  • 基金项目:

    国家自然科学基金重点项目(21037001)

    国家自然科学基金项目(20977035)

    "十一五"国家科技支撑计划重点项目(2008BAC32B06-1)

    国家高技术研究发展计划项目(2009AA06Z319)资助.

Biomimetic adsorption of trace amounts of polycylic aromatic hydrocarbons from aqueous solution by poly-3-hydroxybutrate

  • Fund Project:
  • 摘要: 基于生物体组织可对水体中低浓度有机污染物的高倍富集现象,以一种微生物细胞内广泛合成的聚羟基丁酸酯(PHB)为吸附剂,对水溶液中微量的多环芳烃(PAHs)进行仿生吸附研究.实验选取萘、菲和芘为模型污染物,考察了温度、时间、溶液pH和吸附剂用量等因素对吸附效果的影响,并分别以经典的吸附动力学模型、等温吸附模型和吸附热力学模型对吸附过程的机理进行了分析.结果表明,PHB对微量的萘(-1)、菲(-1)和芘(-1)具有较高的吸附速率,分别在60、120 、80 min即可基本达到平衡,吸附动力学符合拟二级动力学模型;3种多环芳烃的等温吸附曲线用Henry、Langmuir和Freundlich方程进行拟合,线性关系良好,反映出PHB仿生吸附剂与PAHs之间存在着"吸溶"作用而非通常的位点吸附;考察分配系数Kd与Kow、温度的关系,发现Kd与Kow呈正相关,与温度呈负相关;低温有利于吸附,PHB对菲和芘的吸附为自发过程,而对萘的吸附为非自发过程.上述仿生吸附原理的阐明对微污染水处理技术的研究具有重要指导作用.
  • 加载中
  • [1] 任源, 韦朝海, 吴超飞, 等. 焦化废水水质组成及其环境学与生物学特性分析[J]. 环境科学学报, 2007, 27(7):1094-1100
    [2] 马珞, 刘俊建, 王晓昌, 等. 污水处理厂各工艺阶段多环芳烃变化规律研究[J]. 环境工程学报, 2010, 4(9):2037-2041
    [3] 吴兴让, 尹平河, 赵玲, 等. 珠江广州段水体微表层与次表层中多环芳烃的分布与组成[J]. 环境科学学报, 2010, 30(4):868-873
    [4] Long C, Lu J D, Li A M, et al. Adsorption of naphthalene onto the carbon adsorbent from waste ion exchange resin: Equilibrium and kinetic characteristics[J].J Hazard Mater, 2008, 150(3):656-661
    [5] Liu K L, Han W J,Pan W P. Polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) emissions from a coal-fired pilot FBC system[J].J Hazard Mater, 2001, 84(2/3):175-188
    [6] Chen B L, Xuan X D, Zhu L Z, et al. Distributions of polycyclic aromatic hydrocarbons in surface waters, sediments and soils of Hangzhou City, China[J].Water Res, 2004, 38(16):3558-3568
    [7] Zhang W H, Wei C H, Chai X S, et al. The behaiors and fate of polyeychic aromatic hydrocaibons (PAHs) in a coking wastewater treatment plant. Chemosphere, 2012, 88: 174-182
    [8] Zhang W H, Wei C H, Feng C H, et al. Distribution and health-risk of polycychic aromatic hydrocarbens in soils at a coking plant. J. of Enuironmental Monitoring, 2011, 13(12): 3429-3436
    [9] Zhang W H, Wei C H, Feng C H, et al. Coking wastewater treatment plant as a sowrce of polycydic aromatic hydrocarbons (PAHs) to the atmosphere and health-risk assessment for workers. Science of the Total Ennironmant, 2012, 4(32): 396-403.
    [10] Crisafully R, Milhome M A L, Cavalcante RM, et al. Removal of some polycyclic aromatic hydrocarbons from petrochemical wastewater using low-cost adsorbents of natural origin[J].Bioresource Technol, 2008, 99(10):4515-4519
    [11] Samanta S K, Singh O V, Jain R K. Polycyclic aromatic hydrocarbons: environmental pollution and bioremediation[J].Trends Biotechnol, 2002, 20(6):243-248
    [12] Fasnacht M P, Blough N V. Kinetic analysis of the photodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons in aqueous solution[J].Aquat Sci, 2003, 65(4):352-358
    [13] Little C, Hepher M J,El-Sharif M. The sono-degradation of phenanthrene in an aqueous environment[J]. Ultrasonics, 2002, 40(1/8):667-674
    [14] Zhou R B, Zhu L Z,Kong Q X. Persistent chlorinated pesticides in fish species from Qiantang River in East China[J].Chemosphere, 2007, 68(5):838-847
    [15] 林少华, 王晓昌. 土壤颗粒对水中多环芳烃吸附特性研究.西安: 西安建筑科技大学硕士学位论文, 2003
    [16] 林东恩, 张逸伟, 沈家瑞. 活性污泥合成生物可降解塑料的研究进展[J]. 环境科学与技术, 2004, 27(2):101-109
    [17] 林东恩, 张逸伟, 韦朝海,等. 外加碳源的活性污泥合成生物降解塑料PHAs的试验[J]. 环境科学, 2003, 24(2):97-101
    [18] Zhang X X, Wei C H, He Q C, et al. Enrichment of chlorobenzene and o-nitrochlorobenzene on biomimetic adsorbent prepared by poly-3-hydroxybutyrate (PHB)[J]. J Hazard Mater, 2010, 177(1/3):508-515
    [19] Yang K, Zhu L Z,Xing B S. Adsorption of polycyclic aromatic hydrocarbons by carbon nanomaterials [J].Environ Sci Technol, 2006, 40(6):1855-1861
    [20] 李涛, 吴平霄, 陈秋强. 蒙脱石/DOM复合体对菲的吸附[J]. 环境科学学报,2010, 30(2):383-389
    [21] Zhang X X, Wei C H, He Q C, et al. Preparation and characterization of biomimetic adsorbent from poly-3-hydroxybutyrate[J]. Journal of Environmental Sciences, 2010, 22(8) :1267-1272
    [22] 宋立岩,赵由才,王国建. 仿生脂肪吸溶材料制备及对水体中疏水性有机污染物去除的研究. 上海: 同济大学博士学位论文, 2006
    [23] Lin D H, Pan B, Zhu L Z, et al. Characterization and phenanthrene sorption of tea leaf powders[J]. J Agr Food Chem, 2007, 55(14):5718-5724
    [24] Chen B L, Yuan M X,Liu H. Removal of polycyclic aromatic hydrocarbons from aqueous solution using plant residue materials as a biosorbent[J].J Hazard Mater, 2011, 188(1/3): 436-442
    [25] Tang X Y, Zhou Y B, Xu Y X, et al.Sorption of polycyclic aromatic hydrocarbons from aqueous solution by hexadecyltrimethylammonium bromide modified fibric peat[J]. J Chem Technol Biot, 2010, 85(8): 1084-1091
    [26] Li Y G, Chen B L, Zhu L Z. Enhanced sorption of polycyclic aromatic hydrocarbons from aqueous solution by modified pine bark[J]. Bioresource Technol, 2010, 101(19):7307-7313
    [27] 沈培友, 徐晓燕,马毅杰. 无机-有机柱撑蒙脱石吸附对硝基苯酚的热力学与动力学特征研究[J]. 环境保护科学, 2005, 31(132):15-19
    [28] 岳钦艳, 杨晶, 高宝玉, 等. 活性炭纤维对水中酚类化合物的吸附特性[J]. 环境科学, 2008, 29(10):2862-2867
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  905
  • HTML全文浏览数:  887
  • PDF下载数:  1059
  • 施引文献:  0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-02-20
杨清玉, 易欣怡, 于旭彪, 关清卿, 任源, 胡芸, 冯春华, 韦朝海. 聚羟基丁酸酯(PHB)对水中微量多环芳烃的仿生吸附[J]. 环境化学, 2012, 31(10): 1518-1526.
引用本文: 杨清玉, 易欣怡, 于旭彪, 关清卿, 任源, 胡芸, 冯春华, 韦朝海. 聚羟基丁酸酯(PHB)对水中微量多环芳烃的仿生吸附[J]. 环境化学, 2012, 31(10): 1518-1526.
YANG Qingyu, YI Xinyi, YU Xubiao, GUAN Qingqing, REN Yuan, HU Yun, FENG Chunhua, WEI Chaohai. Biomimetic adsorption of trace amounts of polycylic aromatic hydrocarbons from aqueous solution by poly-3-hydroxybutrate[J]. Environmental Chemistry, 2012, 31(10): 1518-1526.
Citation: YANG Qingyu, YI Xinyi, YU Xubiao, GUAN Qingqing, REN Yuan, HU Yun, FENG Chunhua, WEI Chaohai. Biomimetic adsorption of trace amounts of polycylic aromatic hydrocarbons from aqueous solution by poly-3-hydroxybutrate[J]. Environmental Chemistry, 2012, 31(10): 1518-1526.

聚羟基丁酸酯(PHB)对水中微量多环芳烃的仿生吸附

  • 1. 华南理工大学环境科学与工程学院,工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室, 污染控制与生态修复广东省普通高等学校重点实验室, 广州, 510006
基金项目:

国家自然科学基金重点项目(21037001)

国家自然科学基金项目(20977035)

"十一五"国家科技支撑计划重点项目(2008BAC32B06-1)

国家高技术研究发展计划项目(2009AA06Z319)资助.

摘要: 基于生物体组织可对水体中低浓度有机污染物的高倍富集现象,以一种微生物细胞内广泛合成的聚羟基丁酸酯(PHB)为吸附剂,对水溶液中微量的多环芳烃(PAHs)进行仿生吸附研究.实验选取萘、菲和芘为模型污染物,考察了温度、时间、溶液pH和吸附剂用量等因素对吸附效果的影响,并分别以经典的吸附动力学模型、等温吸附模型和吸附热力学模型对吸附过程的机理进行了分析.结果表明,PHB对微量的萘(-1)、菲(-1)和芘(-1)具有较高的吸附速率,分别在60、120 、80 min即可基本达到平衡,吸附动力学符合拟二级动力学模型;3种多环芳烃的等温吸附曲线用Henry、Langmuir和Freundlich方程进行拟合,线性关系良好,反映出PHB仿生吸附剂与PAHs之间存在着"吸溶"作用而非通常的位点吸附;考察分配系数Kd与Kow、温度的关系,发现Kd与Kow呈正相关,与温度呈负相关;低温有利于吸附,PHB对菲和芘的吸附为自发过程,而对萘的吸附为非自发过程.上述仿生吸附原理的阐明对微污染水处理技术的研究具有重要指导作用.

English Abstract

参考文献 (28)

返回顶部

目录

/

返回文章
返回