生物炭固定耐镉菌群对Cd2+的吸附及作用机制

从广西某硫化尾矿中分离出一耐镉菌群,将其固定在生物炭上制成固定化菌剂.同时,探究了生物炭种类、添加量、溶液pH、Cd2+初始浓度对固定化菌剂吸附Cd2+性能的影响,并结合吸附动力学、吸附等温线、16SrDNA、SEM、FTIR、XPS等分析测试手段研究了固定化菌剂对Cd2+的吸附过程和作用机制.结果表明,竹生物炭制备的固定化菌剂(ZBCM)对Cd2+的吸附效果最佳,在Cd2+浓度为20 mg·L-1、pH=6、生物炭投加量为3 g·L-1的条件下,ZBCM对Cd2+的吸附率达89.49％,较生物炭和单菌群的吸附率分别提高了 54.6％和53.51％.从属水平上看,菌群主要由梭状芽孢杆菌、毛梭菌和产己酸菌构成,ZBCM吸附Cd2*后优势菌变为副梭菌、毛梭菌和贪铜菌,贪铜菌丰度的增长增强了 ZBCM对Cd2*的络合和生物积累作用.ZBCM对Cd2+的吸附过程符合伪二级动力学和Langmuir模型,说明吸附过程以单分子层内的化学吸附为主.结合FTIR和XPS结果来看,ZBCM对Cd2+的作用机制主要有离子交换、配位络合和阳离子-π键、生物积累.