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环境工程技术的发展和应用
Development and Application of Environmental Engineering Technology

虽然当前已有利用微生物吸附剂吸附稀土元素的研究，但是我国典型的重稀
土生物吸附研究较少。本研究采用个体较大、容易大规模养殖的螺旋藻为吸附剂，
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以重稀土代表元素 Y(III) 为吸附对象，通过研究螺旋藻对 Y 的吸附行为、吸附
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动力学特征、可能参与吸附的基团及发生吸附的作用原理，揭示螺旋藻对 Y 的
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吸附作用机制，为采用螺旋藻从稀土废水中回收 Y 提供理论和技术指导。
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（一）螺旋藻对 Y 的吸附条件优化
1.pH 的影响
生物吸附过程中，pH 不仅会影响被吸附对象的解离状态，而且会影响生物

吸附剂的荷电状况，进而影响生物吸附剂对吸附对象的吸附行为和吸附能力。因
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此，研究了溶液 pH 对螺旋藻吸附 Y 的影响作用，结果如图 1-48 所示。从图 1-48
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可以看出，在 pH1~7 范围内，总体上螺旋藻对 Y 的吸附容量和去除率都随 pH
增大而增大。当 pH 从 1 增大到 5 时，吸附容量从 39.2mg/g 增大至 71.3mg/g，去
除率相应的从 24.2% 增大到 45.8%。这是由于，在 pH 升高，螺旋藻表面电负性

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增强（如图 1-49 所示），增强了螺旋藻和 Y 之间的静电吸引作用，使得较高
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pH 条件下螺旋藻对 Y 吸附能力提高主要原因。此外，低 pH 条件下溶液中的
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H 会和 Y 竞争螺旋藻的吸附位点，也会导致吸附容量降低。值得注意的是，当
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pH ＞ 6 时螺旋藻对 Y 吸附容量突然增大，这是由于 pH 较高时 Y 会形成氢氧
化钇沉淀所致，影响吸附结果的可靠性。因此，后续吸附实验溶液 pH 设定为 5。

图 1-48 pH 对螺旋藻吸附 Y 3+ 性能的影响

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