[发明专利]去除水体中镉的负载锰氧化物伪枝藻复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及农田灌溉水净化技术，具体为一种去除水体中镉的负载锰氧化物伪枝藻复合材料的制备方法。该制备方法为：取培养好的伪枝藻在常温条件下置于营养液中，并向营养液中添加锰盐溶液，使伪枝藻藻体鲜重与锰的比例为0.76~7.6g/mmol，于培养箱中放置10小时，使伪枝藻体呈棕色并下沉；将营养液过滤并将滤渣转移至离心管中，加入乙醇震荡洗涤10分钟，之后以转速8000rpm离心分离10分钟，去除上清液，且此洗涤过程重复三次；再加入超纯水、乙醇震荡洗涤10分钟，之后以转速8000rpm离心分离10分钟，去除上清液，亦重复三次；最后将清洗之后的产物冷冻，放入冷冻干燥机中真空抽气20小时抽干，取出捣碎即得。

技术领域

本发明涉及农田灌溉水净化技术，特别是一种去除水体中镉的负载锰氧化物伪枝藻复合材料的制备方法。

背景技术

我国耕地重金属污染严重。因矿山冶炼、化工企业长期通过多种形式向耕地系统输入重金属污染物，加上肥料中重金属的进入，造成我国大面积耕地遭受重金属污染，已严重威胁到我国的粮食与其它农产品安全。据统计，我国受重金属污染的耕地面积近2千万hm²，约占耕地总面积的1/5。

以湖南省蓝山县为例，蓝山县县域内灌溉水样中镉含量不同程度的超标。镉的含量在0.001～0.01范围内，其最高含量为灌溉水标准的2倍，超标率为33.33％，处于警戒水平的样品个数占总调查样品的概率为25％；综合污染指数分级结果为灌溉水超标率达41.67％，其余58.33％未超标灌溉水也已达警戒水平。可见，灌溉水综合污染程度存在超标威胁，水体镉污染超标最为严重。

湖南省矿区众多，重金属污染常常伴随复合污染，以湖南省湘潭市为例，湘潭锰矿矿区废弃地土壤中Mn、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni的平均含量分别为：8853.21、95.80、1211.29、685.36、13.15和91.33mg/kg；用3种不同的背景值对废弃地土壤重金属污染程度的评价结果是一致的，6种重金属元素的单项污染指数均大于2，表示被污染，其中以Mn、Pb、Cd污染最为严重；综合污染指数均大于3，达5级为重污染。

利用藻类去除重金属存在先例，2013年，中国科学院新疆生态与地理研究所的潘响亮、魏显珍等人设计了一种利用钙化藻处理含镉废水的方法(申请公布号CN 103086517A)，此发明利用钙化的念珠藻处理含镉废水，念珠藻多见于喀斯特地貌地区，反应需要添加CaCl₂，且pH为8～9。反应环境与湖南地区典型的农业环境不同，而该方法仅对较低浓度(μmol/L级别)的镉具有去除作用。

伪枝藻属(Scytonema Agardh)又名双歧藻属，归入蓝藻门(Cyanophyta)藻殖段目(Hormogonales)伪枝藻科(Scytonemataceae)。模式种为贺氏伪枝藻(Scytonemahofmannii Agardh.)。该属原植体的丝体游离或成束，相互缠绕，匍匐或直立。假分枝单生或成对，产生于2个异性胞之间。鞘坚硬，分层或不分层，分层的层次平行或散发。每个鞘内含1条直的藻丝。异性胞间生。藻殖段在藻丝顶部产生。我国伪枝藻属植物共63种，7个变种，1个变型(朱浩然，2007)。伪枝藻分布较为广泛，对氯化钠有较高的耐受性。

发明内容

本发明的主要目的是针对湖南省重金属复合污染的现状，提供一种去除水体中镉的负载锰氧化物伪枝藻复合材料的制备方法，以同时针对镉与锰污染问题。

本发明一种去除水体中镉的负载锰氧化物伪枝藻复合材料的制备方法，具体为：取培养好的伪枝藻在常温条件下置于营养液中，并向营养液中添加锰盐溶液，使伪枝藻藻体鲜重与锰的比例为0.76～7.6g/mmol，于培养箱中放置10小时，使伪枝藻体呈棕色并下沉；将营养液过滤并将滤渣转移至离心管中，加入乙醇震荡洗涤10分钟，之后以转速8000rpm离心分离10分钟，去除上清液，且此洗涤过程重复三次；再加入超纯水、乙醇震荡洗涤10分钟，之后以转速8000rpm离心分离10分钟，去除上清液，亦重复三次；最后将清洗之后的产物冷冻，放入冷冻干燥机中真空抽气20小时抽干，取出捣碎即得。