pH和铁磁纳米颗粒对菌丝球吸附EE2的影响研究.docx

? ? pH和铁磁纳米颗粒对菌丝球吸附EE2的影响研究 ? ? 孔祥震，郭海娟，马 放，耿明月，肖 霄 （1. 哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150001；2. 辽宁大学环境学院，辽宁 沈阳 110036） 铁磁性纳米材料目前已广泛应用于医学、食品等领域。在水处理领域，磁性纳米颗粒仍处于探索和研究阶段。目前，也有研究人员尝试将磁性纳米颗粒材料引入生化系统，对传统活性污泥系统进行改进[4-5]。由于磁性纳米颗粒具有比表面积大、吸附活性强和在磁场作用下易分离的特点，仅在污染物的去除方面是具有一定优点的。但是，磁性纳米颗粒对于微生物的影响作用还不明确。 近年来，环境领域对于污水中出现的新型微污染物越来越重视。雌激素类物质是新兴污染物的代表之一，其在水环境中的含量低，但仍会对人类和动物造成影响和危害[6-7]。常规的水处理技术和手段往往难以将雌激素有效的去除。因此，在该研究中，尝试采用菌丝球作为优质生物质吸附材料，对代表性雌激素（17α-乙炔雌二醇，EE2）进行吸附去除效果的研究，并在吸附过程中加入铁磁纳米颗粒，研究其对菌丝球吸附效果的影响作用。 1 材料与方法 1.1 材料与试剂 培养菌丝球所用的药品均购自国药集团化学试剂有限公司（优级纯），试验时所用EE2 及预处理和分析样品时所用的甲醇、乙腈、乙酸乙酯均购自Sigma 公司（色谱纯）。EE2 使用甲醇配制标准储备液，试验时根据不同浓度需要稀释加入反应容器中。 1.2 真菌菌种选择和菌丝球的培养 培养菌丝球所用的真菌采用城市水资源国家重点实验室保存的黑曲霉Aspergillus nigerY3，培养基成分为葡萄糖10 g/L，NH4Cl 1 g/L，KH2PO4·3H2O 1 g/L，MgSO4·7H2O 0.5 g/L，110 ℃，20 min 条件下灭菌。 接种方式采用孢子悬液接种法，接种量为：0.025×0.10%×液体培养基体系/孢子悬液吸光度。接种后放入摇床中，在30 ℃，150 r/min 条件下进行培养[8]。 1.3 铁磁纳米颗粒的制备 将100 mL、2 mol/L 的FeCl2和400 mL、1 mol/L的FeCl3置于烧杯中，加入转子置于磁力搅拌器上，用碱式滴定管滴加500 mL、5 mol/L 的氨水，控制滴加速度，缓慢滴加，待反应完毕后将转子取出反复冲洗，洗液收集在原烧杯中，烧杯下部放置磁铁，倒出上清液，移开磁铁反复清洗3～4 次，最后取500 mL 去离子水于冲洗完毕后的铁磁纳米颗粒中，超声5 min 后倒出密封保存[9]。 1.4 试验方法 在pH 对菌丝球吸附EE2 影响作用试验中，称取2 g 菌丝球（湿重）放入若干100 mL 三角瓶中，共分为4 组，分别加入用0.1 mol/L 的磷酸缓冲液调至预定pH 的去离子水溶液，pH 分别为2.5、3.8、4.7、5.6、6.5 和7.8 共6 组，根据采样时间顺序进行标记，并加入50 μL 的1 g/L EE2 标准储备液，使稀释后的EE2 浓度为1 mg/L。另在各pH 条件下均设置一组在90 ℃，30 min 下的灭活菌丝球平行试验，定时取样检测。 在不同底物浓度下菌丝球对EE2 的吸附作用试验中，在之前确定的最优pH 条件下，于EE2 浓度分别10、7.5、5、2.5 和1 mg/L 条件下进行吸附试验。定时取样检测。 随着国际贸易环境日趋复杂、国内经济迈入新阶段，以及自贸区改革经验的积累，推动形成全面改革开放新格局是我国目前经济转型发展的必然要求。2017年3月，国务院颁发了《全面深化中国(上海)自由贸易试验区改革开放方案》，正式提出“设立自由贸易港区”。同年10月，十九大报告重申“赋予自由贸易试验区更大改革自主权，探索建设自由贸易港区”的战略部署。2018年3月，十三届全国人大一次会议政府工作报告再次提出“探索建设自由贸易港”。截止目前，已有包括上海、浙江、四川等沿海内陆十余省份竞逐建设自由贸易港。 在铁磁纳米颗粒对菌丝球吸附EE2 影响作用试验中，于pH 为4.7、5.6、6.5 和7.8 条件下加入10 mL 铁磁纳米颗粒储备液。EE2 浓度为1 mg/L，定时取样检测。 1.5 水样的预处理 吸取10 mL 在预定时间下取出的水样到玻璃离心管中，加入2 mL 乙酸乙酯，盖紧管塞振荡萃取5 min，静置5 min 待液面分层后洗出上层有机相到KD 浓缩瓶中，再次向水样加入0.5 mL 乙酸乙酯进行二次萃取，振荡5 min，静置5 min 待液面分层后再次吸出上层有机相与第1 次萃取的液体合并，旋转蒸发至乙酸乙酯全部挥发后，用甲醇定容至1 mL，使用0.45 μm 滤膜过滤后装入液相小瓶，放入4 ℃冰箱保存等待检测。 1.6 分析方法 预处理后样品