尾矿藻磷调控强化重金属镉固定研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 背景介绍

“重金属”是通常指密度大于5g/cm³的金属和类金属，包括砷、镉、铬、铜、铁、铅、汞、银、锌等^[1]。它们广泛参与人类活动，如化石燃料燃烧、采矿、电镀、染料和颜料制造、肥料等其他工业活动，然后通过废水或其他途径每天大量排放到环境中^[2]。由于重金属具有不可生物降解的特性，往往在自然界中持续存在，导致食物链中的生物积累，造成严重的环境和健康问题^[3]。

根据美国环境保护署的规定，镉的最大污染限值为0.005mg/l^[4]。这些重金属及其化合物，即使浓度很低，也具有剧毒、致癌、致突变和致畸的作用。直接接触、吸入和摄入这些重金属对人类的身心健康构成严重威胁，导致突变和基因损伤，损害中枢神经系统，并增加癌症风险^[5]。因此，至关重要的是在排放废水之前处理这些有毒重金属。

金属矿山尾矿的治理是世界性的难题。我国重金属尾矿占地面积巨大，不仅自身重金属污染情况严重，也是严重而持久的重金属污染源。传统的修复方法，如开挖、转移、填埋、淋洗等，虽然有效，却存在费用高、工程庞大、易造成二次污染等问题。用于去除废水中重金属的传统技术包括化学沉淀、离子交换、膜过滤、气浮、混凝-气浮和电化学方法（如电沉积、电气浮和电凝聚）^[6]。但是，这些技术存在着运行维护费用昂贵、有毒污泥形成二次污染等缺点。此外，这些技术中的大多数在非常低的重金属浓度（特别是低于100mg/l）下成本更高甚至无效^[7]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究基本内容

高磷培养基培养尾矿土著微藻，调控微藻表面磷含量强化镉固定，使其表面改性以提高重金属去除效果。具体包括优化培养基磷含量达到藻体最优表面磷含量，镉固定的吸附等温研究，藻体表面官能团表征，藻生长模型等统计分析。

2.2 研究目标

（1）对比不同尾矿土著微藻在低磷和高磷培养条件下生长状况。

（2）优化培养基磷含量以达到最优表面磷含量，建立高磷微藻的表面改性培养方法。

3. 研究计划与安排

（1）第03~04周：查阅相关文献资料，明确研究内容，确定试验方案，完成开题报告；

（2）第05~12周：确定试验方案，完成试验内容；

（3）第13~14周：完成并修改毕业论文；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] duruibe,j.o., ogwuegbu, m.o.c., egwuruhwu, j.n., 2007. heavy metal pollution and humanbiotoxic effect. int. j. phys. sci. 2 (5), 112–118.

[2] zakhama, s.,dhaouadi, h., m’henni, f., 2011. nonlinear modelisation of heavy metal removalfrom aqueous solution using ulva lactuca algae. bioresour. technol. 102(2),786–796.

[3] yang, j.,cao, j., xing, g., yuan, h., 2015. lipid production combined with biosorption andbioaccumulation of cadmium, copper, manganese and zinc by oleaginous microalgaechlorella minutissima utex2341. bioresour. technol. 175, 537–544.