利用马尾藻海藻废弃物制备藻酸盐-残渣复合生物吸附剂高效去除Cr(VI)的可持续环境修复技术

《Process Biochemistry》：Sustainable eco-friendly alginate-residue composite biosorbents from marine waste Sargassum siliquosum for high efficiency Cr(VI) removal

本综述聚焦于将海洋废弃物褐藻（Sargassum siliquosum）转化为低成本、高效的复合生物吸附剂，用于水体中高浓度Cr(VI)（高达200 mgL-1）的吸附去除。研究通过钙离子交联制备藻酸盐（EA）-藻酸盐提取残渣（AR）复合微球，在pH 2条件下实现对Cr(VI)的高效吸附（>90%）并具备良好重复使用性（5次循环）。该材料通过吸附-还原机制将有毒Cr(VI)转化为低毒Cr(III)，体现了海洋废弃物资源化（upcycling）在环境修复（environmental remediation）中的可持续应用价值。

　　

亮点

化学品与试剂

本研究使用的所有化学品均为分析纯级别。商业海藻酸钠、1,5-二苯卡巴肼（DPC）、重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）、氢氧化钠和无水氯化钙购自赛默飞世尔、昭和及Avantor化学公司。丙酮、乙醇和盐酸购自ECO化学公司。批量吸附实验在温控磁力搅拌器上进行。使用重铬酸钾制备1000 mg L^-1的Cr(VI)储备溶液。

生物质分析、藻酸盐提取与表征

马尾藻（Sargassum siliquosum）的近似生物质组成（干重百分比）为：碳水化合物37.03±3.07%、蛋白质4.56±0.20%、脂质6.21±0.50%、灰分30.01±0.4%、水分9.06±0.52%。通过略微改良的藻酸盐提取方法，最终生物质干重的藻酸盐得率最高达40%，与褐藻中藻酸盐含量范围（10-40%）相符。提取残渣约占生物质干重的43%。

表征结果显示...

结论

本研究证实了利用马尾藻（Sargassum siliquosum）衍生的海洋废弃物残渣可实现环境生物修复，有效去除有毒重金属。由生物质提取的藻酸盐及其残渣组成的生物复合微球，在高达200 mg L^-1的Cr(VI)浓度下仍能有效吸附去除。进一步分析表明，生物吸附剂表面发生了吸附耦合还原反应，将Cr(VI)还原为毒性较低的Cr(III)，凸显了该材料在铬污染修复中的应用潜力。