生物膜和钙对磷酸铅纳米颗粒通过固体块状活性炭介质传输的影响

《ACS ES&T Water》：Influence of Biofilm and Calcium on Transport of Lead Phosphate Nanoparticles through Solid Block Activated Carbon Media

本研究考察了固体块活性炭（SBAC）环境中铅纳米颗粒与生物膜相互作用对铅去除效率的影响。实验表明，添加钙离子和生物膜可显著提升铅去除效率（72-82%），但机制与纳米颗粒聚集及静电作用相关，需进一步探究生物膜的作用机理。

　　

固体块状活性炭（SBAC）是许多使用点（POU）过滤器中常用的材料。以往关于POU过滤器的研究主要集中在一种类型的污染物上；然而，无机污染物、有机污染物以及微生物产生的生物产物会同时存在。我们研究了Pb纳米颗粒与SBAC环境中的生物膜之间的相互作用。分别对表面有细菌生长和无细菌生长的SBAC过滤器进行了测试，测试过程中使用了含有不同浓度钙（0 mM、0.5 mM和1.5 mM）的磷酸铅纳米颗粒悬浮液。含有细菌且钙离子浓度为1.5 mM的过滤器具有最高的铅去除效率（72–82%）。生物膜的存在以及钙离子的添加有助于更好地去除磷酸铅纳米颗粒。为了了解颗粒大小和静电相互作用对铅去除的影响，我们测量了在不同钙离子浓度和溶解生物质存在下Pb纳米颗粒的流体动力学直径和ζ电位。在钙离子存在的情况下，纳米颗粒的快速聚集与过滤器的铅去除效果之间存在显著相关性。在溶解生物质存在的情况下，颗粒聚集与生物膜涂层过滤器的铅去除效果之间存在中等程度的相关性，这表明需要进一步研究其他机制来完全解释生物膜涂层过滤器中铅去除效率提升的原因。