综述：应用各类生物吸附材料去除污染水中硫和氟的研究

这篇综述系统阐述了生物吸附技术（Biosorption）在治理硫（S2- ）和氟（F- ）污染水体中的应用，重点分析了农业废弃物（如辣木、番石榴叶）、藻类（Spirogyra sp.）和真菌（Pleurotus ostreatus）等低成本生物吸附剂（Biosorbents）的作用机制，对比了物理化学方法（RO、NF）与生物技术的优劣，为开发环保型水处理方案提供了理论依据。

　　

工业污染与健康威胁

工业化和人类活动导致水源中硫化物（SO₄
^2-
）和氟化物（F^-
）浓度超标。膜过滤和化学沉淀等传统方法成本高且易产生有毒污泥，而生物吸附技术凭借其环境友好性和经济性成为研究热点。氟过量会引发骨骼氟中毒（Skeletal Fluorosis），硫化物则导致胃肠功能紊乱，两者均被列为神经毒性风险因子。

生物吸附剂的多样性

植物基材料：辣木（Moringaoleifera）种子对氟的吸附量达23 mg/g，其活性位点与氟离子通过静电作用结合；番石榴叶通过羧基和酚羟基实现多层吸附，符合Langmuir等温模型（R²

0.98）。
微生物体系：白腐真菌（Pleurotus eryngii）通过表面络合作用对氟的最大吸附量为66.6 mg/g，而藻类Spirogyra sp.-IO2的硫去除率可达81.6%。
改性材料：稻壳经镁黄原酸酯改性后，硫吸附容量提升至137.16 mg/g，机理涉及离子交换和螯合作用。

关键影响因素

• pH依赖性：酸性环境（pH 4-6）有利于氟吸附，而中性条件更适合硫化物去除。
• 温度效应：20-55°C范围内，升温可促进扩散但可能破坏活性位点。
• 再生能力：0.1 mol/L HCl或NaOH可洗脱90%吸附的污染物，经4次循环后吸附效率仍保持93%以上。

技术对比与挑战

相比反渗透（RO）和纳米过滤（NF），生物吸附的能耗降低70%，但存在规模化应用瓶颈。未来需通过基因工程优化微生物亲和力，并开发磁性纳米生物吸附剂（如Fe₃
O₄
@SiO₂
）以提升分离效率。印度Rajiv Gandhi国家饮水计划已推广427套生物吸附装置，验证了其实际可行性。

环境与健康展望

该技术不仅适用于工业废水处理，在解决发展中国家地下水氟污染（如印度卡纳塔克邦7.4 mg/L超标案例）方面更具潜力。通过整合农业废弃物资源化与污染物回收，有望实现"水-能-资源"协同治理的可持续发展目标。