去除U（Ⅵ）的微生物选育及其与U（Ⅵ）的相互作用研究

发布时间：2018-01-21 15:07

  本文关键词： 铀的氧化还原 微生物培养基 菌株组合 小分子物质 红外光谱 扫描电子显微镜-能量色散X射线光谱　出处：《西南科技大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：微生物修复现已成为当前治理铀污染的研究热点。为了获得去除U(Ⅵ)的高效微生物及其相互作用机制,本研究考察了微生物培养基对U(Ⅵ)测量的影响,筛选出了对U(Ⅵ)测量无影响的培养基,结合化学差减法建立了培养基中U(Ⅵ)和U(IV)的分光光度法;筛选出U(Ⅵ)的高抗微生物与微生物组合,采用正交实验获得U(Ⅵ)的抗性微生物组合的培养条件;考察小分子物质对微生物去除U(Ⅵ)的影响;采用红外光谱(FTIR)与扫描电子显微镜-能量色散X射线光谱(SEM-EDX)分析微生物与U(Ⅵ)的相互作用机理。主要研究结果如下:(1)铀在微生物培养基中的稳定性研究:通过锌粒还原法得到制备U(IV)的优化参数,10.0 mg/L U(Ⅵ)、12.0 g/L锌粒、反应时间180 min,U(IV)的生成率可达到95%左右。NA、LB培养基对U(Ⅵ)的影响率在48 h时,可达到47.9%和37.3%;而TGY培养基分别对U(Ⅵ)和U(IV)的影响率仅为5.6%与8.6%。单组分中蛋白胨、牛肉膏对U(Ⅵ)测量影响最大,达到33.5%和19.7%;而胰蛋白胨、葡萄糖U(Ⅵ)的影响较小,分别为2.8%、2.7%。进一步证实了NA、LB培养基对U(Ⅵ)测量的影响,而TGY培养基无显著影响。(2)TGY培养基中U(Ⅵ)和U(IV)测量方法的建立:运用差减法,即通过总铀浓度减去U(Ⅵ)浓度获得U(IV),再结合U(Ⅵ)的偶氮胂(Ⅲ)分光光度法建立了TGY培养基中U(Ⅵ)和U(IV)的分光光度法。通过精密度和准确度分析该方法,获得U(Ⅵ)测量的线性范围在0.0-20.0 mg/L内,下限可达到0.05 mg/L,回收率为96%,RSD=1.7%,误差为-4%。(3)U(Ⅵ)的抗性微生物筛选:六种微生物分别是XJ1、XJ2、考式玫瑰菌、耐辐射奇球菌、柠檬酸杆菌、蜡样芽孢杆菌。对U(Ⅵ)去除率较高为耐辐射奇球菌、柠檬酸杆菌、蜡样芽孢杆菌三种微生物,在培养条件下对30.0 mg/L U(Ⅵ)去除率分别达到80.4%、84.8%、82.3%。(4)去除U(Ⅵ)的微生物组合构建及培养条件优化:利用单菌株和菌株组合对U(Ⅵ)的耐受性进行比较,筛选到蜡样芽孢杆菌-柠檬酸杆菌、柠檬酸杆菌-耐辐射奇球菌高效组合。以U(Ⅵ)去除率为指标,通过正交实验,得出蜡样芽孢杆菌-柠檬酸杆菌的优化条件,p H值7.0、温度35.0℃、U(Ⅵ)初始浓度为10.0 mg/L;柠檬酸杆菌-耐辐射奇球菌的优化条件,p H值6.0、温度30.0℃、U(Ⅵ)初始浓度为10.0 mg/L。(5)小分子物质对微生物去除U(Ⅵ)的影响:乙醇、乙酸钠、丙酮酸钠、葡萄糖对柠檬酸杆菌、蜡样芽孢杆菌和耐辐射奇球菌去除U(Ⅵ)有显著的促进作用,其中5.0-15.0 m M乙醇效果最显著,几乎能完全去除培养体系中的U(Ⅵ)。而柠檬酸钠则对U(Ⅵ)的去除产生严重的抑制作用。(6)微生物与U(Ⅵ)作用的FTIR和SEM-EDX表征:结果表明,柠檬酸杆菌、蜡样芽孢杆菌、耐辐射奇球菌与U(Ⅵ)的作用机制是不同的,主要包括-OH、-C=O、-NH2、-PO43-对U(Ⅵ)的相互作用、微生物成矿作用等。综上所述,U(Ⅵ)和U(Ⅵ)的分光光度法可用于生物样品中U(Ⅵ)和U(Ⅵ)的测试,筛选到蜡样芽孢杆菌-柠檬酸杆菌、柠檬酸杆菌-耐辐射奇球菌抗性组合,乙醇、乙酸钠、丙酮酸钠、葡萄糖能促进微生物对U(Ⅵ)的去除效应,微生物去除U(Ⅵ)的机理包括部分基团对U(Ⅵ)的相互作用、离子交换作用、微生物成矿作用等。
[Abstract]:The effects of U ( 鈪，

本文编号：1451805