赖氏菌对土壤中铀的固定试验研究

发布时间：2020-04-14 09:51

【摘要】：铀矿区的生态环境问题是世界各国关切和面临的重大难题,其中复杂土壤环境中铀的污染修复又是最具挑战性的课题之一,采用细菌强化固定被认为是阻控土壤中铀进一步迁移、缓解这一问题的有效途径。为探讨细菌对土壤中铀的固定效果及固定机理,从某铀尾矿附近土壤中筛选出一株赖氏菌(Leifsonia sp.),通过静态试验探讨了溶液初始pH值、初始铀浓度、菌体投加量、反应时间以及磷酸盐等因素对Leifsonia sp.去除溶液中铀的影响;通过动态淋滤柱试验,对土壤中铀的含量、pH值进行测定;采用改进BCR提取方法对土壤中铀的形态进行测定,考察了Leifsonia sp.对土壤中铀的淋滤释放影响;并借助SEM-EDS、XRD、FTIR以及XPS等分析检测手段,探讨了Leifsonia sp.固定铀的机理。主要研究结果如下:Leifsonia sp对溶液中铀的单因素试验结果表明,影响Leifsonia sp.吸附溶液中铀的主要因素有溶液初始pH值、初始铀浓度以及菌体投加量。在溶液初始pH为5、初始铀浓度为10 mg/L、菌体投加量为0.23 g/L、反应时间为12 h、温度为30℃时,Leifsonia sp.对溶液中铀的去除效果最佳,吸附率达95.35%,吸附量为40.87 mg/g;该吸附过程符合准二级动力学模型,Langmuir吸附等温线能较好的描述Leifsonia sp.对溶液中铀的吸附,吸附类型主要为单分子层吸附。动态淋滤柱试验结果表明,对照组和添加Leifsonia sp.的试验组铀累计析出量分别为2.973 mg、2.231 mg,Leifsonia sp.能减少土壤中铀的析出。结合SEM-EDS、XRD、FTIR与XPS等表征手段分析,Leifsonia sp.通过改变土壤中铀的形态降低铀的析出,其中起重要作用的官能团为羧基和磷酸基团。这些研究结果表明,Leifsonia sp.对土壤中的铀起到固定作用,利用Leifsonia sp.原位固定土壤中铀具有一定的应用前景。本研究在一定程度上可为细菌固定土壤中铀提供理论依据。
【图文】：

技术路线图,技术路线,形态转变,淋滤

、形态转变等进行深入研究，明确 Leifsonia sp.对土壤中铀的固定机理。4.3 主要创新点本文的创新之处在于：（1）通过理论模拟与实验相结合，采用静态试验、动态淋滤、模拟分析Visual-MINTEQ）及多种表征手段相结合的方式开展研究，研究方法具有创新（2）以往的研究主要着眼于细菌对水中铀的固定，对土壤中铀的关注较少，要研究细菌对铀的还原作用，在试验环境中控制其厌氧条件。本试验充分模拟自件下的土壤环境，开展动态柱实验，结合 SEM-EDS、XRD、FTIR 以及 XPS 等手段对淋滤后土壤中铀的吸附机理、形态转变等分析，研究内容上具有一定创4.4 本研究的技术路线本研究所采用的技术路线如图 1.2 所示：

玻璃珠,土壤采样,石英砂,高精度

图 2.2 土壤采样与处理（2）石英砂及高精度玻璃珠石英砂（粒径为 0.5～1.0 mm）来自郑州鑫利达水处理材料有限公司，SiO2含 99.5-99.9%。高精度玻璃珠（粒径 6 mm）来自新世纪精工制品有限公司，将石及玻璃珠分别用 1 mol/L 的硝酸浸泡约 24 h，，然后用自来水冲洗多次，最后用纯洗后晾干，装柱前在 108 ℃烘箱干热灭菌 8 h，冷却后用于装柱。2.4.2 试验方法本试验所用装置为自行设计的土壤淋滤装置（如图 2. 3 所示），采用内径为 90 m为 1000 mm 有机玻璃管，底部设置出水口，出水口上部设置有细孔滤板，依次 10 cm 厚的玻璃珠，5 cm 厚的石英砂，层与层之间用剪成试验柱截面相同大小形尼龙网隔开。然后加入已备好的含铀土壤32 cm（约3 kg），平均密度为1.47 g/cm土壤层上部再用 10 cm 厚的石英砂以及 10 cm 的玻璃珠覆盖以保证水分均匀下渗少水流对土壤层的扰动。采取干式填装法填装土柱，在入口处用无菌封口膜封闭
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X53;X172

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