植物乳杆菌去除水中铀（Ⅵ）的特性及机理研究

发布时间：2020-06-21 21:05

【摘要】：铀矿开采和铀的生产及应用中产生了大量的铀废渣、尾矿及含铀废水,对人类与生态环境构成了严重威胁,微生物修复水中铀(Ⅵ)污染是环保有效的方法之一。本研究运用植物乳杆菌去除水中的U(Ⅵ),探讨铀的去除特性和机理,旨在为微生物处理放射性含铀废水提供理论基础。主要工作包括以下三个方面:1.通过静态试验,探讨接触时间、pH、生物投加量、U(Ⅵ)初始浓度、温度等因素对热灭活植物乳杆菌吸附铀的影响。结果表明:在pH为6,温度为30℃,生物投加量为0.12g/L,U(Ⅵ)初始浓度为10mg/L时,热灭活植物乳杆菌对U(Ⅵ)的去除率可达94.28%,吸附平衡时间为240min。吸附过程较好符合准二级动力学吸附模型和Freundlich模型。2.通过SEM-EDS、FTIR等表征手段揭示热灭活植物乳杆菌去除水中U(Ⅵ)的机理。结果表明:热灭活植物乳杆菌主要通过吸附机制去除水中U(Ⅵ),U(Ⅵ)主要被吸附在细胞壁上,呈凝胶块状,配位络合是U(Ⅵ)吸附的主要方式。与U(Ⅵ)相互作用的主要官能团有羟基、蛋白质酰胺基、羧基、磷酸酯基等。3.通过灭活与非灭活条件下植物乳杆菌去除水中U(Ⅵ)的对比试验和表征对比分析,揭示活细胞与水中U(Ⅵ)的相互作用机理。结果表明:活细胞通过多种机制去除水中U(Ⅵ)。SEM-EDS分析表明与U(Ⅵ)作用后,活细胞表面出现规则的球形纳米级颗粒状铀沉淀,而热灭活细胞表面并没有;FTIR分析显示活细胞与水中U(Ⅵ)作用的官能团有蛋白质酰胺基、蛋白质和多糖的羟基、羧基、磷酸酯基等;XRD分析显示与U(Ⅵ)接触后,活细胞表面出现磷酸铀酰化合物结晶,而灭活细胞表面并没有发现;XPS分析显示与U(Ⅵ)反应后,活细胞表面沉积了U(IV)和U(Ⅵ)而热灭活细胞表面只有U(Ⅵ)。据此推测活细胞与水中U(Ⅵ)的作用依赖于自身代谢,活细胞通过吸附、生物矿化和还原多种机制去除水中U(Ⅵ)。
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703;X172
【图文】：

技术路线图

0 nm 处的波长进行测定记为 OD600。以植物乳杆为纵坐标做植物乳杆菌的生长曲线如图 2.1。知在摇床内震荡培养的植物乳杆菌生长旺盛，其化培养箱内的植物乳杆菌的细菌密度。由图 2.1生长适应期，此阶段植物乳杆菌生长较缓慢，这一个适应阶段；9-21 h 为植物乳杆菌对数期，此养基环境，在营养物质充足，环境适宜的条件下期菌体的活性最高，生长最旺盛，代谢最强；21杆菌数量不在增加，生长的新的细菌数与衰亡的杆菌生长进入衰亡期，此时期培养基营养物质大够的营养物质供植物乳杆菌生长，植物乳杆菌衰胞的数量逐渐降低。因此在富集植物乳杆菌菌体20 h，以获得活性强、数量足够多的植物乳杆菌菌

【参考文献】

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6 陈华柏;谢水波;刘金香;肖拾红;曾涛涛;凌辉;王劲松;;厌氧颗粒污泥吸附铀(Ⅵ)的特性与机理[J];中国有色金属学报;2014年09期

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8 汪孟娟;徐海燕;辛国芹;武香玉;曹银生;谷巍;;人体益生菌种类及其功能的最新研究[J];畜牧与饲料科学;2013年01期

9 吴唯民;Jack Carley;David Watson;顾宝华;Scott Brooks;Shelly D.Kelly;Kenneth Kemner;Joy D.van Nostrand;吴力游;许玫英;周集中;罗剑;Erick Cardenas;灻家琪;Matthew W.Fields;Terence L.Marsh;James M.Tiedje;Stefan J.Green;Joel E.Kostka;Peter K.Kitanidis;Philip M.Jardine;Craig S.Criddle;;地下水铀污染的原位微生物还原与固定:在美国能源部田纳西橡树岭放射物污染现场的试验[J];环境科学学报;2011年03期

10 邓冰;刘宁;王和义;蒋树斌;;铀的毒性研究进展[J];中国辐射卫生;2010年01期

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本文编号：2724639