生物锰氧化物BMO在电镀废水吸附与环丙沙星降解方面的研究

发布时间：2019-01-16 00:56

【摘要】：生物锰氧化物是具有锰氧化活性的微生物将环境中低价态Mn氧化为高价态Mn而形成的。近年来,生物锰氧化物由于其优良的吸附性与强氧化性能而被广泛应用到重金属污染修复以及环境中有害有机物的降解等领域。本研究利用从土壤中分离到的一株具有高锰氧化活性的野生菌株Pseudomonas sp.T34所产生一种生物锰氧化物BMO,用于吸附电镀废水中的Ni(II)以及降解喹酮类抗生素环丙沙星。以期为电镀废水所带来的的重金属污染和由于抗生素的滥用所带来环境问题,提供一个可能的解决途径。在含镍电镀废水的吸附实验中,首先通过一系列条件的优化,得出了生物锰氧化物BMO吸附电镀废水最适条件为:温度为50℃,pH为4,转速为200r/min,电镀废水Ni(II)浓度为10 mg L-1。在最适条件下对整个吸附过程进行吸附动力学分析发现其比较符合二级吸附动力力学特征。朗缪尔等温线方程拟合的结果显示,生物锰氧化物BMO对电镀废水Ni(II)的最大吸附通量可达359.71 mg g-1,并且在整个过程中吸附十分迅速,20 min左右便能达到平衡。通过XRD,XPS,FTIR等表征分析手段分析并比较了BMO在吸附电镀废水前后表征的变化。在5个循环解吸附实验中,生物锰氧化物BMO对电镀废水的吸附能力仍能保持80%左右的吸附率。在环丙沙星的降解方面,通过单因素影响实验,得到生物锰氧化物BMO降解环丙沙星的最适条件为:45℃,pH为6,环丙沙星初始浓度为1μg mL-1。金属离子的影响实验表明,其对环丙沙星的降解具有抑制作用。通过对环丙沙星降解产物LC-MS的分析,对其进行了初步的鉴定,并通过参考相关文献提出了一个可能的环丙沙星降解途径。降解产物的生测实验证明生物锰氧化物BMO可以显著降低环丙沙星对菌体的毒性。4个循环的降解实验显示其对环丙沙星的降解率均能保持在90%以上。最后在自然水体下的降解模拟实验表明了生物锰氧化物BMO在降解真实环境中有害有机物的可能性。
[Abstract]:Biomanganese oxides are formed by oxidizing low Mn to high valence Mn by microorganisms with manganese oxidation activity. In recent years, Biomanganese oxides have been widely used in heavy metal pollution remediation and degradation of harmful organic matter due to their excellent adsorption and strong oxidation properties. In this study, a biological manganese oxide (BMO,) was produced from a wild strain, Pseudomonas sp.T34, which was isolated from soil and was used to adsorb Ni (II) in electroplating wastewater and to degrade ciprofloxacin, a quinone antibiotic. In order to provide a possible solution for the heavy metal pollution caused by electroplating wastewater and the environmental problems caused by the abuse of antibiotics. In the adsorption experiment of electroplating wastewater containing nickel, through a series of optimization conditions, the optimum conditions for adsorption of electroplating wastewater with biological manganese oxide BMO were obtained as follows: temperature 50 鈩，

本文编号：2409286