微生物作用下地下水中稳定铬同位素分馏效应

发布时间：2021-03-31 14:17

　　铬是土壤、地下水和地表水中常见的一种污染物,主要来自各种工业生产,包括采矿冶炼、化工原料等行业,通常以废气、废水和废渣的形式存在。这些含铬废气、废水和废渣一旦处理不当,将对水体、土壤和大气造成严重的污染,进而对人体健康和生态环境构成潜在的威胁。在地下水环境中,铬主要以Cr（III）和Cr（Ⅵ）两种形式存在。微量的Cr（Ⅲ）是一种营养物质,能促进机体的新陈代谢。而Cr（Ⅵ）则是一种致癌、致畸、致突变的物质,其毒性是Cr（III）的100倍。在自然界中,Cr（Ⅲ）的溶解性很弱,极易被固体表面吸附,而Cr（VI）主要以络合阴离子的形态存在,不易被吸附,具有很强的迁移能力。因此,将Cr（VI）还原为Cr（III）是地下水铬污染防治的主要策略。为此,及时而准确地掌握地下水中Cr（Ⅵ）的还原速率和还原程度成为地下水铬污染防治的关键。但是,由于稀释、对流和吸附作用的影响,要将还原作用引起的Cr（Ⅵ）的减少识别出来比较困难。铬同位素技术的应用解决了这一问题。在Cr（Ⅵ）的还原过程中,轻的同位素会优先发生反应而在产物中富集,而重的同位素则在剩余物中富集。通过测定地下水中铬同位素组成的变化情况可以定量地指... 

【文章来源】：中国地质大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
作者简介
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    §1.1 研究背景及意义
    §1.2 国内外研究现状及问题
        1.2.1 铬与铬的来源
        1.2.2 地下水中铬污染修复的研究进展
        1.2.3 铬同位素技术在地下水中的应用
        1.2.4 铬同位素分析技术研究进展
        1.2.5 地下水中铬同位素分馏机理研究进展
        1.2.6 发展趋势及存在问题
    §1.3 研究目标、内容及技术路线
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
第二章 基于MC-ICP-MS的铬同位素测定
    §2.1 MC-ICP-MS工作原理
    §2.2 实验装置及试剂
        2.2.1 实验仪器及设备
        2.2.2 实验试剂
        2.2.3 器皿的洗涤
    §2.3 化学分离可行性分析
        2.3.1 树脂清洗
        2.3.2 化学分离流程的确定
    §2.4 MC-ICP-MS仪器条件
        2.4.1 MC-ICP-MS杯结构设置
        2.4.2 质谱测试条件
    §2.5 标准溶液SRM 979的铬同位素组成测定
    §2.6 结果与讨论
        2.6.1 回收率实验
        2.6.2 化学分离流程
50Cr-⁵⁴Cr双稀释剂定值">        2.6.3 ⁵⁰Cr-⁵⁴Cr双稀释剂定值
53Cr/⁵²Cr测试结果">        2.6.4 标准物质SRM 979的⁵³Cr/⁵²Cr测试结果
    §2.7 本章小结
第三章 Cr（Ⅵ）还原菌的还原特性
    §3.1 引言
    §3.2 实验材料与方法
        3.2.1 实验仪器及设备
        3.2.2 实验试剂
        3.2.3 分离源
        3.2.4 培养基
        3.2.5 Cr（Ⅵ）还原菌的分离
        3.2.6 Cr（Ⅵ）还原菌的筛选
        3.2.7 Cr（Ⅵ）还原菌的鉴定
        3.2.8 Cr（Ⅵ）还原菌最佳生长条件的确定
        3.2.9 生长细菌还原Cr（Ⅵ）的特性
        3.2.10 还原菌对Cr（Ⅵ）的抗性
        3.2.11 测定方法
    §3.3 结果与讨论
        3.3.1 Cr（Ⅵ）还原菌的分离、筛选
        3.3.2 Cr（Ⅵ）还原菌的鉴定
        3.3.3 最佳生长条件的确定
        3.3.4 Cr（Ⅵ）初始浓度对QH-1还原的影响
        3.3.5 还原菌对Cr（Ⅵ）的抗性研究
    §3.4 本章小结
第四章 微生物（QH-1）还原Cr（Ⅵ）的机理
    §4.1 引言
    §4.2 实验材料与方法
        4.2.1 实验主要仪器
        4.2.2 实验试剂
        4.2.3 菌悬液的制备
        4.2.4 还原产物能谱分析
        4.2.5 微生物还原Cr（Ⅵ）的机理
        4.2.6 QH-1全基因组测序
        4.2.7 测定方法
    §4.3 结果与讨论
        4.3.1 还原产物分析
        4.3.2 还原机理
        4.3.3 还原菌QH-1全基因组分析
    §4.4 本章小结
第五章 微生物（QH-1）作用下的铬同位素分馏效应
    §5.1 引言
    §5.2 实验材料与方法
        5.2.1 实验主要仪器
        5.2.2 培养基
        5.2.3 碳源浓度对铬同位素分馏的影响
        5.2.4 温度对铬同位素分馏的影响
        5.2.5 测定方法
    §5.3 结果与讨论
        5.3.1 碳源浓度的影响
        5.3.2 温度的影响
        5.3.3 微生物还原作用下的铬同位素分馏概念模型
    §5.4 本章小结
第六章 多孔介质条件中微生物（QH-1）作用下的铬同位素分馏
    §6.1 引言
    §6.2 实验材料及方法
        6.2.1 实验仪器及设备
        6.2.2 实验装置图
        6.2.3 培养基
        6.2.4 石英砂的制备
        6.2.5 穿透曲线的绘制
        6.2.6 还原实验
        6.2.7 测定方法
    §6.3 结果与讨论
        6.3.1 穿透曲线
        6.3.2 石英砂对铬同位素分馏的影响
        6.3.3 柱实验中Cr（Ⅵ）浓度的变化
        6.3.4 迁移作用对铬同位素分馏的影响
    §6.4 本章小结
第七章 结论与建议
    §7.1 结论
    §7.2 建议
致谢
参考文献
附件一 铬稳定同位素双稀释剂法测定数据校正的C语言程序
50Cr-⁵⁴Cr双稀释剂铬同位素组成定值的C语言程序">附件二 ⁵⁰Cr-⁵⁴Cr双稀释剂铬同位素组成定值的C语言程序


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3111586