微生物还原六价铬过程中的铬同位素分馏机理探究

发布时间：2021-09-06 09:25

　　六价铬是工业生产过程中常见的重金属污染物,如电镀、颜料、皮革生产和木材保存过程中都容易产生六价铬污染。六价铬易溶于水,且具有很强的毒性和致癌性,而三价铬不易溶于水,且毒性低。微生物能够将地下水中的六价铬还原为三价铬,微生物原位修复具有高效且廉价的优势。而铬同位素是监测和定量评估受污染水体中六价铬的还原程度的潜在有力手段,并且在绝大多数情况下不会受物理过程的干扰,如吸附、稀释以及蒸发等过程。同时,铬同位素可以反映受污染的地下水较大范围的六价铬还原情况。对于微生物还原六价铬过程中的铬同位素分馏系数的测定和分馏机制的理解是实现铬同位素评估受污染水体中六价铬的还原程度的关键。因此,本论文对微生物还原六价铬过程中的铬同位素的分馏机制进行了系统地研究,主要内容如下:1.不同物理化学参数对希瓦氏奥奈达菌MR-1还原六价铬过程中铬同位素分馏的响应规律在温度实验中,铬同位素分馏呈现出两阶段的变化趋势:当温度为18℃和34℃条件下,第一阶段的富集系数分别为-2.81±0.19‰和-2.60±0.14‰;随着反应进行,铬同位素分馏被强烈抑制,第二阶段富集系数分别为-0.98 ±0.49‰和-1.01 ±0.... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：154 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１不同ｐＨ和ＥＨ（Ｖ）值条件下铬在溶液中的存在形式（Ｌａｒｓｅｎ?ｅｔ?ａｌ．?２０１６ａ）??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｔｈｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ａｑｕｅｏｕｓ?Ｃｒ?ｓｐｅｃｉｅｓ?ｕｎｄｅｒ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｖａｌｕｅｓ?ｏｆ?ｐＨ?ａｎｄ?ＥＨ（Ｖ）．??

图１．２细菌作用下六价铬的还原机制（Ｖｉｔｉｅｔａｌ．２０１３）??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ?ｏｆ?ｍｉｃｒｏｂｉａｌ?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｃｒ（ＶＩ）?（Ｖｉｔｉ?ｅｔ?ａｌ．?２０１３）．??．．

图１．３细菌细胞层面的六价铬的运移，毒性及抵抗机制。（Ａ）六价铬通过硫酸盐运移途径??穿过细胞膜进入到细胞内部；（Ｂ）细胞外的六价铬还原过程；（Ｃ）细胞内的六价铬还原过??程（Ｄ）通过解毒酶来抵御氧化应激作用的系统；（Ｅ）通过质粒编码转运体实现的外排系??统；（Ｅ）?ＤＮＡ?修复系统（Ｒａｍｉｒｅｚ－Ｄｉ＇ａｚ?ｅｔ?ａｌ．?２００８）??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ?ｏｆ?Ｃｒ（ＶＩ）?ｕｐｔａｋｅ，?ｔｏｘｉｃｉｔｙ?ａｎｄ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?ｉｎ?ｃｅｌｌｓ?ｏｆ?ｂａｃｔｅｒｉａ．?（Ａ）?Ｃｒ（ＶＩ）?ｉｓ??ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｄ?ｔｈｒｏｕｇｈ?ｔｈｅ?ｃｅｌｌ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｉｎｔｏ?ｃｅｌｌｓ?ｂｙ?ｅｎｅｒｇｙ－ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ?ｓｕｌｆａｔｅ?ｕｐｔａｋｅ?ｐａｔｈｗａｙ；?（Ｂ）??Ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ?Ｃｒ（ＶＩ）?ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；?（Ｃ）?Ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ?Ｃｒ（ＶＩ）；?（Ｄ）?Ｔｈｅ?ｓｙｓｔｅｍｓ?ｆｏｒ?ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ?ａｇａｉｎｓｔ??ｏｘｉｄａｔｉｖｅ?ｓｔｒｅｓｓ?ｂｙ?ｄｅｔｏｘｉｆｙｉｎｇ?ｅｎｚｙｍｅｓ；?（Ｅ）?Ｔｈｅ?ｅｆｆｌｕｘ?ｓｙｓｔｅｍｓ?ｂｙ?ｐｌａｓｍｉｄ－ｅｎｃｏｄｅｄ?ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒｓ??（Ｆ）?ＤＮＡ?ｒｅｐａｉｒ?ｓｙｓｔｅｍｓ?（Ｒａｍｉｒｅｚ－Ｄｉａｚ?ｅｔ?ａｌ．?２００８）．??１．３．２．３微生物可以通过生物－非生物耦合作用间接还原六价铬??微生物可以通过生物－非生物耦合作用间接还原六价铬。在微生物的作用下，??与六价铬还原过程发生耦合作用的物质包括三价铁、有机物和硫酸盐。三价铁??被微生物还原为二价铁，


本文编号：3387201