赖氏菌对零价铁去除水溶液中铀的影响与机理研究
发布时间：2021-01-21 06:50
随着核能的迅速发展和铀资源需求的增加,铀矿开采、加工量不断增加,由此会产生大量的尾矿和尾渣。在外界环境的影响下,尾矿库中的铀会再次释放到环境中,严重威胁周边的生态安全和人体健康。本文选用零价铁（Zero valent iron,ZVI）和赖氏菌（Leifsonia sp.）2种材料对水溶液中的铀进行固定化处理,采用批量试验分别探究了ZVI投加量、接触时间、pH及铀初始浓度等因素对ZVI、ZVI+Leifsonia sp.去除铀的影响;利用解吸试验进行了稳定性分析;利用响应曲面法对Leifsonia sp.去除铀的条件进行了优化;并通过SEM-EDS、FTIR、XPS和XRD等表征手段,探讨了ZVI、ZVI+Leifsonia sp.对铀的作用机理。ZVI去除铀的试验结果表明:当ZVI投加量为1 g/L、pH值为5、接触时间为2 h、初始铀浓度为10 mg/L时,铀的去除效率达到97.12%。表征分析表明,ZVI与铀反应后表面及周围出现大量的球状和片状沉淀,与铀相互作用的官能团主要有羟基、羧基等。ZVI+Leifsonia sp.去除铀的试验结果表明:当ZVI投加量为1 g/L、pH值为...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
膜分离原理图
第1章绪论9来促进水相U(VI)酶还原为不溶性U(IV)。铀的微生物还原亦主要为厌氧菌。生物矿化（Biomineralisation）是指金属与微生物产生的配体（如硫化物、磷酸盐、碳酸盐或氢氧化物等）在细胞表面局部碱性条件下沉淀的过程。如美国能源部橡树岭有研究表明，细胞磷酸酶活性与磷酸甘油一起作用时，将有机磷酸盐裂解释放出无机磷酸盐，与U(VI)共沉淀为胞外磷酸氢铀酰矿物[HUO2PO4][40]。微生物细胞也能够通过“生物积累（Bioaccumulation）”机制积累大量的金属离子。生物积累分为两个阶段，在这两个阶段中，最初的快速金属结合，随后是通过主动运输实现的相对缓慢的细胞内积累[41]。对于某些金属，由于转运的金属与细胞功能所需的基本元素相似，会主动被吸收到细胞中，因此可能会发生偶发性摄龋图1.2微生物与铀的相互作用[42]1949年Ruchhoft首先研究发现，采用活性污泥去除废水中Pu时，生长的微生物会产生胶状基质吸附放射性核素。1991年Lovely等[43]在Nature杂志上首次揭示了细菌能将U(VI)还原为U(IV)，开启了铀-微生物沉积作用的研究。在自然界中广泛存在着微生物，其可以通过同化、异化作用和改变环境条件来影响U、Fe等元素的分布、转化，因此在含铀废水的处理上有着很大的潜力。近几十年研究发现，腐败希瓦氏菌Shewanellaputrefaciens[44]、硫弧菌Desulfovibriodesulfuricans[45]、硫还原地杆菌Geobactersulfurreducens[46]及脱硫杆菌Desulfitobacterium[47]等金属还原菌可通过代谢或将Fe(III)还原为Fe(II)，进而将U(VI)还原为U(IV)。而由于细菌表面存在多种含氧官能团，一些非金属还原菌[48]
第1章绪论13（4）固定态U-Fe、U-Fe-Leifsoniasp.的稳定性研究采用HNO3、Na2CO3解吸溶液对反应后的产物进行解吸实验，揭示零ZVI、ZVI+Leifsoniasp.作用下固态铀的稳定性。1.4.3本研究的技术路线本研究所采用的技术路线如图1.3所示：图1.3技术路线图
本文编号：2990687
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
膜分离原理图
第1章绪论9来促进水相U(VI)酶还原为不溶性U(IV)。铀的微生物还原亦主要为厌氧菌。生物矿化（Biomineralisation）是指金属与微生物产生的配体（如硫化物、磷酸盐、碳酸盐或氢氧化物等）在细胞表面局部碱性条件下沉淀的过程。如美国能源部橡树岭有研究表明，细胞磷酸酶活性与磷酸甘油一起作用时，将有机磷酸盐裂解释放出无机磷酸盐，与U(VI)共沉淀为胞外磷酸氢铀酰矿物[HUO2PO4][40]。微生物细胞也能够通过“生物积累（Bioaccumulation）”机制积累大量的金属离子。生物积累分为两个阶段，在这两个阶段中，最初的快速金属结合，随后是通过主动运输实现的相对缓慢的细胞内积累[41]。对于某些金属，由于转运的金属与细胞功能所需的基本元素相似，会主动被吸收到细胞中，因此可能会发生偶发性摄龋图1.2微生物与铀的相互作用[42]1949年Ruchhoft首先研究发现，采用活性污泥去除废水中Pu时，生长的微生物会产生胶状基质吸附放射性核素。1991年Lovely等[43]在Nature杂志上首次揭示了细菌能将U(VI)还原为U(IV)，开启了铀-微生物沉积作用的研究。在自然界中广泛存在着微生物，其可以通过同化、异化作用和改变环境条件来影响U、Fe等元素的分布、转化，因此在含铀废水的处理上有着很大的潜力。近几十年研究发现，腐败希瓦氏菌Shewanellaputrefaciens[44]、硫弧菌Desulfovibriodesulfuricans[45]、硫还原地杆菌Geobactersulfurreducens[46]及脱硫杆菌Desulfitobacterium[47]等金属还原菌可通过代谢或将Fe(III)还原为Fe(II)，进而将U(VI)还原为U(IV)。而由于细菌表面存在多种含氧官能团，一些非金属还原菌[48]
第1章绪论13（4）固定态U-Fe、U-Fe-Leifsoniasp.的稳定性研究采用HNO3、Na2CO3解吸溶液对反应后的产物进行解吸实验，揭示零ZVI、ZVI+Leifsoniasp.作用下固态铀的稳定性。1.4.3本研究的技术路线本研究所采用的技术路线如图1.3所示：图1.3技术路线图
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