本文關(guān)鍵詞： 鈾的氧化還原 微生物培養(yǎng)基 菌株組合 小分子物質(zhì) 紅外光譜 掃描電子顯微鏡-能量色散X射線光譜　出處：《西南科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：微生物修復(fù)現(xiàn)已成為當(dāng)前治理鈾污染的研究熱點(diǎn)。為了獲得去除U(Ⅵ)的高效微生物及其相互作用機(jī)制,本研究考察了微生物培養(yǎng)基對U(Ⅵ)測量的影響,篩選出了對U(Ⅵ)測量無影響的培養(yǎng)基,結(jié)合化學(xué)差減法建立了培養(yǎng)基中U(Ⅵ)和U(IV)的分光光度法;篩選出U(Ⅵ)的高抗微生物與微生物組合,采用正交實(shí)驗(yàn)獲得U(Ⅵ)的抗性微生物組合的培養(yǎng)條件;考察小分子物質(zhì)對微生物去除U(Ⅵ)的影響;采用紅外光譜(FTIR)與掃描電子顯微鏡-能量色散X射線光譜(SEM-EDX)分析微生物與U(Ⅵ)的相互作用機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:(1)鈾在微生物培養(yǎng)基中的穩(wěn)定性研究:通過鋅粒還原法得到制備U(IV)的優(yōu)化參數(shù),10.0 mg/L U(Ⅵ)、12.0 g/L鋅粒、反應(yīng)時(shí)間180 min,U(IV)的生成率可達(dá)到95%左右。NA、LB培養(yǎng)基對U(Ⅵ)的影響率在48 h時(shí),可達(dá)到47.9%和37.3%;而TGY培養(yǎng)基分別對U(Ⅵ)和U(IV)的影響率僅為5.6%與8.6%。單組分中蛋白胨、牛肉膏對U(Ⅵ)測量影響最大,達(dá)到33.5%和19.7%;而胰蛋白胨、葡萄糖U(Ⅵ)的影響較小,分別為2.8%、2.7%。進(jìn)一步證實(shí)了NA、LB培養(yǎng)基對U(Ⅵ)測量的影響,而TGY培養(yǎng)基無顯著影響。(2)TGY培養(yǎng)基中U(Ⅵ)和U(IV)測量方法的建立:運(yùn)用差減法,即通過總鈾濃度減去U(Ⅵ)濃度獲得U(IV),再結(jié)合U(Ⅵ)的偶氮胂(Ⅲ)分光光度法建立了TGY培養(yǎng)基中U(Ⅵ)和U(IV)的分光光度法。通過精密度和準(zhǔn)確度分析該方法,獲得U(Ⅵ)測量的線性范圍在0.0-20.0 mg/L內(nèi),下限可達(dá)到0.05 mg/L,回收率為96%,RSD=1.7%,誤差為-4%。(3)U(Ⅵ)的抗性微生物篩選:六種微生物分別是XJ1、XJ2、考式玫瑰菌、耐輻射奇球菌、檸檬酸桿菌、蠟樣芽孢桿菌。對U(Ⅵ)去除率較高為耐輻射奇球菌、檸檬酸桿菌、蠟樣芽孢桿菌三種微生物,在培養(yǎng)條件下對30.0 mg/L U(Ⅵ)去除率分別達(dá)到80.4%、84.8%、82.3%。(4)去除U(Ⅵ)的微生物組合構(gòu)建及培養(yǎng)條件優(yōu)化:利用單菌株和菌株組合對U(Ⅵ)的耐受性進(jìn)行比較,篩選到蠟樣芽孢桿菌-檸檬酸桿菌、檸檬酸桿菌-耐輻射奇球菌高效組合。以U(Ⅵ)去除率為指標(biāo),通過正交實(shí)驗(yàn),得出蠟樣芽孢桿菌-檸檬酸桿菌的優(yōu)化條件,p H值7.0、溫度35.0℃、U(Ⅵ)初始濃度為10.0 mg/L;檸檬酸桿菌-耐輻射奇球菌的優(yōu)化條件,p H值6.0、溫度30.0℃、U(Ⅵ)初始濃度為10.0 mg/L。(5)小分子物質(zhì)對微生物去除U(Ⅵ)的影響:乙醇、乙酸鈉、丙酮酸鈉、葡萄糖對檸檬酸桿菌、蠟樣芽孢桿菌和耐輻射奇球菌去除U(Ⅵ)有顯著的促進(jìn)作用,其中5.0-15.0 m M乙醇效果最顯著,幾乎能完全去除培養(yǎng)體系中的U(Ⅵ)。而檸檬酸鈉則對U(Ⅵ)的去除產(chǎn)生嚴(yán)重的抑制作用。(6)微生物與U(Ⅵ)作用的FTIR和SEM-EDX表征:結(jié)果表明,檸檬酸桿菌、蠟樣芽孢桿菌、耐輻射奇球菌與U(Ⅵ)的作用機(jī)制是不同的,主要包括-OH、-C=O、-NH2、-PO43-對U(Ⅵ)的相互作用、微生物成礦作用等。綜上所述,U(Ⅵ)和U(Ⅵ)的分光光度法可用于生物樣品中U(Ⅵ)和U(Ⅵ)的測試,篩選到蠟樣芽孢桿菌-檸檬酸桿菌、檸檬酸桿菌-耐輻射奇球菌抗性組合,乙醇、乙酸鈉、丙酮酸鈉、葡萄糖能促進(jìn)微生物對U(Ⅵ)的去除效應(yīng),微生物去除U(Ⅵ)的機(jī)理包括部分基團(tuán)對U(Ⅵ)的相互作用、離子交換作用、微生物成礦作用等。
[Abstract]:The effects of U ( 鈪，

本文編號：1451805