【摘要】：隨著我國工業(yè)的迅速發(fā)展,重金屬污染現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重。微生物由于自我復(fù)制能力強(qiáng),成本低,對環(huán)境友好等特點(diǎn),近年來引起了學(xué)界關(guān)注。本文以蘇云金芽孢桿菌為研究對象,研究了它對重金屬鉻、鈾的治理效果,并對相關(guān)機(jī)制進(jìn)行了探索。主要內(nèi)容如下:(1)蘇云金芽孢桿菌(Bacillus.thuringiensis 016)對鈾具有很好的吸附效果,當(dāng)鈾初始濃度為100 mg/L時,吸附效率接近100%,且B.thuringiensis 016最終將U(VI)礦化為磷銨鈾礦。B.thuringiensis 016對鈾的吸附是細(xì)菌表面羧基、氨基和磷酸基團(tuán)等官能團(tuán)起主要作用的非酶促過程,高濃度的鈾對吸附過程沒有明顯影響。B.thuringiensis 016對鈾的礦化是酶與細(xì)胞代謝共同作用的結(jié)果,同時實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)B.thuringiensis 016對高濃度的鈾只有吸附作用沒有礦化能力。此外,當(dāng)pH=5時,細(xì)菌對鈾的吸附和礦化效果最好。從微觀角度講,B.thuringiensis 016與鈾的作用是胞外吸附,胞內(nèi)礦化的快速反應(yīng)過程,鈾與B.thuringiensis 016反應(yīng)1 h后便能以片狀化合物的形式被吸附在細(xì)菌表面,8 h后這些化合物逐漸進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)部。此外,通過分析細(xì)胞富集的總鈾與可溶鈾含量隨時間的變化,我們發(fā)現(xiàn)這些片狀化合物是以非溶解態(tài)形式進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)部的。(2)B.thuringiensis 016可以有效的將六價鉻還原為三價鉻,當(dāng)鉻初始濃度為25mg/L時,還原效率接近100%,固定效率在92%左右。此外,細(xì)菌對鉻的還原固定效果受pH影響不大,無論是強(qiáng)酸還是強(qiáng)堿環(huán)境中,細(xì)菌對鉻的還原固定效率都可以達(dá)到80%以上。細(xì)菌的細(xì)胞碎片在還原和固定六價鉻中起主要作用,蛋白質(zhì)變性實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明蘇云金芽孢桿菌對鉻的還原主要是酶促反應(yīng)。(3)我們對幾種微生物還原固定鉻的效果做了比較,結(jié)果表明蘇云金芽孢桿菌和人蒼白桿菌對鉻的還原固定效果相對較好,其還原效率在90%以上,固定效率在80%以上。此外,幾種微生物將Cr(VI)還原為Cr(III)后,并不能將Cr(III)完全固定,其上清液中會有部分有機(jī)三價鉻殘留,zeta電位結(jié)果顯示這些有機(jī)鉻在不同pH下電負(fù)性都為負(fù)值。此外,高嶺土和伊利石本身對鉻幾乎沒有還原和固定作用。但在細(xì)菌與鉻的反應(yīng)體系中加入礦物后,高嶺土對鉻的還原和固定分別有2%~3.6%,5%~15%不等的促進(jìn)作用,而在蘇云金芽孢桿菌與鉻反應(yīng)的體系中加入伊利石后,其還原率減少了32%,固定率減少了34%。
【圖文】：

圖 1-1 鈾污染路徑示意圖[39]Fig. 1-1 Schematic diagram of uranium contamination path一般情況下可溶性鈾化合物的毒性較大，由于鈾具有一定的放射性，鈾對人體的傷害主要是內(nèi)照射引起的毒性。當(dāng)人體攝入一定劑量的鈾化合物，會造成腎功能紊亂，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致急性腎衰竭[40-43]。此外，，鈾的放射性會對 DNA 造成損傷，導(dǎo)致呼吸、皮膚疾病，甚至?xí)斐擅庖吖δ芟陆�，引起白血病、惡性腫瘤等[44]。1.1.5 鉻污染及其危害鉻，原子序數(shù) 24，原子量為 51.9961，在地球上是第七豐富元素。自然界中不存在游離狀態(tài)的鉻，鉻主要以 Cr(III)和 Cr(VI)兩種價態(tài)存在[45-48]。Cr(VI)有強(qiáng)氧化性，特別是在酸性介質(zhì)中。重鉻酸鉀和鉻酸酐是應(yīng)用最廣泛的氧化劑，在有機(jī)合成中主要用于制取香料、醫(yī)藥等[49,50]。Cr(VI)的強(qiáng)氧化性是引起鉻中毒的主要原因。Cr(VI)化合物的熱穩(wěn)定性小，遇熱能不同程度的分解，并且具有強(qiáng)的可溶性和遷移性。Cr(III)相對來講比

第一章 緒論問題。在我國，每生產(chǎn) 1 噸鉻鹽大約需排放鉻渣 2.5~3 噸，目前全國每年鉻渣排過 60 萬噸，歷年累積的鉻渣含量超過 600 萬噸。鉻渣是含有劇毒物質(zhì)的廢渣，險固體廢物。據(jù)報道，這些鉻渣堆積如山，被形象的稱為“鉻渣山”，鉻渣被雨水，可溶性六價鉻進(jìn)入土壤和地下水，造成大面積的土壤和地下水污染（圖 1-2）。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X703;X172

【參考文獻(xiàn)】

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7 鄭喜s

本文編號：2589212