【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)嚴重。微生物由于自我復制能力強,成本低,對環(huán)境友好等特點,近年來引起了學界關注。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,并對相關機制進行了探索。主要內容如下:(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對鈾的吸附是細菌表面羧基、氨基和磷酸基團等官能團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胞代謝共同作用的結果,同時實驗發(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pH=5時,細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,胞內礦化的快速反應過程,鈾與B.thuringiensis 016反應1 h后便能以片狀化合物的形式被吸附在細菌表面,8 h后這些化合物逐漸進入到細胞內部。此外,通過分析細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)形式進入到細胞內部的。(2)B.thuringiensis 016可以有效的將六價鉻還原為三價鉻,當鉻初始濃度為25mg/L時,還原效率接近100%,固定效率在92%左右。此外,細菌對鉻的還原固定效果受pH影響不大,無論是強酸還是強堿環(huán)境中,細菌對鉻的還原固定效率都可以達到80%以上。細菌的細胞碎片在還原和固定六價鉻中起主要作用,蛋白質變性實驗進一步證明蘇云金芽孢桿菌對鉻的還原主要是酶促反應。(3)我們對幾種微生物還原固定鉻的效果做了比較,結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三價鉻殘留,zeta電位結果顯示這些有機鉻在不同pH下電負性都為負值。此外,高嶺土和伊利石本身對鉻幾乎沒有還原和固定作用。但在細菌與鉻的反應體系中加入礦物后,高嶺土對鉻的還原和固定分別有2%~3.6%,5%~15%不等的促進作用,而在蘇云金芽孢桿菌與鉻反應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照射引起的毒性。當人體攝入一定劑量的鈾化合物，會造成腎功能紊亂，嚴重的還會導致急性腎衰竭[40-43]。此外，，鈾的放射性會對 DNA 造成損傷，導致呼吸、皮膚疾病，甚至會造成免疫功能下降，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)有強氧化性，特別是在酸性介質中。重鉻酸鉀和鉻酸酐是應用最廣泛的氧化劑，在有機合成中主要用于制取香料、醫(yī)藥等[49,50]。Cr(VI)的強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 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）。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X703;X172

【參考文獻】

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7 鄭喜s

本文編號：2589212