鈾礦的開采過程中產(chǎn)生了大量的含鈾污染廢水,其對生態(tài)環(huán)境和人體安全造成了潛在的危害,尋找合適的處理方法引起了廣泛的關(guān)注。微生物對于含鈾廢水具有很好的處理效果,探究細菌處理鈾的性能及相互作用機理是當(dāng)前研究的熱點。本文利用從湖南某鈾尾礦庫土壤中分離的一株土著洋蔥假單胞菌進行試驗,探討了其對低濃度含鈾廢水處理的性能。試驗考察菌體投加量、初始pH、U(Ⅵ)初始濃度、時間對菌體吸附U(Ⅵ)的影響;Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)等重金屬離子對U(Ⅵ)去除存在較大影響,探究不同濃度上述離子存在條件下,菌體對U(Ⅵ)的去除影響。胞外聚合物(EPS)在菌體吸附U(Ⅵ)過程中起到重要作用,考察了不同培養(yǎng)時間下,細菌胞外聚合物含量變化及其對菌體處理鈾的影響。采用SEM-EDX(掃描電鏡-能譜)、FTIR(紅外光譜儀)和XRD(X射線衍射光譜)等現(xiàn)代分析手段,闡明鈾-細菌相互作用的反應(yīng)機理。試驗結(jié)果表明,當(dāng)U(Ⅵ)濃度為10 mg/L,pH為6.0,30℃時,菌體對U(Ⅵ)的最大平衡吸附量可達160.4 mg/g。靜態(tài)試驗結(jié)果表明菌體吸附U(Ⅵ)在4 h時達到平衡,且U(Ⅵ)的去除率達到95.0%。Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)等離子存在時,菌體去除U(Ⅵ)效率降低。重金屬離子濃度為100 mg/L時,Cu~(2+)、Pb~(2+)對菌體除U(Ⅵ)有明顯的抑制作用,而Zn~(2+)的影響微弱。隨著培養(yǎng)時間的增加,胞外聚合物的含量逐漸增加,3d達到最大值66.1 mg/g(DW)。無胞外聚合物的菌體與原菌體吸附U(Ⅵ)相比,吸附率出現(xiàn)一定的下降,表明該菌胞外聚合物參與菌體吸附U(Ⅵ)SEM-EDX、XRD、FTIR表征分析結(jié)果表明,U(Ⅵ)以絮狀磷酸鈾化合物沉積在細胞表面,細胞的羥基,酰胺和磷酸基團等官能團與鈾的結(jié)合中起重要作用。細菌表面的沉淀物主要為含磷鈾氧化物(UO_2P_6O_(17))、磷酸氫鈾化合物UO_2H(PO_3)_3和磷酸氫鈾水合物(UO_2(H_2PO_4)_2.3H_2O)。土著洋蔥假單胞菌對于含U(Ⅵ)廢水有著較好的去除性能,能耐受U(Ⅵ)和其他重金屬毒性可與U(Ⅵ)發(fā)生礦化反應(yīng),可在低濃度含鈾廢水處理方面發(fā)揮重要作用。
【學(xué)位單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X753;X172
【部分圖文】：

試驗技術(shù)路線

0 1 2 3 4 5 6 7 8T/d 不同 EPS 中多糖和蛋白質(zhì)含量隨時間的變聚合物對 U(Ⅵ)的去除長，在 1~7 d 內(nèi)原菌體和不含 EPS 菌達到最大值，其中，原菌體對 U(Ⅵ除率為 92.1%。在 1~3 d 內(nèi)，菌體呈~7d 內(nèi)，菌體對 U(Ⅵ)去除率后呈現(xiàn)不含 EPS 菌體對 U(Ⅵ)的吸附量出現(xiàn)（3d）。從圖 3-1 也可以看出，洋蔥化，3d 以后趨于穩(wěn)定，變化較小。因，這可能是 EPS 中所含組分如糖類作用位點有關(guān)。不同生長階段的細 天培養(yǎng)期間維持在較高水平，然后

圖 4-2 細菌除 U(Ⅵ)前（a、c）、除 U(Ⅵ)后（b、d）的 SEM、EDX 圖4.2.3 除鈾前后菌體 XRD 分析X 射線衍射法測定了鈾的化學(xué)特征，采用 Jade 6.5 軟件分析相關(guān)結(jié)果。如圖4-3，除 U(Ⅵ)后的光譜顯示，在 2θ 為 26.12、36.85、41.38 處有三個不同的峰，d-spacing 值分別為 3.47°A、2.44°A、2.18°A。將這些 d-spacing 值與已知化合物（JCPDS）的數(shù)據(jù)文件進行比較[78, 39]，與卡片 89-1670、72-2427、36-0346 相匹配，形成了六價的鈾�；衔�，依次為磷酸鈾化合物（UO2P6O17）、磷酸氫鈾化合物（UO2H(PO3)3）和磷酸氫鈾水合物（UO2(H2PO4)2.3H2O）。pH 的變化影響相關(guān)磷酸鹽-鈾化合物的形成，當(dāng) pH=6.0 時鈾主要以磷酸鈾化合物的形式存在[84]。
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本文編號：2837073