【摘要】：本研究以環(huán)境友好的微生物(蘇云金芽胞桿菌和蠟狀芽胞桿菌)為研究對象,研究了它們與環(huán)境污染物(重金屬鉛、鈾和亞甲基藍有機小分子染料)相互作用過程的微觀機理,對影響細菌吸附、礦化鉛和鈾,以及脫色降解亞甲基藍的各種因素進行了探索。結果表明：(1)從鉛鋅礦尾礦分離的1株蠟狀芽胞桿菌(Bacillus cereus 12-2)和實驗室保存的1株蘇云金芽胞桿菌(Bacillus thuringiensis 016)對鉛具有很好的吸附能力,最大吸附量分別為226 mg/g和156 mg/g。在pH 3時B. cereus 12-2對鉛的吸附量可以達到340 mg/g。對細菌表面Zeta電位的分析表明,pH值可通過影響細菌細胞表面所帶電荷,進而影響對pb2+的吸附。同時,細菌內(nèi)的K+、Mg2+和Na+可能參與對pb2+的離子交換或轉運過程。官能團屏蔽實驗和傅里葉紅外光譜(FT-IR)的結果表明,2株芽胞桿菌細胞上的羧基、氨基和磷酸基團都參與了Pb2+的吸附。此外,掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)觀察到在細菌表面和內(nèi)部均有顆粒狀的沉積物,經(jīng)X-射線粉末衍射(XRD)證實這些沉積物為納米羥基磷酸鈣鉛[Ca2.5Pb7.5(OH)2(PO4)6]礦物。蛋白質(zhì)變性實驗表明經(jīng)過變性的B. cereus 12-2對鉛的吸附量下降,并且不能進一步將吸附的pb2+轉化為羥基磷酸鈣鉛,這暗示著蛋白酶對Pb2+的礦化發(fā)揮重要的作用。(2)以B. thuringiensis 016為研究對象,探索了在細菌對鈾的吸附和礦化過程中的微觀機理。研究發(fā)現(xiàn)在pH值為5.0時,B. thuringiensis 016對鈾的最大吸附量可以達到209 mg/g,且細菌對鈾的吸附為快速的過程。羧基、氨基和磷酸基團在吸附中發(fā)揮著重要的作用,且溶液中共存的Fe3+和CO32-能極大的抑制細菌對鈾的吸附。在細菌吸附過程中鈾的價態(tài)沒有發(fā)生變化,并且細菌能將低濃度的鈾(100 mg/L)礦化成磷銨鈾礦[(NH4)(UO2)PO4·3H2O],但高濃度的鈾不能被進一步礦化。此外,體系中共存的陽離子和陰離子能夠促進B. thuringiensis 016對鈾的礦化。(3)研究發(fā)現(xiàn)當亞甲基藍的濃度為5-25 mg/L時,B. thuringiensis 016的生長并沒有受到影響。進一步的研究表明B. thuringiensis 016對亞甲藍的脫色是個快速的過程,并且亞甲基藍的脫色受pH值、溫度和轉速的影響很大。此外,葡萄糖有利于B. thuringiensis 016對亞甲基藍的脫色作用。紫外可見光譜、傅里葉紅外光譜、液相色譜以及電子顯微鏡觀察的結果表明,細菌對亞甲基藍的脫色作用主要通過兩步實現(xiàn)：1)通過靜電作用和官能團配位將亞甲基藍快速吸附在細菌上；2)在酶的介導下或者結合細菌的代謝過程進一步將吸附的亞甲基藍降解。
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0逡逑我國鉛鋒礦資源豐富，也是鉛巧礦開采和使用大國。然而隨著工業(yè)的迅猛發(fā)逡逑展，鉛資源的粗放式開采和使用帶來嚴重的環(huán)境污染（圖１－１）。目前全世界平均逡逑每年排放的鉛至少有５００Ｘ１０４ｔ，我國至少已有１．３ｘｌ0４ｈｍ２耕地受到鉛等重金屬逡逑污染，致使糧食至少減產(chǎn)達１０００ｘｌ０４ｔＷｌ。此外，王壤和水體中的鉛可通過食物逡逑鏈積累，嚴重危害人和動物的健康ｔＡＵｌ，并具有致崎、致癌和致突變的風險ｔｉｉ’Ｗ。逡逑近年來，更是頻繁發(fā)生鉛污染和中毒惡性事件。２００８年福建Ｈ明由于開采逡逑鉛巧礦，造成河水中懸浮物、鉛、鋒等重金屬超標；２００９和２０１０年，在湖南武逡逑岡、陜西鳳翔、廣東清遠、江蘇大豐、云南鶴慶等地先后發(fā)現(xiàn)數(shù)百至數(shù)千名兒童逡逑血鉛超標。２０１１年發(fā)生的福建涵江區(qū)飲用水源頭開采鉛鑄礦，百萬人飲水健康逡逑和農(nóng)田灌概安全受到極大威脅事件等。因此，，如何實現(xiàn)環(huán)境中鉛的回收和鉛污染逡逑環(huán)境的治理成為很多研究關注的熱點

逡逑圖１－１福建某地鉛鋒礦排放的廢渣和廢水逡逑ＦｉTB．１－１邋Ｔｈｅ邋ｄｉｓｃｈａｒｇｅ邋ｏｆ邋ｗａｓｔｅ邋ｗａ化ｒ邋ａｎｄ邋ｒｅｓｉｄｕｅ邋ｉｎ邋Ｆｕｊｉａｎ邋Ｌｅａｄ－Ｚｉｎｃ邋Ｍｉｎｅ逡逑１．２．２印染廢水的污染及其危害逡逑人類化用染料進行染色的歷史悠久，早在四千多年前就有古人利用一些草木逡逑的汁液進行染色。隨著科技的不斷發(fā)展，大量天然和人工合成染料的種類和數(shù)量逡逑不斷X椉櫻玖系鈉分忠殉保巴蛑鄭Ｔ諫惺褂玫娜玖銑玻埃埃岸嘀幀ｅ義先玖獻魑恢鐘謝錚蓯掛恍┫宋牧匣蛘咂淥鎦實玫酵餳擁難丈�，那{苠義嫌謁蛘咂淥薌�。为了满组b嗣嵌圓煌丈唐返男棖�，地慂漂染印花工业迅辶x廈頭⒄�。葰g罅康娜玖顯諫褪褂霉討校孀歐纖凰嬉馀歐諾交肪持校ㄍ煎義希保玻�，哆\澹

本文編號：2629206