發(fā)布時(shí)間：2021-06-13 06:51

　　酸性礦山廢水（Acid Mine Drainage, AMD）由于極端酸性和富含有毒有害元素對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的巨大影響使其成為環(huán)境科學(xué)中研究的熱點(diǎn)。目前,AMD的治理主要采用中和法、人工濕地法和微生物法等。其中,微生物法處理酸性礦山廢水因具有成本低、適用性強(qiáng)、無(wú)二次污染等特點(diǎn)而引起了學(xué)術(shù)界的廣泛重視。研究發(fā)現(xiàn),在富含F(xiàn)e和SO42-的AMD環(huán)境下,通過(guò)微生物或非生物的作用可形成鐵的硫酸鹽礦物進(jìn)而除去其中的有毒有害元素。其中,黃鉀鐵礬作為AMD中最普遍、也是最為穩(wěn)定的次生鐵礦物形態(tài),因具有較強(qiáng)的吸附和類質(zhì)同象替換能力而成為一種倍受關(guān)注的新型環(huán)境礦物材料。本文圍繞AMD的治理和次生礦物的形成,在實(shí)驗(yàn)室中模擬與AMD類似的酸性硫酸鹽環(huán)境,通過(guò)改變嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌的反應(yīng)條件、化學(xué)與生物成礦的對(duì)比、控制Fe2+氧化速率和外源添加糖類物質(zhì)模擬細(xì)菌胞外多聚物（EPS）的方法,探討了促進(jìn)次生礦物形成的途徑及其影響機(jī)制。1、為了研究不同環(huán)境和條件對(duì)細(xì)菌活性和次生礦物形成的影響,本文考察了細(xì)菌接種量、休止細(xì)胞保存時(shí)間、反應(yīng)起始pH值,添加（NH4）2SO4、NH4HCO3和KHCO3對(duì)礦物生成量、亞鐵氧... 

【文章來(lái)源】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：117 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
目錄
摘要
ABSTRACT
第一章 酸性礦山廢水中次生鐵礦物的形成及其環(huán)境意義(代文獻(xiàn)綜述)
    1 酸性礦山廢水的形成及危害
        1.1 酸性礦山廢水的形成過(guò)程和機(jī)理
        1.2 酸性礦山廢水的危害
    2 酸性礦山廢水的治理途徑
    3 次生礦物形成的意義與過(guò)程
        3.1 次生礦物形成的意義
        3.2 次生礦物形成的過(guò)程
            3.2.1 非生物成因的次生含鐵礦物的形成
            3.2.2 生物成因次生含鐵礦物的形成
                3.2.2.1 AMD環(huán)境中微生物種類
                3.2.2.2 AMD環(huán)境中微生物的作用
                3.2.2.3 影響微生物生長(zhǎng)和活性的因素
        3.3 酸性礦山廢水中次生含鐵礦物的穩(wěn)定性
    4 研究意義
    5 研究思路
        5.1 研究目標(biāo)和研究?jī)?nèi)容
        5.2 技術(shù)路線
    參考文獻(xiàn)
第二章 嗜酸性氧化亞鐵硫桿菌催化氧化合成黃鉀鐵礬的條件優(yōu)化研究
    摘要
    前言
    1 材料與方法
        1.1 儀器與試劑
        1.2 A.ferrooxidans LX5休止細(xì)胞懸浮液的制備
        1.3 Aferrooxidans LX5氧化FeSO_4合成黃鉀鐵礬的影響因子試驗(yàn)
        1.4 合成產(chǎn)物的鑒定
    2 結(jié)果與討論
        2.1 細(xì)菌接種量對(duì)黃鉀鐵礬合成的影響
        2.2 休止細(xì)胞保存時(shí)間對(duì)黃鉀鐵礬合成的影響
        2.3 溶液起始pH對(duì)黃鉀鐵礬合成的影響
        2.4 添加NH_4~+對(duì)黃鉀鐵礬合成的影響
            2.4.1 添加NH_4~+對(duì)礦物生成量的影響
            2.4.2 添加NH_4~+對(duì)產(chǎn)物礦相的影響
        2.5 添加NH_4HCO_3和KHCO_3對(duì)黃鉀鐵礬合成的影響
            2.5.1 添加NH_4HCO_3和KHCO_3對(duì)產(chǎn)物生成量的影響
            2.5.2 添加NH_4CO_3對(duì)產(chǎn)物礦相的影響
    3 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 黃鉀鐵礬的生物合成與化學(xué)合成的比較研究
    摘要
    前言
    1 材料與方法
        1.1 儀器與試劑
        1.2 A.ferrooxidans LX5休止細(xì)胞懸浮液的制備
        1.3 礦物的合成
            1.3.1 生物合成
            1.3.2 化學(xué)合成
        1.4 合成產(chǎn)物的鑒定與表征
    2 結(jié)果與討論
        2.1 化學(xué)法與生物法合成礦物pH、Fe~(2+)氧化率、礦物量與鐵沉淀率的比較
            2.1.1 兩種反應(yīng)體系中pH值和Fe~(2+)含量的變化
            2.1.2 兩種反應(yīng)體系中礦物生成量與鐵沉淀率的比較
        2.2 礦物的鑒定與表征
            2.2.1 物理性狀比較
            2.2.2 化學(xué)組分分析
            2.2.3 X射線衍射(XRD)分析
            2.2.4 礦物形貌分析
            2.2.5 比表面積(BET)分析
    3 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 Fe~(2+)氧化速率對(duì)酸性硫酸鹽環(huán)境中次生鐵礦物形成的影響
    摘要
    前言
    1 材料與方法
        1.1 儀器與試劑
        1.2 A.ferrooxidans LX5休止細(xì)胞懸浮液的制備
        1.3 不同的Fe~(2+)氧化方式合成次生礦物
        1.4 不同的Fe~(2+)氧化方式合成產(chǎn)物的鑒定與表征
        1.5 EPS剝離前后A.ferrooxidans氧化活性和礦物形成的差異
    2 結(jié)果與分析
        2.1 Fe~(2+)氧化方式對(duì)礦物生成量的影響
        2.2 不同的Fe~(2+)氧化方式對(duì)礦物化學(xué)組分的影響
        2.3 不同的Fe~(2+)氧化方式對(duì)反應(yīng)體系的pH和Fe去除率的影響
        2.4 不同的Fe~(2+)氧化方式合成礦物的X射線衍射(XRD)分析
    3 討論
        3.1 Fe~(2+)氧化速率對(duì)產(chǎn)物礦相的影響
        3.2 快速氧化反應(yīng)體系中礦物的相轉(zhuǎn)變
        3.3 Fe~(2+)氧化速率對(duì)礦物生成量和Fe去除率的影響
    4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 葡聚糖對(duì)酸性硫酸鹽環(huán)境中次生鐵礦物形成的影響
    摘要
    前言
    1 材料與方法
        1.1 儀器與試劑
        1.2 不同濃度葡聚糖下次生礦物形成的形成
        1.3 葡聚糖與Fe~(3+)的結(jié)合實(shí)驗(yàn)
        1.4 合成產(chǎn)物的鑒定與表征
            1.4.1 次生礦物的化學(xué)組成
            1.4.2 次生礦物的比表面積
            1.4.3 次生礦物的礦相
            1.4.4 次生礦物的形貌特征
    2 結(jié)果與討論
        2.1 不同濃度的葡聚糖對(duì)次生礦物合成量的影響
        2.2 不同濃度的葡聚糖對(duì)次生礦物化學(xué)組成和比表面積的影響
        2.3 不同濃度的葡聚糖對(duì)次生礦物類型的影響
        2.4 不同濃度的葡聚糖對(duì)次生礦物掃描電鏡照片的影響
        2.5 葡聚糖對(duì)Fe~(3+)的結(jié)合
    3 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 葡萄糖對(duì)酸性硫酸鹽環(huán)境中次生鐵礦物形成的影響
    摘要
    前言
    1 材料與方法
        1.1 儀器與試劑
        1.2 A.ferrooxidans LX5休止細(xì)胞懸浮液的制備
        1.3 H_2O_2氧化Fe~(2+)合成黃鉀鐵礬體系中添加葡萄糖
        1.4 直接用Fe~(3+)合成黃鉀鐵礬體系中添加葡萄糖
            1.4.1 Fe_2(SO_4)_3直接合成黃鉀鐵礬
            1.4.2 Fe_2(SO_4)_3直接合成黃鉀鐵礬體系中添加葡萄糖
        1.5 合成產(chǎn)物的鑒定
    2 結(jié)果與討論
        2.1 葡萄糖對(duì)H_2O_2氧化Fe~(2+)合成礦物的影響
            2.1.1 葡萄糖對(duì)H_2O_2氧化Fe~(2+)合成礦物量的影響
            2.1.2 葡萄糖對(duì)H_2O_2氧化Fe~(2+)合成礦物礦相的影響
        2.2 葡萄糖對(duì)直接用Fe~(3+)合成礦物的影響
            2.2.1 Fe_2(SO_4)_3直接合成礦物的pH變化及礦物生成量
            2.2.2 Fe_2(SO_4)_3直接合成黃鉀鐵礬體系中添加葡萄糖后礦物量的變化
    3 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
全文結(jié)論
論文創(chuàng)新點(diǎn)
致謝
攻讀博士期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]FeSO4-K2SO4-H2O體系中Fe/K摩爾比對(duì)生物成因羥基硫酸鐵礦物質(zhì)量的影響及環(huán)境意義[J]. 柏雙友,梁劍茹,周立祥.  環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2010(08)
[3]交聯(lián)羧甲基魔芋葡甘聚糖對(duì)Fe（Ⅲ）和Cr（Ⅲ）的吸附行為研究[J]. 沈敏,呂歡歡,瞿陽(yáng),薛愛(ài)芳,李勝清,陳浩.  離子交換與吸附. 2010(03)
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[9]酸性礦山廢水中生物成因次生高鐵礦物的形成及環(huán)境工程意義[J]. 周立祥.  地學(xué)前緣. 2008(06)
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博士論文
[1]施氏礦物的生物合成及去除水中砷的效果與機(jī)理研究[D]. 廖岳華.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008
[2]耐酸性酵母菌R30加速污泥生物瀝浸進(jìn)程機(jī)理研究[D]. 王世梅.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3227225