嗜酸氧化亚铁硫杆菌BY-3对Cr3+和Cd2+的生物吸附性研究

论文摘要

嗜酸氧化亚铁硫杆菌,硫杆菌属,广泛分布于河流、湖泊和土壤中。化能自养菌,从亚铁或还原态无机硫化物中获取能量,可以在极低pH环境中生长。大量研究表明嗜酸氧化亚铁硫杆菌对多种金属有较强的耐受能力,并且可以作为很多种金属的生物吸附剂。论文用扫描电镜（SEM）观察Acidithiobacillus ferrooxidans BY-3 （BY-3）的形态,BY-3为杆状,具有圆钝的末端,菌体均匀排布。考察了梯度浓度的Cd2+（0、40、60、80、100 mM）和Cr3+（0、40、60、80、100 mM）对BY-3生长的影响,结果表明两种金属离子浓度足够高时,均可不同程度的抑制BY-3的生长,Cr3+和Cd2+对BY-3抑制浓度分别为60 mM和80 mM。论文研究了BY-3对Cr3+和Cd2+的生物吸附性。考察了pH、吸附时间、金属初始浓度、吸附剂剂量和温度对吸附的影响。结果表明,BY-3对Cr3+和Cd2+的吸附均在40 min时达到平衡,BY-3对Cr3+和Cd2+最大吸附量分别为11.24和4.29 mg/g。Cr3+吸附的最适pH为5.0,Cd2+吸附的最适pH为6.0。在一定温度范围内,两种金属的吸附量随着温度的上升而上升。动力学分析结果显示,BY-3对Cr3+和Cd2+的吸附均属于二级动力学。Freundlich和Langmuir模型均能较好的拟合得到的实验数据,但是Langmuir模型对BY-3吸附Cr3+和Cd2+得到的实验数据的拟合度更高。热力学参数分析表明,在实验条件下,BY-3对Cr3+和Cd2+的吸附是自发,放热反应过程。傅立叶红外光谱（FTIR）分析表明,BY-3表面的-OH和-NH参与吸附过程。

论文目录

• 缩略词表
• 中文摘要
• Abstract
• 第一部分 文献综述
• 1 环境中重金属
• 1.1 镉的性质应用和对环境及生物的危害
• 1.1.1 镉的物化性质和应用
• 1.1.2 镉对环境及生物的危害
• 1.2 铬的性质应用和对环境及生物的危害
• 1.2.1 铬的物理化学性质和应用
• 1.2.2 铬的危害
• 1.3 含铬和镉废水传统治理方法
• 2 微生物吸附重金属的研究进展
• 2.1 细菌吸附剂种类
• 2.2 对镉、铬生物吸附研究情况
• 2.2.1 对铬生物吸附的研究情况
• 2.2.2 对镉的生物吸附的研究情况
• 2.3 影响重金属吸附的因素
• 2.4 生物吸附机制
• 3 氧化亚铁硫杆菌吸附特性研究进展
• 4 课题的提出
• 3+和Cd²⁺对BY-3生长的影响'>第二部分 Cr³⁺和Cd²⁺对BY-3生长的影响
• 1 材料
• 1.1 菌株
• 1.2 培养基
• 2 方法
• 2.1 活化菌体
• 2.2 形态观察
• 3+和Cd²⁺对细菌Fe²⁺氧化的影响'>2.3 金属Cr³⁺和Cd²⁺对细菌Fe²⁺氧化的影响
• 3 结果与分析
• 3.1 扫描电镜
• 3+对BY-3生长的的影响'>3.2 梯度浓度的Cr³⁺对BY-3生长的的影响
• 2+对BY-3生长的的影响'>3.3 梯度浓度的Cd²⁺对BY-3生长的的影响
• 3+和Cd²⁺混合对BY-3生长的的影响'>3.4 梯度浓度的Cr³⁺和Cd²⁺混合对BY-3生长的的影响
• 3+的抑制浓度的确定'>3.5 Cr³⁺的抑制浓度的确定
• 2+的抑制浓度的确定'>3.6 Cd²⁺的抑制浓度的确定
• 4 讨论
• 3+的生物吸附'>第三部分 BY-3对Cr³⁺的生物吸附
• 1 材料
• 1.1 材料
• 1.2 培养基
• 2 方法
• 2.1 生物吸附剂制备
• 2.2 吸附实验
• 2.3 初始pH对吸附的影响
• 2.4 时间对吸附的影响和吸附动力学
• 3+初始浓度对吸附的影响及吸附平衡'>2.5 金属Cr³⁺初始浓度对吸附的影响及吸附平衡
• 2.6 菌体量对吸附的影响
• 2.7 温度对吸附的影响及吸附热力学
• 3 结果与分析
• 3+傅立叶红外图'>3.1 BY-3吸附Cr³⁺傅立叶红外图
• 3.2 初始pH对吸附的影响
• 3.3 时间对吸附的影响和吸附动力学
• 3+初始浓度对吸附的影响及吸附平衡'>3.4 金属Cr³⁺初始浓度对吸附的影响及吸附平衡
• 3.5 菌体量对吸附的影响
• 3.6 温度对吸附的影响及吸附热力学
• 4 讨论
• 2+的生物吸附'>第四部分 BY-3对Cd²⁺的生物吸附
• 1 材料
• 1.1 材料
• 1.2 培养基
• 2 方法
• 2.1 生物吸附剂制备
• 2.2 吸附实验
• 2.3 初始pH对吸附的影响
• 2.4 时间对吸附的影响和吸附动力学
• 2+初始浓度对吸附的影响及吸附平衡'>2.5 金属Cd²⁺初始浓度对吸附的影响及吸附平衡
• 2.6 菌体量对吸附的影响
• 2.7 温度对吸附的影响及吸附热力学
• 3 结果与分析
• 2+傅立叶红外图'>3.1 BY-3吸附Cd²⁺傅立叶红外图
• 3.2 初始pH对吸附的影响
• 3.3 时间对吸附的影响和吸附动力学
• 2+初始浓度对吸附的影响及吸附平衡'>3.4 金属Cd²⁺初始浓度对吸附的影响及吸附平衡
• 3.5 菌体量对吸附的影响
• 3.6 温度对吸附的影响及吸附热力学
• 4 讨论
• 第五部分 结论
• 参考文献
• 研究生期间发表的文章
• 致谢