负压空化法强化产朊假丝酵母对污染水体中Cu～（2+）和Hg～（2+）的吸附研究

论文摘要

铜和汞的离子是污染水体主要的两种重金属离子．本文主要研究了产朊假丝酵母对水中的铜离子和汞离子的生物吸附效果，通过实验确定并建立了Langmuir和Freundlich两个生物吸附模型。确定了影响吸附效率的几个主要的因素，包括含有铜离子或汞离子水溶液的pH值；生物吸附加入酵母的最适浓度；含铜离子或汞离子的水溶液的最适浓度；最佳的吸附时间。结果为最佳吸附条件为Cu2+：pH=4.54～5.04，[酵母]：[Cu2+]=60：1；Hg2+：pH=2.96～3.48，[酵母]：[Hg2+]=40：1．在确定了这几种主要因素的基础上，对比研究了负压空化方法对吸附的强化作用。本文还利用紫外可见光分光光度计、激光共聚焦显微镜等仪器，从分子水平研究讨论了吸附前后酵母细胞内外的铜离子或汞离子的分布情况，吸附前后酵母细胞内部pH值的变化，吸附前后酵母细胞表面的微观变化．得出了生物吸附的过程主要分为两个步骤，首先是一个快过程，然后是一个慢过程；并发现在常压下摇床吸附的酵母Cu2+或Hg2+主要分布在细胞外，细胞内部基本没有．而负压空化吸附的Cu2+或Hg2+在酵母的细胞内外均存在．并且随着吸附的进行，酵母细胞内pH值随吸附时间的增加而有所升高，由酸性变为弱碱性并且．随着吸附率的增大，其对应的细胞内pH值的增量也相应增大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 我国水域重金属污染现状
• 1.3 重金属污染治理研究现状与发展趋势
• 1.3.1 化学法
• 1.3.2 物理化学法
• 1.3.3 生物化学法
• 1.4 微生物吸附重金属污染治理研究现状与发展趋势
• 1.5 本研究的主要内容及创新点
• 1.5.1 主要内容
• 1.5.2 创新点
• 2 负压空化的基本原理与小试设备的设计
• 2.1 负压空化的基本原理
• 2.1.1 空化的定义及发展过程
• 2.1.2 负压空化法的作用机制
• 2.2 负压空化装置的结构图
• 2.2.1 负压空化体系气泡特性及分区
• 2.3 负压空化装置的工作流程
• 2+、Hg²⁺的生物吸附效果研究'>3 不同吸附方式下产朊假丝酵母对Cu²⁺、Hg²⁺的生物吸附效果研究
• 3.1 实验材料与仪器
• 3.2 产朊假丝酵母的制备
• 2+、Hg²⁺模拟溶液的配置'>3.3 含Cu²⁺、Hg²⁺模拟溶液的配置
• 2+、Hg²⁺含量的检测'>3.4 水体中Cu²⁺、Hg²⁺含量的检测
• 2+的标准曲线的测定'>3.4.1 Cu²⁺的标准曲线的测定
• 2+的标准曲线的测定'>3.4.2 Hg²⁺的标准曲线的测定
• 3.5 分析方法
• 3.5.1 采样方法
• 2+、Hg²⁺去除率和单位吸附率的测算'>3.5.2 Cu²⁺、Hg²⁺去除率和单位吸附率的测算
• 3.6 不同吸附方式实验
• 3.6.1 摇床条件实验
• 3.6.2 负压空化空化吸附实验
• 3.7 实验结果
• 2+吸附的前后比较'>3.7.1 对Cu²⁺吸附的前后比较
• 2+吸附的前后比较'>3.7.2 对Hg²⁺吸附的前后比较
• 3.8 本章小节
• 2+、Hg²⁺的生物吸附效的亚细胞定位及生理观察'>4 产朊假丝酵母对Cu²⁺、Hg²⁺的生物吸附效的亚细胞定位及生理观察
• 4.1 实验材料与仪器
• 4.2 分析方法
• 4.2.1 酵母细胞内pH值的测定
• 2+、Hg²⁺分布的定位'>4.2.2 酵母细胞内外Cu²⁺、Hg²⁺分布的定位
• 4.2.3 酵母细胞表面AFM观察
• 4.3 不同吸附方式下产朊假丝酵母细胞内pH值变化
• 2+吸附细胞内pH值变化'>4.3.1 产朊假丝对Cu²⁺吸附细胞内pH值变化
• 2+吸附细胞内pH值变化'>4.3.2 产朊假丝酵母对Hg²⁺吸附细胞内pH值变化
• 4.4 重金属在细胞内外分布观察
• 2+的亚细胞定位'>4.4.1 产朊假丝酵母生物吸附Cu²⁺的亚细胞定位
• 2+的亚细胞定位'>4.4.2 产朊假丝酵母生物吸附Hg²⁺的亚细胞定位
• 4.5 产朊假丝酵母表面吸附重金属前后变化
• 2+前后变化'>4.5.1 产朊假丝酵母表面吸附Cu²⁺前后变化
• 2+前后变化'>4.5.2 产朊假丝酵母表面吸附Hg²⁺前后变化
• 2+、Hg²⁺的生物吸附动力学模型'>5 产朊假丝酵母对Cu²⁺、Hg²⁺的生物吸附动力学模型
• 5.1 Langmuir等温吸附模型
• 2+的Langmuir模型'>5.1.1 吸附Cu²⁺的Langmuir模型
• 2+的Langmuir模型'>5.1.2 吸附Hg²⁺的Langmuir模型
• 5.2 Freundlich吸附模型
• 2+的Freundlich模型'>5.2.1 吸附Cu²⁺的Freundlich模型
• 2+的Freundlich模型'>5.2.2 吸附Hg²⁺的Freundlich模型
• 6 结论
• 2+、Hg²⁺浓度比值对吸附效果的影响'>6.1 酵母浓度与Cu²⁺、Hg²⁺浓度比值对吸附效果的影响
• 6.2 pH值对吸附的影响
• 2+、Hg²⁺的吸附过程及其在酵母细胞内外的分布情况'>6.3 对Cu²⁺、Hg²⁺的吸附过程及其在酵母细胞内外的分布情况
• 6.4 吸附前后酵母细胞内部pH值的变化
• 6.5 吸附前后酵母细胞表面的微观变化
• 6.6 总结
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢