氧化亚铁硫杆菌对Pb的耐受及浸出机理研究

论文摘要

本文进行了利用氧化亚铁硫杆菌去除固体废弃物中的铅元素的实验研究,以及考察了有毒重金属铅元素对氧化亚铁硫杆菌生长的相关影响,并依此为基础,分析该菌在去除固体废弃物中铅污染中的应用前景。该研究可为此项技术的规模化应用提供理论指导。微生物去除重金属具有成本低、去除效率高等优点,近年来在国际上备受关注。微生物去除重金属主要利用硫杆菌属将固体废弃物中金属单质或金属盐如难溶性金属硫化物直接或间接氧化成可溶性金属硫酸盐溶出,通过固液分离达到去除重金属的目的。目前,针对氧化亚铁硫杆菌的湿法冶金研究较为成熟,但对冶金工业废水以及尾矿中重金属尤其是铅元素去除的研究尚不全面。本文利用专利菌种及矿山积水中筛选出土著嗜酸性硫杆菌:氧化亚铁硫杆菌(T.ferrooxidans)并对进行相关的重金属研究。研究发现,硫杆菌能很快适应重金属环境,可以有效地脱除尾矿中的重金属。通过一系列的摇瓶条件实验,确立了体系初始pH值、铅离子浓度及三价铁离子营养物质等因素,确定了氧化亚铁硫杆菌淋滤去除重金属铅及锰的最佳工艺条件,并且探讨各反应中的相关作用机理。研究结果表明,氧化亚铁硫杆菌对有毒重金属有较好的耐受性,并且通过可以通过驯化、诱变,筛选出性能优良的菌种,或利用遗传基因技术,开发适应能力更强、浸出能力更强的细菌。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 我国尾矿处理处置现状
• 1.1.1 我国尾矿产生现状
• 1.1.2 我国尾矿处置现状
• 1.1.3 尾矿带来的环境污染现状
• 1.2 尾矿基本性质及其重金属特性
• 1.2.1 尾矿物化性质
• 1.2.2 尾矿的重金属特性
• 1.3 重金属去除的方法
• 1.3.1 利用堆肥改变重金属的形态
• 1.3.2 利用钝化剂钝化重金属
• 1.3.3 化学方法
• 1.3.4 生物方法
• 1.4 硫杆菌与细菌浸出
• 1.4.1 细菌浸出的概念
• 1.4.2 硫杆菌
• 1.4.3 硫杆菌浸出重金属的基本原理
• 1.4.4 细菌浸出的动力学特征
• 1.4.5 影响硫杆菌去除重金属的因素
• 1.4.6 微生物去除重金属工艺流程
• 1.5 细菌浸出优缺点及改进展望
• 1.5.1 优点
• 1.5.2 缺点
• 1.5.3 细菌浸出技术的改进展望
• 1.6 本课题的研究目的及内容
• 第2章 实验用菌的筛选及培养
• 2.1 微生物的筛选及培养
• 2.1.1 细菌浸出的关键菌种
• 2.1.2 菌种的筛选
• 2.2 实验尾砂
• 2.2.1 实验尾砂来源
• 2.2.2 实验尾砂的物理性质及测定方法
• 2.3 小结
• 第3章 氧化亚铁硫杆菌对铅的耐受实验
• 3.1 引言
• 3.2 实验目的
• 3.3 实验仪器和试剂
• 3.3.1 实验主要仪器
• 3.3.2 主要器皿
• 3.3.3 原料及试剂
• 3.4 实验准备
• 3.5 实验过程
• 3.5.1 氧化亚铁硫杆菌对铅耐受性实验设计
• 3.5.2 采样分析
• 3.6 实验结果及讨论
• 3.6.1 氧化亚铁硫杆菌对水溶性铅的耐受性实验
• 3.6.2 氧化亚铁硫杆菌对非水溶性铅的耐受性实验
• 3.6.3 氧化铁硫杆菌对铅的驯化实验
• 3.7 结果讨论
• 第4章 氧化亚铁硫杆菌对铅的浸出的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验目的
• 4.3 实验仪器和试剂
• 4.3.1 实验主要仪器
• 4.3.2 主要器皿
• 4.3.3 原料及试剂
• 4.4 实验准备
• 4.4.1 尾砂的制备
• 4.4.2 标准曲线
• 4.5 实验过程
• 4.6 实验结果与讨论
• 4.6.1 氧化亚铁硫杆菌对尾砂的浸出实验
• 4.6.2 氧化亚铁硫杆菌对铅粉的浸出实验
• 4.7 小结
• 结论
• 1. 结论
• 2. 建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录