發(fā)布時間：2017-12-17 03:08

  本文關(guān)鍵詞：生物成因鐵礦物的形成及其對重金屬的去除

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【摘要】：酸性環(huán)境中的氧化亞鐵硫桿菌(A. ferrooxidans)可促進次生高鐵礦物施威特曼石和黃鉀鐵礬等形成,這些生物成因鐵礦物通過吸附、共沉淀、結(jié)構(gòu)元素的結(jié)合和取代等機制,能夠有效去除污染水環(huán)境中的重金屬等有毒有害元素。鐵細菌可催化鐵的氧化或促進鐵的聚集,其胞外有機物可與鐵絡(luò)合,經(jīng)氧化、水解、沉淀作用和穩(wěn)定化作用,形成鐵礦物,生物成因鐵礦物是“微生物-礦物-環(huán)境”交互作用的重要媒介,A. ferrooxidans及其分泌物與生物礦化作用密切相關(guān)。鐵礦物的生物礦化形成常受環(huán)境溫度與pH值、介質(zhì)溶液中的有機化合物(如表面活性劑)和陰離子(如C1-、S042-)、陽離子(如K+、Na+、NH4+)等因素的影響。因此本論文主要展開了非離子表面活性劑、重金屬As(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)對A. ferrooxidans細菌培養(yǎng)體系和EPS溶液體系中鐵礦物的礦化形成及該過程中對污染元素的去除,以揭示生物礦化原理和污染物的去除機制。所有研究工作所得主要結(jié)果如下：細菌氧化Fe2+能力在適宜濃度非離子表面活性劑培養(yǎng)介質(zhì)中不會受到影響。50mg/LTween 80作用下,細菌培養(yǎng)溶液中形成的中間產(chǎn)物施威特曼石球體表面的“針墊”,呈現(xiàn)聚集成束狀,Tween 80對生物成因鐵礦物的形貌結(jié)構(gòu)具有調(diào)控作用。含{0-0.6g/L As(Ⅲ)或0-0.8g/L Cr(Ⅲ)}的細菌培養(yǎng)液中A. ferrooxidans經(jīng)過相應(yīng)時間的適應(yīng)期后,均可將初始含量的Fe2+完全氧化；0.9g/L As(Ⅲ){或高于0.8g/L Cr(Ⅲ)}時,對細菌氧化Fe2+能力的抑制作用不可逆轉(zhuǎn)。Tween80(50mg/L)作用下可略增強細菌對As(Ⅲ)/Cr(Ⅲ)的適應(yīng)性及提高細菌氧化Fe2+的能力,且將細菌可正常生長培養(yǎng)液中的As(Ⅲ)的去除率由60-85%上升至70-95%{Cr(Ⅲ)的去除率由50-60%上升至60-65%}含0-120m∥L As(Ⅲ){0-250m∥L Cr(Ⅲ)}的細菌EPS溶液中,隨著反應(yīng)時間的延長,鐵礦物相會發(fā)生轉(zhuǎn)化,EPS可促進鐵礦物的形成。As(Ⅲ)濃度高達80mg/L(28℃)或120mg/L(40℃)時會阻礙鐵礦物相的轉(zhuǎn)化。As(Ⅲ)/Cr(Ⅲ)的加入會影響鐵礦物產(chǎn)物的顆粒形貌。溫度可促進鐵礦物的形成和相轉(zhuǎn)化,同時還會影響As(Ⅲ)的作用效果,但對Cr(Ⅲ)的作用效果沒有影響。由于形成鐵沉淀產(chǎn)物較少,整個反應(yīng)過程中反應(yīng)體系中As(Ⅲ)/Cr(Ⅲ)含量下降甚少。外源Na+或NH4+鹽1.5mol/L (C1/S04摩爾比依次為0、1、3、6、10)的細菌EPS溶液中,隨著反應(yīng)的延長,鐵礦物相會發(fā)生轉(zhuǎn)化,EPS可促進鐵礦物的形成。不同摩爾比C1/S04和Na+/NH4+均會影響鐵礦物相轉(zhuǎn)化及產(chǎn)物顆粒形貌。
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P579;X703

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