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文檔簡介
1、微生物修復(fù)現(xiàn)已成為當(dāng)前治理鈾污染的研究熱點。為了獲得去除U(VI)的高效微生物及其相互作用機制,本研究考察了微生物培養(yǎng)基對U(VI)測量的影響,篩選出了對U(VI)測量無影響的培養(yǎng)基,結(jié)合化學(xué)差減法建立了培養(yǎng)基中U(VI)和U(IV)的分光光度法;篩選出U(VI)的高抗微生物與微生物組合,采用正交實驗獲得U(VI)的抗性微生物組合的培養(yǎng)條件;考察小分子物質(zhì)對微生物去除U(VI)的影響;采用紅外光譜(FTIR)與掃描電子顯微鏡-能量色散
2、X射線光譜(SEM-EDX)分析微生物與U(VI)的相互作用機理。主要研究結(jié)果如下:
(1)鈾在微生物培養(yǎng)基中的穩(wěn)定性研究:通過鋅粒還原法得到制備U(IV)的優(yōu)化參數(shù),10.0 mg/L U(VI)、12.0 g/L鋅粒、反應(yīng)時間180 min,U(IV)的生成率可達到95%左右。
NA、LB培養(yǎng)基對U(VI)的影響率在48 h時,可達到47.9%和37.3%;而TGY培養(yǎng)基分別對U(VI)和 U(IV)的影響率僅為
3、5.6%與8.6%。單組分中蛋白胨、牛肉膏對U(VI)測量影響最大,達到33.5%和19.7%;而胰蛋白胨、葡萄糖U(VI)的影響較小,分別為2.8%、2.7%。進一步證實了NA、LB培養(yǎng)基對U(VI)測量的影響,而TGY培養(yǎng)基無顯著影響。
(2) TGY培養(yǎng)基中U(VI)和U(IV)測量方法的建立:運用差減法,即通過總鈾濃度減去 U(VI)濃度獲得 U(IV),再結(jié)合 U(VI)的偶氮胂(Ⅲ)分光光度法建立了TGY培養(yǎng)基中U
4、(VI)和U(IV)的分光光度法。通過精密度和準(zhǔn)確度分析該方法,獲得U(VI)測量的線性范圍在0.0-20.0 mg/L內(nèi),下限可達到0.05 mg/L,回收率為96%, RSD=1.7%,誤差為-4%。
(3) U(VI)的抗性微生物篩選:六種微生物分別是 XJ1、XJ2、考式玫瑰菌、耐輻射奇球菌、檸檬酸桿菌、蠟樣芽孢桿菌。對U(VI)去除率較高為耐輻射奇球菌、檸檬酸桿菌、蠟樣芽孢桿菌三種微生物,在培養(yǎng)條件下對30.0 mg
5、/L U(VI)去除率分別達到80.4%、84.8%、82.3%。
(4)去除U(VI)的微生物組合構(gòu)建及培養(yǎng)條件優(yōu)化:利用單菌株和菌株組合對U(VI)的耐受性進行比較,篩選到蠟樣芽孢桿菌-檸檬酸桿菌、檸檬酸桿菌-耐輻射奇球菌高效組合。以 U(VI)去除率為指標(biāo),通過正交實驗,得出蠟樣芽孢桿菌-檸檬酸桿菌的優(yōu)化條件,pH值7.0、溫度35.0℃、U(VI)初始濃度為10.0 mg/L;檸檬酸桿菌-耐輻射奇球菌的優(yōu)化條件,pH值
6、6.0、溫度30.0℃、U(VI)初始濃度為10.0 mg/L。
(5)小分子物質(zhì)對微生物去除U(VI)的影響:乙醇、乙酸鈉、丙酮酸鈉、葡萄糖對檸檬酸桿菌、蠟樣芽孢桿菌和耐輻射奇球菌去除U(VI)有顯著的促進作用,其中5.0-15.0 mM乙醇效果最顯著,幾乎能完全去除培養(yǎng)體系中的U(VI)。而檸檬酸鈉則對U(VI)的去除產(chǎn)生嚴(yán)重的抑制作用。
(6)微生物與U(VI)作用的FTIR和SEM-EDX表征:結(jié)果表明,檸檬
7、酸桿菌、蠟樣芽孢桿菌、耐輻射奇球菌與U(VI)的作用機制是不同的,主要包括-OH、-C=O、-NH2、-PO43-對U(VI)的相互作用、微生物成礦作用等。
綜上所述,U(VI)和U(VI)的分光光度法可用于生物樣品中U(VI)和U(VI)的測試,篩選到蠟樣芽孢桿菌-檸檬酸桿菌、檸檬酸桿菌-耐輻射奇球菌抗性組合,乙醇、乙酸鈉、丙酮酸鈉、葡萄糖能促進微生物對U(VI)的去除效應(yīng),微生物去除U(VI)的機理包括部分基團對U(VI)
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