黃孢原毛平革菌去除水體重金屬的應用基礎研究.pdf

1、近年來,各類水環(huán)境中重金屬污染日趨加劇已成為全球性的問題。其中鎘、銅、鋅及其化合物是常見的水體重金屬污染物,因其難降解性和富集性嚴重危害著包括人類在內(nèi)的各種生命體的健康與生存,如何去除這些污染物已經(jīng)成為環(huán)境治理的關鍵問題。
　　 微生物法處理重金屬污染廢水,以其吸附劑價格低廉、無二次污染等優(yōu)點被廣泛應用于水體治理中。許多生物材料以其良好的降解功能顯示出在水處理中的良好應用前景。本論文中,采用黃孢原毛平革菌(Phanerochae

2、te chrysosporium)為吸附劑去除廢水中的重金屬離子,將其應用于含Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)等重金屬離子的廢水的生物修復上,對吸附過程的影響因素及吸附機理進行了詳細的探討。本研究考察pH、溫度、吸附時間以及重金屬初始濃度對P.chrysosporium吸附水體重金屬離子的影響;通過傅里葉紅外光譜(FTIR)分析確定了表面吸附官能團;采用一級動力學模型和二級動力學模型來描述吸附過程中的動態(tài)變化;并用Langmuir模型

3、方程和Freundlich模型方程對重金屬離子的吸附等溫線數(shù)據(jù)進行擬合,以此來探討其吸附機理。
　　 本研究采用kirk液體培養(yǎng)基對P.chrysosporium進行培養(yǎng),擴大培養(yǎng)時間為72h,控制條件使其自動形成一定大小的菌絲球,用此活菌體來吸附廢水中的重金屬離子。
　　 研究結(jié)果表明,環(huán)境條件對P.chrysosporium吸附重金屬離子的影響十分明顯。P.chrysosporium對Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ

4、)的吸附中,在最佳吸附條件pH5.5～6.5、溫度為37℃、吸附6h即可達到吸附平衡。在此條件下P.chrysosporium對Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的最大吸附容量分別為66.23 mg/g、74.78mg/g和54.12 mg/g。通過對實驗數(shù)據(jù)進行動力學方程模擬可知,二級動力學方程比一級動力學方程更適合描述P.chrysosporium對這三種離子的吸附,這表明吸附過程中吸附速率與沒有發(fā)生反應的吸附位點數(shù)量的平方成正比。

5、Langmuir等溫模型對Cd(Ⅱ)的實驗數(shù)據(jù)擬合相對較好,吸附劑對Cd(Ⅱ)最大吸附量可達68.03mg/g。
　　 傅立葉紅外變換光譜(FTIR)表明在吸附鎘的過程中,P.chrysosporium菌體細胞壁上羥基和羧基等官能團起著主要的吸附作用。利用環(huán)境掃描電鏡(SEM-)表征吸附前后菌體表面變化,發(fā)現(xiàn)菌體表面結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯改變。在菌體吸附Cd(Ⅱ)后,菌體表面產(chǎn)生了大量含Cd(Ⅱ)的結(jié)晶顆粒。能譜(EDX)和傅里葉紅外變