利用高選擇性基因重組菌治理含鎘廢水.pdf

1、采用基因工程技術(shù)構(gòu)建高選擇性基因重組菌(GeneticallyEngineeredStrains，GES)，在細(xì)胞內(nèi)同時表達(dá)高特異性鎘結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和豌豆金屬硫蛋白。分別在宿主菌大腸桿菌E.coliJM109中克隆重組質(zhì)粒pCLGl(表達(dá)MntA鎘特異結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白)、pCLG2(表達(dá)CdtB鎘特異結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白)帶有奇霉素(Spc)選擇性標(biāo)記；pGPMT(表達(dá)豌豆金屬硫蛋白)帶有Ampicillin(氨芐青霉素)選擇性標(biāo)記?；蛑亟M菌經(jīng)過培

2、養(yǎng)、質(zhì)粒提取、瓊脂糖凝膠電泳的鑒定，確定重組質(zhì)粒已經(jīng)在宿主菌中表達(dá)，并且生長正常。 在液體培養(yǎng)基中不含Cd2+的情況下，六種菌種的生長狀況近似。在Cd2+濃度不斷增加的情況下，克隆的重組質(zhì)粒經(jīng)過誘導(dǎo)劑IPTG的誘導(dǎo)，基因重組菌和宿主菌表現(xiàn)出不同的生長情況。M6在鎘離子濃度為100mgL-1時，在培養(yǎng)基中仍舊可以正常生長，僅是遲滯期略微延長。生長情況的比較順序?yàn)镸6＞M8＞M10＞M7＞JM109＞M9。 六種菌種富集

3、Cd2+的速率都很快，在前10min就完成了95％以上的富集量。 Langmuir方程可以較好地擬合菌種的生物富集曲線，其中M8表現(xiàn)了較強(qiáng)的鎘離子富集能力，達(dá)63.78mgg-1細(xì)胞干重。用Langmuir方程回歸實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，六種菌種所得方程相關(guān)系數(shù)均在0.99以上。 在pH為4～8時，M7、M8的富集量有一個極值，但差別不大。Na+、Mg2+、Ca2+三種金屬離子對M7、M8富集Cd2+有一定的影響。在其它重金屬離子共

4、存的情況下，M7、M8的富集能力均受到不同程度的抑制，對M7共存重金屬離子影響順序?yàn)椋篊u2+＞Pb2+＞Zn2+＞Mn2+＞Ni+；對M8共存重金屬離子影響順序?yàn)椋簆b2+≈Zn2+＞Cu2+＞Mn2+＞Ni+。螯合劑EDTA對M7、M8的Cd2+富集能力產(chǎn)生較大的抑制作用，檸檬酸三鈉的抑制作用不如EDTA。 最后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)從中篩選M8作為固定化研究的對象，實(shí)現(xiàn)其在連續(xù)和循環(huán)過程中對含Cd2+重金屬廢水的處理情況?？疾炝瞬煌?/p>

5、質(zhì)量的固定化載體和不同Cd2+進(jìn)料濃度對固定化反應(yīng)的影響。以100g珍珠巖作為固定化載體，在恒流泵流量為2.10mlmin-1，Cd2+進(jìn)口濃度約為1、2、4、6、8mgL-1時，在24h的連續(xù)化運(yùn)行時間內(nèi)，最后的水相體系出口的Cd2+的去除率E僅有30％；增加珍珠巖的質(zhì)量為200g，并不能成比例地提高水相體系出口的Cd2+的去除率E，但在24h的連續(xù)化運(yùn)行周期的后期，水相體系出口的Cd2+的去除率E有上升的趨勢。采用150g珍珠巖作為

6、固定化載體，反應(yīng)器系統(tǒng)實(shí)行循環(huán)運(yùn)行，在蠕動泵流量為1Lh-1，Cd2+進(jìn)口濃度為1、2、4mgL-1時，在體系的運(yùn)行時間內(nèi)都可以使水相體系的Cd2+的去除率E達(dá)到95％以上，并且出口的Cd2+的濃度可以達(dá)到國家的水體排放標(biāo)準(zhǔn)：0.003mgL-1。 基因重組菌M8具有較強(qiáng)的Cd2+富集能力、較快的Cd2+富集速率，可以在較大pH范圍內(nèi)進(jìn)行操作。M8在固定化條件下，也在循環(huán)反應(yīng)器中表現(xiàn)出較高的Cd2+去除率，可以達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)