矿物-生物炭固定化微生物去除土壤中Cr（Ⅵ）的研究

发布时间：2023-05-04 02:49

　　Cr(Ⅵ)因矿产开采、金属冶炼、化工燃料燃烧、农药化肥使用等途径进入到土壤环境中,因其具有高毒性,并在生物体内容易富集而对人和动物的生命健康产生严重危害。微生物修复法作为一种环境友好型技术,因其不会破坏植物生长所需的土壤环境,不会产生二次污染,操作简单等优势受到广泛的关注。然而,游离态的外源微生物添加到污染土壤中会因土著微生物的竞争作用,污染物的毒性作用等因素难以存活,修复效果达不到预期。而固定化微生物技术可以将微生物固定在载体上,能够保护菌体,提高微生物的存活能力,从而实现修复效果。生物炭因具有较大的比表面积,孔隙率和良好的生物相容性是固定化载体的理想材料;其次,生物炭表面存在大量的官能团(如羧基、羟基和酚官能团等)对重金属有很强的亲和力,能有效吸附重金属。然而生物炭并不是完全惰性的,生物炭的老化会使其表面结构发生变化导致生物炭在土壤中的稳定性降低,进而影响其修复土壤污染的效率;同时,原始生物炭对重金属的吸附能力有限,不能高效的去除土壤中的重金属,因此,有必要提高生物炭的稳定性及其去除重金属的能力。本研究采用琼脂稀释法从四种多环芳烃(PAHs)降解菌中筛选出一株具有耐Cr(Ⅵ)的优势...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 引言
    1.1 Cr的概述
        1.1.1 Cr污染来源及现状
        1.1.2 Cr的性质及危害
    1.2 Cr (Ⅵ)污染土壤修复的研究进展
        1.2.1 修复方法
        1.2.2 固定化微生物技术
        1.2.3 固定化微生物技术在重金属污染修复中的应用
    1.3 微生物固定化载体的选择
    1.4 生物炭在Cr (Ⅵ)污染修复中的应用
        1.4.1 生物炭的特性
        1.4.2 生物炭的稳定性研究
        1.4.3 生物炭在Cr (Ⅵ)污染修复中的应用
    1.5 研究目的和主要研究内容
        1.5.1 研究目的和意义
        1.5.2 研究的主要内容
2.耐 Cr (Ⅵ)菌株的筛选及对Cr (Ⅵ)去除效果的研究
    2.1 前言
    2.2 实验材料、仪器与方法
        2.2.1 主要试剂
        2.2.2 主要仪器
        2.2.3 菌株
        2.2.4 Cr (Ⅵ)浓度的测定
    2.3 耐Cr (Ⅵ)菌的筛选与驯化
    2.4 耐Cr (Ⅵ)菌对Cr (Ⅵ)的去除研究
    2.5 Cr (Ⅵ)去除表征
        2.5.1 SEM-EDS分析
        2.5.2 FTIR分析
    2.6 结果与讨论
        2.6.1 耐Cr (Ⅵ)菌的分离
        2.6.2 菌株F14的生长和对Cr (Ⅵ)的去除
        2.6.3 SEM-EDS分析
        2.6.4 FTIR分析
    2.7 本章小结
3.矿物-生物炭的制备与表征
    3.1 前言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 材料
        3.2.2 主要仪器
        3.2.3 生物炭的制备
        3.2.4 生物炭的表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 生物炭的晶体结构
        3.3.2 生物炭的元素分析
        3.3.3 SEM,TEM-EDS分析
        3.3.4 生物炭的表面化学行为
        3.3.5 生物炭的热稳定性和抗氧化性
    3.4 本章小结
4.生物炭固定融合菌株F14及对Cr (Ⅵ)的去除
    4.1 前言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 主要试剂
        4.2.2 主要仪器
        4.2.3生物炭的吸附实验
        4.2.4 生物炭固定化微生物小球的制备
        4.2.5 固定化小球SEM分析
        4.2.6 固定化小球对Cr (Ⅵ)的去除研究
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 生物炭的BET分析
        4.3.2 生物炭吸附实验结果
        4.3.3 固定化小球的表征
        4.3.4 不同固定化小球对Cr (Ⅵ)的去除能力研究
    4.4 本章小结
5.矿物-生物炭固定微生物对Cr (Ⅵ)污染土壤的修复
    5.1 前言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 主要试剂
        5.2.2 主要仪器
        5.2.3 土样处理
        5.2.4 土壤中Cr (Ⅵ)的测定
        5.2.5 土壤酶活性测定
        5.2.6 固定化小球包埋活菌数量测定
        5.2.7 模拟Cr (Ⅵ)污染土壤修复实验
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 模拟污染土壤中Cr (Ⅵ)的去除率研究
        5.3.2 土壤中的酶活性变化
        5.3.3 土壤中固定化微生物小球菌群活性
        5.3.4 矿物-生物炭固定化微生物修复Cr (Ⅵ)污染土壤机理
    5.4 本章小结
6.结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢



本文编号：3807800