厌氧条件下微生物对富集黑麦草降解残液中铀的去除方法与流程

文档序号:20910707发布日期:2020-05-29 13:01阅读:178来源:国知局
厌氧条件下微生物对富集黑麦草降解残液中铀的去除方法与流程
本发明属于微生物处理废水领域,具体涉及一种厌氧条件下微生物对富集黑麦草降解残液中铀的去除方法。
背景技术
:植物修复作为一种近年来被国内外普遍关注的生物修复方法,植物修复技术是利用能够对重金属具有高富集量的植物对土壤、水体中的重金属进行吸附的一项技术。目前,有许多的对铀具有富集作用的植物被筛选出来,但是这些铀富集植物如果经过不恰当的处理,其体内的重金属经过再次释放出来,将对环境造成第二次污染,所以这些重金属富集植物的如何处理是一个需要重点对待的问题。生物降解法作为一种绿色经济的重金属富集生物质的处置方法现状被许多科研工作者加以利用。重金属富集生物质经微生物降解后,会形成残渣和残液两部分,如对其不进行恰当的处理,重金属会向环境中进行第二次释放,形成再次污染。利用微生物对富集黑麦草进行快速减容取得了很好的效果,但是,降解后的残渣和残液如不进行恰当的处理,将会第二次释放进入环境,造成生态污染。研究发现,微生物对液体中的铀去除效率很好,因此本发明通过微生物联合化学方法对富集黑麦草残液进行铀去除,已达到铀与液体分离,废液达到排放要求。技术实现要素:本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷,并提供至少后面将说明的优点。为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种厌氧条件下微生物对富集黑麦草降解残液中铀的去除方法,包括以下步骤:步骤一、在培养容器中加入富集黑麦草降解残液、电子供体、蒽醌-2-磺酸盐和无机盐培养基,然后接种微生物,在培养容器中通纯氮气5~8min,并将培养容器置于厌氧培养箱中,静置培养,然后离心;所述厌氧培养箱使用前用纯氮气进行3~5次气体置换;步骤二、在步骤一离心后的废液中加入fecl2,振荡20~40min,然后离心;在离心后的废液中加入碱性物质,调节ph至11,振荡1~3min;完成对富集黑麦草降解残液中铀的去除。优选的是,所述步骤一中,电子供体在富集黑麦草降解残液中的浓度为10~40mmol·l-1;所述电子供体为乳酸钠、甲醇、甲酸钠和乙酸钠中的任意一种。优选的是,所述电子供体为乳酸钠。优选的是,所述微生物为奥奈达希瓦氏菌、腐败希瓦氏菌和粪产碱杆菌中的任意一种;所述微生物的接种量为富集黑麦草降解残液的1~3%。优选的是,所述步骤一中,无机盐培养基的加入量为富集黑麦草降解残液体积的0.5~1倍;所述蒽醌-2-磺酸盐在富集黑麦草降解残液中的浓度为1~3mmol·l-1。优选的是,所述步骤一中,无机盐培养基的制备方法为:取0.1gnacl、0.1gkcl、2.5gnahco3、0.25gnh4cl、0.04gkh2po4、0.05gmgso4·7h2o、0.2gmgcl2·6h2o和1g酵母浸出物,加入去离子水中溶解,调节ph为7.4左右,并用去离子水定容至1l,115℃下高温高压灭菌30min。8、如权利要求1所述的厌氧条件下微生物对富集黑麦草降解残液中铀的去除方法,其特征在于,所述微生物接种之前进行以下处理:将微生物接种活化后,吸取其菌液,在5000rpm离心10min后用0.85%生理盐水反复清洗并重悬3次,调节od600值为0.8。优选的是,所述步骤一中,静置培养的温度为30℃,时间为48h,离心的转速为5000rpm,时间为10min;所述步骤二中,振荡的温度为30℃,转速为120rpm,离心的转速为5000rpm,时间为10min。优选的是,所述步骤二中,fecl2在步骤一离心后的废液中的浓度为0.02~0.05mol·l-1;所述碱性物质为氢氧化钠或氢氧化钾。在本发明中,腐败希瓦氏菌(shewanellaputrefaciens),希瓦氏菌属;奥奈达希瓦氏菌mr-1(shewanellaoneidensismr-1),希瓦氏菌属粪产碱杆菌(alcaligenesfaecalis),产碱杆菌属,均购买自中国海洋微生物菌株保藏管理中心。本发明中要处理的富集黑麦草残液来源于本申请的以往课题研究,例如“黑麦草修复重金属污染土壤与废水及富集植物的微生物降解”环境工程学报,2019年6月第13卷第6期;等。本发明至少包括以下有益效果:本发明通过微生物联合化学方法对富集黑麦草残液进行铀去除,已达到铀与液体分离,废液达到排放要求,富集黑麦草残液中u(vi)的去除效率达到99.90%以上。本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明:图1为本发明腐败希瓦氏菌与富集黑麦草残液结合后的ftir图;图2为本发明腐败希瓦氏菌的ftir图;图3为本发明腐败希瓦氏菌与富集黑麦草残液结合后的sem-edx图;图4为本发明腐败希瓦氏菌的sem-edx图;图5为本发明对比例1~5对富集黑麦草降解残液的铀的去除率曲线图。具体实施方式:下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。实施例1:一种厌氧条件下微生物对富集黑麦草降解残液中铀的去除方法,包括以下步骤:步骤一、在培养容器中加入100ml富集黑麦草降解残液、乳酸钠、蒽醌-2-磺酸盐和无机盐培养基,然后接种腐败希瓦氏菌,在培养容器中通纯氮气5min,并将培养容器置于厌氧培养箱中,30℃静置培养48h,然后5000rpm离心10min;所述厌氧培养箱使用前用纯氮气进行3次气体置换;所述乳酸钠在富集黑麦草降解残液中的浓度为20mmol·l-1;所述蒽醌-2-磺酸盐在富集黑麦草降解残液中的浓度为2mmol·l-1;所述无机盐培养基的加入量为富集黑麦草降解残液体积的1倍;所述腐败希瓦氏菌的接种量为富集黑麦草降解残液的2%;所述无机盐培养基的制备方法为:取0.1gnacl、0.1gkcl、2.5gnahco3、0.25gnh4cl、0.04gkh2po4、0.05gmgso4·7h2o、0.2gmgcl2·6h2o和1g酵母浸出物,加入去离子水中溶解,调节ph为7.4左右,并用去离子水定容至1l,115℃下高温高压灭菌30min;所述腐败希瓦氏菌接种之前进行以下处理:将腐败希瓦氏菌接种活化后,吸取其菌液,在5000rpm离心10min后用0.85%生理盐水反复清洗并重悬3次,调节od600值为0.8;步骤二、在步骤一离心后的废液中加入fecl2,在30℃下120rpm振荡30min,然后5000rpm离心10min;在离心后的废液中加入氢氧化钠,调节ph至11,120rpm振荡1min;完成对富集黑麦草降解残液中铀的去除;fecl2在步骤一离心后的废液中的浓度为0.03mol·l-1。实施例2:一种厌氧条件下微生物对富集黑麦草降解残液中铀的去除方法,包括以下步骤:步骤一、在培养容器中加入100ml富集黑麦草降解残液、乳酸钠、蒽醌-2-磺酸盐和无机盐培养基,然后接种腐败希瓦氏菌,在培养容器中通纯氮气5min,并将培养容器置于厌氧培养箱中,30℃静置培养48h,然后5000rpm离心10min;所述厌氧培养箱使用前用纯氮气进行3次气体置换;所述乳酸钠在富集黑麦草降解残液中的浓度为20mmol·l-1;所述蒽醌-2-磺酸盐在富集黑麦草降解残液中的浓度为2mmol·l-1;所述无机盐培养基的加入量为富集黑麦草降解残液体积的1倍;所述腐败希瓦氏菌的接种量为富集黑麦草降解残液的2%;所述无机盐培养基的制备方法为:取0.1gnacl、0.1gkcl、2.5gnahco3、0.25gnh4cl、0.04gkh2po4、0.05gmgso4·7h2o、0.2gmgcl2·6h2o和1g酵母浸出物,加入去离子水中溶解,调节ph为7.4左右,并用去离子水定容至1l,115℃下高温高压灭菌30min;所述腐败希瓦氏菌接种之前进行以下处理:将腐败希瓦氏菌接种活化后,吸取其菌液,在5000rpm离心10min后用0.85%生理盐水反复清洗并重悬3次,调节od600值为0.8;步骤二、在步骤一离心后的废液中加入fecl2,在30℃下120rpm振荡30min,然后5000rpm离心10min;在离心后的废液中加入氢氧化钠,调节ph至11,120rpm振荡1min;完成对富集黑麦草降解残液中铀的去除;fecl2在步骤一离心后的废液中的浓度为0.03mol·l-1。对该实施例处理后的废液进行检测,u(vi)浓度为0.045mg·l-1。实施例3:一种厌氧条件下微生物对富集黑麦草降解残液中铀的去除方法,包括以下步骤:步骤一、在培养容器中加入100ml富集黑麦草降解残液、甲酸钠、蒽醌-2-磺酸盐和无机盐培养基,然后接种腐败希瓦氏菌,在培养容器中通纯氮气5min,并将培养容器置于厌氧培养箱中,30℃静置培养48h,然后5000rpm离心10min;所述厌氧培养箱使用前用纯氮气进行3次气体置换;所述甲酸钠在富集黑麦草降解残液中的浓度为20mmol·l-1;所述蒽醌-2-磺酸盐在富集黑麦草降解残液中的浓度为3mmol·l-1;所述无机盐培养基的加入量为富集黑麦草降解残液体积的0.5倍;所述腐败希瓦氏菌的接种量为富集黑麦草降解残液的2.5%;所述无机盐培养基的制备方法为:取0.1gnacl、0.1gkcl、2.5gnahco3、0.25gnh4cl、0.04gkh2po4、0.05gmgso4·7h2o、0.2gmgcl2·6h2o和1g酵母浸出物,加入去离子水中溶解,调节ph为7.4左右,并用去离子水定容至1l,115℃下高温高压灭菌30min;所述腐败希瓦氏菌接种之前进行以下处理:将腐败希瓦氏菌接种活化后,吸取其菌液,在5000rpm离心10min后用0.85%生理盐水反复清洗并重悬3次,调节od600值为0.8;步骤二、在步骤一离心后的废液中加入fecl2,在30℃下120rpm振荡30min,然后5000rpm离心10min;在离心后的废液中加入氢氧化钠,调节ph至11,120rpm振荡1min;完成对富集黑麦草降解残液中铀的去除;fecl2在步骤一离心后的废液中的浓度为0.03mol·l-1。对该实施例处理后的废液进行检测,u(vi)浓度为0.046mg·l-1。实施例4:一种厌氧条件下微生物对富集黑麦草降解残液中铀的去除方法,包括以下步骤:步骤一、在培养容器中加入100ml富集黑麦草降解残液、乙酸钠、蒽醌-2-磺酸盐和无机盐培养基,然后接种腐败希瓦氏菌,在培养容器中通纯氮气5min,并将培养容器置于厌氧培养箱中,30℃静置培养48h,然后5000rpm离心10min;所述厌氧培养箱使用前用纯氮气进行3次气体置换;所述乙酸钠在富集黑麦草降解残液中的浓度为25mmol·l-1;所述蒽醌-2-磺酸盐在富集黑麦草降解残液中的浓度为2.5mmol·l-1;所述无机盐培养基的加入量为富集黑麦草降解残液体积的1倍;所述腐败希瓦氏菌的接种量为富集黑麦草降解残液的2.5%;所述无机盐培养基的制备方法为:取0.1gnacl、0.1gkcl、2.5gnahco3、0.25gnh4cl、0.04gkh2po4、0.05gmgso4·7h2o、0.2gmgcl2·6h2o和1g酵母浸出物,加入去离子水中溶解,调节ph为7.4左右,并用去离子水定容至1l,115℃下高温高压灭菌30min;所述腐败希瓦氏菌接种之前进行以下处理:将腐败希瓦氏菌接种活化后,吸取其菌液,在5000rpm离心10min后用0.85%生理盐水反复清洗并重悬3次,调节od600值为0.8;步骤二、在步骤一离心后的废液中加入fecl2,在30℃下120rpm振荡30min,然后5000rpm离心10min;在离心后的废液中加入氢氧化钠,调节ph至11,120rpm振荡1min;完成对富集黑麦草降解残液中铀的去除;fecl2在步骤一离心后的废液中的浓度为0.03mol·l-1。对该实施例处理后的废液进行检测,u(vi)浓度为0.050mg·l-1。实施例5:一种厌氧条件下微生物对富集黑麦草降解残液中铀的去除方法,包括以下步骤:步骤一、在培养容器中加入100ml富集黑麦草降解残液、乳酸钠、蒽醌-2-磺酸盐和无机盐培养基,然后接种奥奈达希瓦氏菌,在培养容器中通纯氮气5min,并将培养容器置于厌氧培养箱中,30℃静置培养48h,然后5000rpm离心10min;所述厌氧培养箱使用前用纯氮气进行3次气体置换;所述乳酸钠在富集黑麦草降解残液中的浓度为20mmol·l-1;所述蒽醌-2-磺酸盐在富集黑麦草降解残液中的浓度为2mmol·l-1;所述无机盐培养基的加入量为富集黑麦草降解残液体积的1倍;所述奥奈达希瓦氏菌的接种量为富集黑麦草降解残液的2%;所述无机盐培养基的制备方法为:取0.1gnacl、0.1gkcl、2.5gnahco3、0.25gnh4cl、0.04gkh2po4、0.05gmgso4·7h2o、0.2gmgcl2·6h2o和1g酵母浸出物,加入去离子水中溶解,调节ph为7.4左右,并用去离子水定容至1l,115℃下高温高压灭菌30min;所述奥奈达希瓦氏菌接种之前进行以下处理:将奥奈达希瓦氏菌接种活化后,吸取其菌液,在5000rpm离心10min后用0.85%生理盐水反复清洗并重悬3次,调节od600值为0.8;步骤二、在步骤一离心后的废液中加入fecl2,在30℃下120rpm振荡30min,然后5000rpm离心10min;在离心后的废液中加入氢氧化钠,调节ph至11,120rpm振荡1min;完成对富集黑麦草降解残液中铀的去除;fecl2在步骤一离心后的废液中的浓度为0.03mol·l-1。对该实施例处理后的废液进行检测,u(vi)浓度为0.055mg·l-1。实施例6:一种厌氧条件下微生物对富集黑麦草降解残液中铀的去除方法,包括以下步骤:一种厌氧条件下微生物对富集黑麦草降解残液中铀的去除方法,包括以下步骤:步骤一、在培养容器中加入100ml富集黑麦草降解残液、乳酸钠、蒽醌-2-磺酸盐和无机盐培养基,然后接种粪产碱杆菌,在培养容器中通纯氮气5min,并将培养容器置于厌氧培养箱中,30℃静置培养48h,然后5000rpm离心10min;所述厌氧培养箱使用前用纯氮气进行3次气体置换;所述乳酸钠在富集黑麦草降解残液中的浓度为20mmol·l-1;所述蒽醌-2-磺酸盐在富集黑麦草降解残液中的浓度为2mmol·l-1;所述无机盐培养基的加入量为富集黑麦草降解残液体积的1倍;所述粪产碱杆菌的接种量为富集黑麦草降解残液的2%;所述无机盐培养基的制备方法为:取0.1gnacl、0.1gkcl、2.5gnahco3、0.25gnh4cl、0.04gkh2po4、0.05gmgso4·7h2o、0.2gmgcl2·6h2o和1g酵母浸出物,加入去离子水中溶解,调节ph为7.4左右,并用去离子水定容至1l,115℃下高温高压灭菌30min;所述粪产碱杆菌接种之前进行以下处理:将粪产碱杆菌接种活化后,吸取其菌液,在5000rpm离心10min后用0.85%生理盐水反复清洗并重悬3次,调节od600值为0.8;步骤二、在步骤一离心后的废液中加入fecl2,在30℃下120rpm振荡30min,然后5000rpm离心10min;在离心后的废液中加入氢氧化钠,调节ph至11,120rpm振荡1min;完成对富集黑麦草降解残液中铀的去除;fecl2在步骤一离心后的废液中的浓度为0.03mol·l-1。对该实施例处理后的废液进行检测,u(vi)浓度为0.058mg·l-1。对比例1:一种厌氧条件下微生物对富集黑麦草降解残液中铀的去除方法,包括以下步骤:步骤一、在培养容器中加入100ml富集黑麦草降解残液、乳酸钠、蒽醌-2-磺酸盐和无机盐培养基,在培养容器中通纯氮气5min,并将培养容器置于厌氧培养箱中,30℃静置培养48h,然后5000rpm离心10min;所述厌氧培养箱使用前用纯氮气进行3次气体置换;所述乳酸钠在富集黑麦草降解残液中的浓度为20mmol·l-1;所述蒽醌-2-磺酸盐在富集黑麦草降解残液中的浓度为2mmol·l-1;所述无机盐培养基的加入量为富集黑麦草降解残液体积的0.5倍;所述无机盐培养基的制备方法为:取0.1gnacl、0.1gkcl、2.5gnahco3、0.25gnh4cl、0.04gkh2po4、0.05gmgso4·7h2o、0.2gmgcl2·6h2o和1g酵母浸出物,加入去离子水中溶解,调节ph为7.4左右,并用去离子水定容至1l,115℃下高温高压灭菌30min。对比例2:一种厌氧条件下微生物对富集黑麦草降解残液中铀的去除方法,包括以下步骤:步骤一、在培养容器中加入100ml富集黑麦草降解残液、乳酸钠、蒽醌-2-磺酸盐和无机盐培养基,在培养容器中通纯氮气5min,并将培养容器置于厌氧培养箱中,30℃静置培养48h,然后5000rpm离心10min;所述厌氧培养箱使用前用纯氮气进行3次气体置换;所述乳酸钠在富集黑麦草降解残液中的浓度为20mmol·l-1;所述蒽醌-2-磺酸盐在富集黑麦草降解残液中的浓度为2mmol·l-1;所述无机盐培养基的加入量为富集黑麦草降解残液体积的1倍;所述无机盐培养基的制备方法为:取0.1gnacl、0.1gkcl、2.5gnahco3、0.25gnh4cl、0.04gkh2po4、0.05gmgso4·7h2o、0.2gmgcl2·6h2o和1g酵母浸出物,加入去离子水中溶解,调节ph为7.4左右,并用去离子水定容至1l,115℃下高温高压灭菌30min。对比例3:一种厌氧条件下微生物对富集黑麦草降解残液中铀的去除方法,包括以下步骤:步骤一、在培养容器中加入100ml富集黑麦草降解残液、乳酸钠、蒽醌-2-磺酸盐和无机盐培养基,然后接种腐败希瓦氏菌,在培养容器中通纯氮气5min,并将培养容器置于厌氧培养箱中,30℃静置培养48h,然后5000rpm离心10min;所述厌氧培养箱使用前用纯氮气进行3次气体置换;所述乳酸钠在富集黑麦草降解残液中的浓度为20mmol·l-1;所述蒽醌-2-磺酸盐在富集黑麦草降解残液中的浓度为2mmol·l-1;所述无机盐培养基的加入量为富集黑麦草降解残液体积的0.5倍;所述腐败希瓦氏菌的接种量为富集黑麦草降解残液的2%;所述无机盐培养基的制备方法为:取0.1gnacl、0.1gkcl、2.5gnahco3、0.25gnh4cl、0.04gkh2po4、0.05gmgso4·7h2o、0.2gmgcl2·6h2o和1g酵母浸出物,加入去离子水中溶解,调节ph为7.4左右,并用去离子水定容至1l,115℃下高温高压灭菌30min;所述腐败希瓦氏菌接种之前进行以下处理:将腐败希瓦氏菌接种活化后,吸取其菌液,在5000rpm离心10min后用0.85%生理盐水反复清洗并重悬3次,调节od600值为0.8。对比例4:一种厌氧条件下微生物对富集黑麦草降解残液中铀的去除方法,包括以下步骤:一种厌氧条件下微生物对富集黑麦草降解残液中铀的去除方法,包括以下步骤:步骤一、在培养容器中加入100ml富集黑麦草降解残液、乳酸钠、蒽醌-2-磺酸盐和无机盐培养基,然后接种腐败希瓦氏菌,在培养容器中通纯氮气5min,并将培养容器置于厌氧培养箱中,30℃静置培养48h,然后5000rpm离心10min;所述厌氧培养箱使用前用纯氮气进行3次气体置换;所述乳酸钠在富集黑麦草降解残液中的浓度为20mmol·l-1;所述蒽醌-2-磺酸盐在富集黑麦草降解残液中的浓度为2mmol·l-1;所述无机盐培养基的加入量为富集黑麦草降解残液体积的1倍;所述腐败希瓦氏菌的接种量为富集黑麦草降解残液的2%;所述无机盐培养基的制备方法为:取0.1gnacl、0.1gkcl、2.5gnahco3、0.25gnh4cl、0.04gkh2po4、0.05gmgso4·7h2o、0.2gmgcl2·6h2o和1g酵母浸出物,加入去离子水中溶解,调节ph为7.4左右,并用去离子水定容至1l,115℃下高温高压灭菌30min;所述腐败希瓦氏菌接种之前进行以下处理:将腐败希瓦氏菌接种活化后,吸取其菌液,在5000rpm离心10min后用0.85%生理盐水反复清洗并重悬3次,调节od600值为0.8。对比例5:一种厌氧条件下微生物对富集黑麦草降解残液中铀的去除方法,包括以下步骤:步骤一、在培养容器中加入100ml富集黑麦草降解残液、乳酸钠、蒽醌-2-磺酸盐,然后接种腐败希瓦氏菌,在培养容器中通纯氮气5min,并将培养容器置于厌氧培养箱中,30℃静置培养48h,然后5000rpm离心10min;所述厌氧培养箱使用前用纯氮气进行3次气体置换;所述乳酸钠在富集黑麦草降解残液中的浓度为20mmol·l-1;所述蒽醌-2-磺酸盐在富集黑麦草降解残液中的浓度为2mmol·l-1;所述腐败希瓦氏菌的接种量为富集黑麦草降解残液的2%;所述腐败希瓦氏菌接种之前进行以下处理:将腐败希瓦氏菌接种活化后,吸取其菌液,在5000rpm离心10min后用0.85%生理盐水反复清洗并重悬3次,调节od600值为0.8。在本发明中微生物的厌氧培养需要一定的无机盐离子才能更好的生长,因此在本发明中添加无机盐至富集黑麦草降解残液中,可以提高微生物对u(vi)去除。对实施例1~6和对比例1~5中的富集黑麦草降解残液处理前后的u(vi)进行检测,测定方法为:取富集黑麦草降解残液或处理后的废液2ml、2ml浓硝酸和1ml浓高氯酸加入到消解管中,180℃下预消解15min、消解30min、赶酸60min,直到酸雾赶完既止,冷却后,用针筒注射器和0.22μm过滤器过滤样品,用容量瓶定容至100ml。将样品利用电感耦合等离子体发射光谱-质谱仪(icp-ms,美国安捷伦,7700x)进行检测;富集黑麦草降解残液中的重金属离子浓度如表1所示:表1其中对比例1~5中对富集黑麦草降解残液处理的u(vi)的去除率如图5所示;从图5可以看出,相比于原始富集黑麦草降解残,对比例1~5的u(vi)去除率随着时间的变化均有明显的提升;原始富集黑麦草降解残在实验整个进程中u(vi)去除率都无明显变化,最高u(vi)去除率仅有1.58%;仅接种2%腐败希瓦氏菌的对比例5随着培养时间的延长,其对u(vi)的去除率在缓慢上升,在96h时,微生物的u(vi)去除率为27.12%;只添加无机盐培养基的对比例1~2的实验组对u(vi)有一定的去除能力,说明培养过程中,有些微生物在残液中生长繁殖,仅添加0.5倍无机盐培养基的对比例1在96h时,u(vi)去除率为30.59%,添加1倍无机盐培养基的对比例2在72h时,u(vi)去除率达到最大值,为45.44%;添加2%腐败希瓦氏菌,分别添加0.5、1倍无机盐培养基的对比例3和4,在48h时,其u(vi)去除率趋于平稳,分别达到77.58%和87.33%,添加1倍无机盐培养基的对比例4组在60h时u(vi)去除率最大,达到88.32%。其中,实施例1的方法对富集黑麦草降解残液处理后的重金属离子的浓度如表2所示,其中对u(vi)去除率达到99.94%;而相同条件下的对比例4(48h处理,如图5)的处理方法对u(vi)去除率为87.35%。说明本发明的添加fecl2和添加氢氧化钠的过程均取得了有益的技术效果;其中经腐败希瓦氏菌处理的剩余残液含有原液含有的部分有机物和培养基中少量的有机物,添加fecl2后,在添加fecl2后,fe2+能还原比其化学活泼性低的阳离子,比如u(vi)、cr(vi)、pd(ii)等金属离子,因此添加fecl2能有效去除溶液当中的u(vi);fe2+在与水中或空气中的氧气接触后,会被氧化成fe3+,而在中性条件下,会发生电离反应,形成不溶于水的絮凝物,与溶液中的有机物进行反应,能对溶液中的大部分离子进行吸附沉降,因此溶液会发生沉淀反应,经fecl2对腐败希瓦氏菌处理剩余残液的进一步u(vi)去除后剩下的残液的离子已被去除大部分,加入naoh调节溶液ph值为11后,溶液形成絮状沉淀,生成的胶状沉淀因为分子之间的作用力对溶液中的铀酰离子进行吸附,反应生成的fe(oh)2和fe(oh)3还能进一步的与铀酰离子发生共沉淀作用,实现对u(vi)的去除。表3元素处理后的废液(mg·l-1)u0.042±0.002fe1.113±0.004ca12.368±0.006cd0.084±0.004cr0.001±0.001pb0.042±0.003sr0.032±0.001cu0.024±0.001zn0.212±0.007为了探究微生物腐败希瓦氏菌去除u(vi)的机理,进行ftir和sem-edx分析;ftir的样品制备:将腐败希瓦氏菌接种至富集黑麦草残液后,在30℃下120rpm振荡36h后,经过8000rpm离心5min后,用去离子水清洗重悬3次,然后再经60℃干燥24h;将干燥过后的样品按照1:100的比例制样,在10mpa左右下压制ftir样品1min,最后经过ftir测试,测试的范围在4000cm-1-400cm-1。结果如图1所示;对比组为不添加富集黑麦草残液情况下,经过上述相同步骤;结果如图2所示;结果分析:在400-700cm-1为-c-x的伸缩振动峰,由对比组图2的621.88cm-1漂移至图1的619.68cm-1,表明-c-x键与u(vi)发生了相互作用。腐败希瓦氏菌和富集黑麦草残液作用36h后,在800-1000cm-1的吸收峰仅对比组图2有为879.33cm-1,其余都消失,说明-ch与u(vi)发生强烈的配位作用;在1000-1200cm-1处的-c-o、-c-c、-c-h等醇类和碳水化合物、磷酸基团-po4、-p(oh)2等官能基团的吸收峰都发生了平移,由对比组图2的1052.62cm-1平移至图1的1053.84cm-1,表示这些基团都可能与u(vi)发生相互作用;与对比组图2相比,-ch2和-coo-的吸收峰都发生的平移不够明显,由对比组图2的1400.31cm-1、1452.26cm-1漂移至1399.83cm-1、1453.11cm-1,说明-ch2和-coo-可能参与u(vi)的相互作用;1600-1700cm-1为酰胺官能团、酮基-c=o的吸收峰,由对比组图2的1648.53cm-1平移至1648.89cm-1,发生了较小平移,说明酰胺官能团和酮基-c=o可能参与了u(vi)的相互作用;在-ch、-ch2、-ch3的吸收峰范围内,由对比组图2的2925.24cm-1平移至2923.99cm-1,说明细胞表面的-ch、-ch2、-ch3参与了u(vi)的相互作用;在羧基-oh和氨基的-n-h的吸收峰内,由对比组图2的3402.03cm-1平移至3309.20cm-1,说明了羧基和氨基参与u(vi)的相互作用。因此腐败希瓦氏菌细胞上有很多官能基团与u(vi)发生相互作用。sem-edx的细菌样品制备;腐败希瓦氏菌经过培养36h,8000rpm离心5min,0.85%生理盐水洗涤3次,稀释菌液至od600为0.8左右。取等体积菌液与富集黑麦草残液在30℃下120rpm振荡36h后;将盖玻片固定在培养皿中→取4-5滴混合液滴于盖玻片上→自然风干→加入2.5%戊二醛4℃冰箱中过夜→30%、50%、70%、85%、95%、100%乙醇梯度脱水,每次25min→自然风干→碳胶带将样品固定于样品台→喷金→sem-edx扫描测样,结果如图3所示;对比组即无添加富集黑麦草残液情况下,与上述相同步骤;结果如图4所示;sem结果:图4为腐败希瓦氏菌在无u(vi)作用下生长36h,为对比组,结果显示,菌体形态饱满、光滑,呈现杆状,分散较大。图3为腐败希瓦氏菌在富集黑麦草残液u(vi)相互作用下生长36h,结果所示,微生物大量呈现出扁平、畸形、皱缩等形状,并大量堆积于一块,腐败希瓦氏菌表面有少量片状、颗粒状的物质沉积于细胞表面。edx结果:对比组检测出的主要阳离子为na、mg、ca,原子比分别为7.14%、2.17%和4.22%。与富集黑麦草降解残液相互作用后,有u峰产生,原子比分别为0.15%和0.12%,说明了腐败希瓦氏菌与u发生了相互作用,并且与对比组相比,其na、mg、ca的原子百分比都发生了改变,说明其都参与了与u(vi)的相互作用。尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。当前第1页12
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