三株嗜酸性微生物表面质子及重金属吸附行为研究
在自然环境中，微生物吸附功能在重金属迁移，释放，减轻重金属污染方面扮演着非常重要的角色。许多学者研究了微生物与重金属之间的相互作用，但研究对象只集中在常温中性菌。本文针对三种典型浸矿嗜酸菌Acidithiobacillus ferrooxidans A9（嗜中温菌），Sulfobacillus thermosulfidooxidans St（中等嗜热菌）和Acidianusmanzaensis YN25（极端嗜热古菌）进行了质子和重金属吸附行为的研究。通过自动电位滴定法及热力学平衡方程Donnan模型，数量化地模拟了质子吸附位点以及位点浓度，研究了三种嗜酸性微生物的质子吸附行为，并研究了微生物表面EPS在质子吸附过程中的作用。本文还研究了起始重金属离子浓度、吸附时间、pH值、重金属离子种类(Cd2+、Cu2+、Zn2+、Ni2+)、菌浓度、不同比例的重金属离子共存竞争对微生物吸附重金属的影响，并运用吸附动力学Langmuir方程和Freundlich方程计算了微生物吸附重金属的最大吸附容量和亲和力，运用Protofit软件计算了微生物吸附重金属的位点以及位点浓度，通过傅里叶红外光谱方法研究了嗜酸性微生物吸附重金属的主要官能团，同时还研究了胞外多聚物(EPS)在重金属吸附过程中对吸附的贡献。结果发现，嗜酸性微生物质子吸附能力与微生物种类和菌体表面有无EPS均有关系，质子吸附位点浓度越高，细菌缓冲能力就越强。嗜酸性微生物吸附重金属的能力与细菌种类、重金属离子种类、pH值、起始重金属离子浓度、作用时间以及辅离子均有关。不同菌种对同一重金属键合能力有差别，同种菌对不同重金属离子键合能力也有很大差别，一般在溶液pH值为8～9时重金属吸附量达到最大，随着起始重金属离子浓度的增高微生物对重金属的吸附量也增高，三种嗜酸菌达到吸附平衡的时间也不同，另外少数情况下低浓度的重金属辅离子会促进主要重金属离子的吸附，大多数情况下会起到抑制作用。Langmuir、Freundlich方程和Protofit软件计算拟合结果表明，微生物对重金属离子的吸附容量、亲和力、吸附位点、位点浓度都会对微生物吸附重金属有影响;红外结果表明，氨基、羟基、磷酸基是微生物吸附重金属的主要官能团。
嗜酸菌微生物;重金属污染;吸附行为;酸碱滴定法;傅里叶红外光谱
中南大学
硕士
微生物学
贺治国
2013
中文
X172
84
2014-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）