浮游球衣菌对零价铁去除地表水中sb(v)的影响及机制研究

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1、密级：公开中图分类号：硕士学位论文浮游球衣菌对零价铁去除地表水中Sb(V)的影响及机制研究研究生：张飞导师：任伯帜学科：土木工程研究方向：市政工程2018年4月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterInfluenceofSphaerotilusnatansonantimony(V)removalfromsurfacewaterbymicroscalezero-valentironandmechanismresearchCandidate：ZhangFeiSupervisorandRank：Prof.RenBozhi浮游球衣菌对零价铁去除地表水中Sb(V)的影响

2、及机制研究学位类型学术型学位作者姓名张飞作者学号15010202006学科（专业学位类土木工程研究方向（专业领市政工程别)导师姓名及职称任伯帜教授域)实践导师姓名及职李勇超副教授所在学院土木工程学院称论文提交日期2018年4月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用

3、学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要锑矿区地表水锑污染严重，研究表明廉价铁屑对水体中的锑去除效果不错，但是关于微生物对铁屑去除水体中Sb(V)的影响及相关机理研究较少。铁氧化细菌的是影响铁锈腐蚀的主要微生物之一，天然存在于污染水域中。本研究以易在贫营养条件下生长丰富的浮游球衣菌（Sphaerotilusnatans）菌株为代表微生物

4、；研究浮游球衣菌对Sb(V)耐受能力或者去除能力；通过批实验研究浮游球衣菌-铁屑共存体系对贫营养溶液中Sb(V)的去除效果和反应过程，对比铁屑-水体系，确定浮游球衣菌（Sphaerotilusnatans）对微米级零价铁（mZVI）去除Sb(V)的影响；监测反应过程中溶液pH、氧化还原电位的变化，采用XRD、SEM、FTIR、TEM等手段对生物矿化作用，及反应后的固体产物进行组成、形态分析，探明浮游球衣菌对铁屑去除Sb(V)的影响机制。主要研究结果和结论归纳如下：-10-1在0.1g•L的初始Fe剂量下，40mg•LSb(V)在非生物系统中可被零价铁完全去除，溶液中的溶解氧有利于mZVI去除S

5、b(V)，溶液pH为5.0~8.0时，对去除效果影响不大，零价铁去除Sb(V)的主要机理为铁腐蚀生成铁的氧化物/氢氧化物，然后Sb(V)被吸收到氧化物中。浮游球衣菌对Sb(V)表现出较强的耐受性，但其吸附Sb(V)的能力较弱。最重要的是，浮游球衣菌的存在降低了mZVI对含水Sb(V)的去除率，随着微生物接种量的提高，抑制效果越明显，抑制率可高达39％。与非生物体系除锑相比，浮游球衣菌-铁屑共存体系除Sb(V)过程中，氧化还原电位的值显著降低，表明浮游球衣菌的生长消耗了大量的溶解氧，这将抑制铁氧化物生成；同时大量悬浊菌体的存在可能会抑制Sb(V)与零价铁之间的电子传递。浮游球衣菌-铁屑共存体系除

6、Sb(V)反应后的固体产物的主要成分是FeOOH和FeSb2O6，然而单纯零价铁除Sb(V)的产物主要为Fe2O3。反应过程中发生了浮3+游球衣菌对Fe离子的生物矿化作用，并在菌体周围生成沉淀，但该生物成因铁氧矿物在Sb(V)去除中并没有发挥重要作用。结论：mZVI可以有效地用于从水中去除Sb(V)。然而，由于微生物的影响了铁氧矿物生成与反应电子传递，浮游球衣菌的存在能抑制零价铁去除Sb(V)能力。关键词：锑；浮游球衣菌；去除；影响机理ABSTRACTAntimonypollutionofsurfacewaterisseriousinminearea,researchshowedthatche

7、apironfilingsisgoodatantimonyremovalinthewater,buttheresearchoftheeffectofironremovalfromwaterSb(V)andtherelatedmechanismareless.Iron-oxidizingbacteria,whichiseasytogrowunderleannutrition,isoneofthere