铁矿物与铜绿假单胞菌不同作用对其去除Cr%28Ⅵ%29的性能影响研究

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1、工程硕士学位论文铁矿物与铜绿假单胞菌不同作用对其去除Cr(VI)的性能影响研究作者姓名喻浪风工程领域环境工程校内指导教师吴平霄教授校外指导教师赵秋香高级工程师所在学院环境与能源学院论文提交日期2018年3月InteractionofironmineralswithPseudomonasaeruginosaanditseffectmechanismontheremovalofCr(VI)ADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YuLangfe

2、ngSupervisor：Prof.WuPingxiaoProfSeniorEngineer.ZhaoQiuxiangSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：X522学校代号：10561学号：201521033243华南理工大学硕士学位论文铁矿物与铜绿假单胞菌不同作用对其去除Cr(VI)的性能影响研究作者姓名：喻浪风指导教师姓名、职称:吴平霄教授赵秋香高级工程师申请学位级别：工程硕士工程领域名称：环境工程论文形式：□产品研发□工程设计应用研

3、究□工程/项目管理□调研报告研究方向：污染控制与环境修复技术论文提交日期：2018年3月13日论文答辩日期：2018年3月15日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：2018年3月15日答辩委员会成员：主席：尹华委员：易筱筠、谢丹平、陈兵、卢桂宁摘要随着工业的快速发展以及产业转移进程加快，各类生产行业向环境中排入了大量的铬酸盐，造成了环境中铬含量远超自然界的天然承受量，严重危及到了生态环境和人体健康。开展对铬污染物环境的治理迫在眉睫。土壤和地下水中广泛存在着各种含铁的原生矿物和次生矿物，也包含各种微生

4、物。同时铁也是许多微生物生长过程中的重要元素，它参与细胞内许多重要过程。而自然环境中的铁常以多种形式出现，导致其与细菌相互作用也不同，矿物与细菌相互作用，相互影响，对重金属离子的环境地球化学和生物地球化学循环有不同的表现形式。本文研究铁矿物与铜绿假单胞菌的两种不同作用对其去除Cr(VI)的影响，主要研究了以下几方面的内容：1、选用土壤中常见的针铁矿，研究针铁矿对铜绿假单胞菌还原Cr(VI)性能的影响，考察有无碳源、针铁矿投加量、细菌接种量、初始pH、反应温度和初始Cr(VI)等影响因素，同时利用XRD、

5、SEM、FT-IR和XPS等表征手段，分析细菌的生长情况，菌体-1在矿物表面的分布方式等内容。结果表明：（1）4g·L葡萄糖的加入为细菌提供了碳源，-1充当电子供体，显著的增强了P.aeruginosa对Cr(VI)的还原能力，但增加到6g·L时葡-1萄糖利用率降低。（2）在0-8g·L范围内，针铁矿投加量的增大直接增加了Cr(VI)的吸-1附位点，减小了溶液中Cr(VI)的浓度，对细菌起到了保护作用；（3）在0-6g·L（湿重）范围内，细菌浓度的增加加快了Cr(VI)的还原，但由于团簇作用且受环境中营

6、养物质的限制，继续增加细菌浓度不会有明显的提高。（4）在实验范围内，中高温且弱酸性的环境有利于P.aeruginosa对Cr(VI)的还原，这与细菌和细菌分泌的酶的活性以及Fe(III)离子的溶出量有关。（5）在低浓度时，细菌在Cr(VI)的去除中占主导地位，针铁矿起辅助作用；在高浓度时，针铁矿起主要作用。表征结果显示：针铁矿未改变P.aeruginosa的形貌特征及大小，形成了针铁矿-P.aeruginosa复合物。溶液中的Cr(VI)可以通过P.aeruginosa的酶促反应直接被还原为Cr(III

7、)，也可以被P.aeruginosa还原Fe(III)生成的Fe(II)还原为Cr(III)。溶液中的Cr(III)可能生成Cr(OH)3或者沉淀。2、模拟酸性矿山废水中高浓度Fe(III)的环境，研究高浓度Fe(III)对铜绿假单胞菌的结构特征及其去除Cr(VI)性能变化。结果表明Fe(III)以纤铁矿和四方纤铁矿的形式负载在铜绿假单胞菌(Pa)表面，形成了Fe(III)与细菌的复合体(Fe-Pa)，研究了Fe-Pa对水溶液中Cr(VI)的吸附特性，探讨了Fe(III)与细菌浓度对Fe-Pa形成的影响

8、，及Fe-Pa投加I量、溶液pH值、时间和Cr(VI)初始浓度等因素对Fe-Pa吸附Cr(VI)的影响，同时利用SEM、FT-IR、XPS和Zeta电位对Fe-Pa进行表征分析。吸附实验结果显示：（1）Fe(III)-1-1浓度为600mg·L、细菌投加量为0.5g·L（干重）形成的Fe-Pa效果最佳；（2）Fe-Pa去除Cr(VI)适宜于酸性条件进行，pH=2.2时吸附效果最佳，去除率达95.8%；（3）Fe-Pa投加量越大越有利于Cr(