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时间:2018-04-08
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1、译文:在间歇反应器内利用类产碱假单胞菌属CECT5344碱性氰化物进行去除以及研究pH对其的影响摘要:含氰废水的毒性可以利用CECT5344产碱假单胞菌菌株在间歇反应器内进行降解。而利用碱性介质进行处理就可以避免HCN的挥发。优化这种操作程序,以此即可用于评估氰化物在不同pH值和溶解氧浓度下的降解性能。在无任何连续调节的情况下,让起始pH值为10,总氰化物的平均去除速率为;然而,这种方法却使得产生HCN的危险性大大增加。最后发现氰化物的消耗是由pH决定的。而这样的话,在pH为10的情况下微生物就无法生存。另一方面,pH为9.5的时候氰化物去除率最多能达到。在高p
2、H值同时低溶解氧(10%)的情况下能够使HCN的挥发降低到最小。这个研究对废水生物处理提供了一个新的基本知识,这又为那些最初利用物化方法净化含氰化物及氰基金属配合物废水提供了一个有效的选择。关键词:氰化物假单胞菌间歇式发应器生物降解废水1.简介氰化物在化工领域十分重要,它在采矿业(黄金提取),电镀行业以及其他工业领域内使用产生量巨大。这些行业排放大量的含氰废液,而这些废液含有大量重金属并且毒性大,危害性显著。例如,西班牙的科尔多瓦市,其珠宝行来每年产生大约10吨的碱性废液(pH大于13),其中包括的游离的氰化物尝浓度就高达20mg/L(ca.0.77M),而这还
3、不算其中大量的氰和一些金属(Fe,Co,Cu,Ni,ZnAg,VandAu)的配合物。氰化物在环境有多种存在形式,包括HCN,简单无机盐(NaCN,KCN),以及与金属的配合物,硫氰酸盐类,有机氰化物或腈类。其毒性自身的特有结构决定。因此,游离氰化物对于新陈代谢来说毒性大,危险性高,而对与金属的配合物而来说,其毒性则由氰从其中释放的难易程度决定。游离氰化物的毒性随着pH降低而增大;实际上,共酸形式HCN的毒性是其离子形式CN-的2.3倍。氰化物的毒性效应是通过至少三种人们所知的机制表现出来的,这些机制涉及几种物质的形成:第一,在金属酶的活性部位与二价或三价金属形
4、成配合物,比如细胞色素氧化酶。第二,席夫碱中间体在酶催化过程中引起稳态腈衍生物生成或者第三,与代谢残留的柄酮生成腈醇。由于过去的工业活动以及意外泄露,世界上有无数地方被氰所污染。含氰废水没有经过事先预处理,将其中氰化物的含量减少到很低水平(小于1mg/L)是不许随意排放的。富含氰化物的废物通常利用物理和化学方法将氰化物转化为毒性更低的物质。通常广泛应用的去除毒性的方法涉及到化学氧化。比如在碱性条件下加氯氧化就是如此,利用这种方法可以将富含氯的物质最初转化为毒性更低的氰酸盐,而这些氰酸盐能在继续加氯的情况下进一步被氧化。尽管这种方法在降低富含游离氯的废水的情况下会
5、很有效,但也存在一缺点。因此,在处理金属氰配合物的时候,其低活性会使得加氯氧化无效。而且,这种工艺也会产生污泥,并且需要授权处理;加上由于需求大量的氯,其自身成本也增加;此外,这还会导致一此有害有机化合物生成。其他一些方法包括利用SO2或气态化合物(国际镍公司悬浮熔炼法),铜催化过氧化氢氧化法,臭氧氧化法,铁沉淀法以及电解分离法。然而,这些方法的成本都非常高关且需要特殊设备和专门维护。因为目前没有一个物理或化学方法能为人们完全接受,因此人们迫切需要发展一个低成本,能有效降解氰化物的工艺。微生物方法相对于传统工艺而言(生物降解和生物修复)会是一个潜在的低成本,环境
6、友好型方法。利用微生物降解氰化物相对物理和化学方法而言有很多优势,其中就包括:就地处理成本低;能完全地将有毒物质传化自然地无毒派生物。然而,在通过合适的试点研究之后,其工艺的发展及由试验点向全工业领域推广过程中,我们要做的还有很多。尽管氰化物对生物体有害,但自从一些能通过酶反应代谢氰的微生物被发现后,相对于传统化学方法而言,在去除氰化方面,生物方法仍然是一种可行的选择。首次用微生物去除氰化物是在哈母斯特克(美国南达科他州)的一个金矿业上。自那以后,利用微生物降解氰就成为很多研究者在实验室、飞行行业及各方面的研究主题。而至今在这方面所遇到的最大因难就是对微生物大多
7、数酶而言,需要中性pH才能发挥其最优良活性,而这对去除富含氰化物的物质而言,却是不合适的,因为能常在碱性条件下,氰化物的去除效果才最好。有些学者成功地在中性或酸性条件下利用微生物降解了氰化物;也许,一些微生物菌珠在碱生氰化物中能生存,但在这种条件下却不能进行有效地降解。在之前的研究中,我们分离并标识了一类微生物菌株——产碱假单胞菌CECT5344,这类菌株能够在碱性条件下以氰化物作为唯一氮源进行生长。在这项工作中(这项工作只是另一更综合优化研究的一部分),我们用产碱假单胞菌珠CECT5344在批式反应器中,于碱性条件下处理富含氰化物废水,并考察了各类与微生物成
8、长相关的变量(比如供氧,
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