固定化微生物富集重金屬鎘的研究.pdf

1、鎘是具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的有毒重金屬。鎘在冶煉、化工、造紙和電子工業(yè)等方面的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致排放的含鎘廢水大量增加，引起土壤和水體的鎘污染。大量留存于環(huán)境中的鎘可對(duì)生物體造成嚴(yán)重的傷害，鎘進(jìn)入人體血液循環(huán)系統(tǒng)后可長(zhǎng)期存在于體內(nèi)，使機(jī)體的某些代謝途徑受阻，危害人體健康。因此，鎘污染成為一個(gè)極其重要的環(huán)境問(wèn)題。
　　生物吸附法作為處理重金屬水污染的一項(xiàng)新技術(shù)，在實(shí)際技術(shù)運(yùn)用中，具有處理效率高，運(yùn)行費(fèi)用低，pH值和溫度適應(yīng)范圍廣，能對(duì)低濃度重

2、金屬?gòu)U水進(jìn)行吸附和富集等優(yōu)點(diǎn)。微生物經(jīng)固定化處理后，可以提高生物體的穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度;易于控制顆粒的大小和形狀;在連續(xù)反應(yīng)器中不易堵塞，容易固液分離，簡(jiǎn)化處理過(guò)程;固定化生物體易于在不被破壞的情況下得到再生和重復(fù)利用。
　　長(zhǎng)期生活在富鎘環(huán)境中的微生物能對(duì)鎘形成一定的耐性和抗性，分離耐鎘微生物用于富集水體中的鎘是治理鎘污染的有效途徑之一。本實(shí)驗(yàn)從含鎘濃度較高的環(huán)境中共分離到5個(gè)細(xì)菌菌株(J1、J2、J3、J4、J5)，它們?cè)谂囵B(yǎng)基

3、中耐鎘濃度可達(dá)100-200 mg/L。將分離得到的細(xì)菌采用海藻酸鈉-明膠包埋法固定化后用來(lái)富集水體中的鎘，以期為生物固定化技術(shù)在重金屬?gòu)U水處理中的應(yīng)用提供依據(jù)。
　　將菌株制備成固定化顆粒后，通過(guò)研究溶液pH值(pH1.0-10.0)、富集時(shí)間(1-24h，每隔1h測(cè)定1次)、富集溫度（20、30和40℃）、富集轉(zhuǎn)速(100和200 rpm)對(duì)鎘富集率的影響，發(fā)現(xiàn)分離到的5個(gè)菌株對(duì)鎘的富集率在一定時(shí)間內(nèi)與時(shí)間成正比;當(dāng)富集體系溶

4、液pH值6.0、環(huán)境溫度為30℃、轉(zhuǎn)速為200 rpm時(shí)，5個(gè)菌株對(duì)鎘的富集率較高。在水體鎘濃度較低(6.16和12.32 mg/L)時(shí)，富集1h后菌株J1-J5的最高富集率分別為40.58％，72.95％，55.62％，39.87％和58.39％。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化富集條件，研究鎘初始濃度（6.16、12.32、20.00和50.00 mg/L）、富集體系中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、菌體質(zhì)量濃度（50、100、150、200和250 g/L）對(duì)鎘富

5、集的影響，并比較5個(gè)菌株與其它微生物（酵母和大腸桿菌）對(duì)鎘的富集能力。發(fā)現(xiàn)在鎘初始濃度為6.16、12.32和20.00 mg/L時(shí)，J2、J3、J5的富集率和富集量均高于酵母和大腸桿菌，而在鎘初始濃度為50.00 mg/L時(shí)，5個(gè)菌株的富集率和富集量均低于酵母和大腸桿菌;微生物在富集鎘時(shí)，富集體系中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的添加不利于分離到的5個(gè)菌株(J1-J5)對(duì)鎘的富集，但有利于酵母和大腸桿菌對(duì)鎘的富集;不同微生物的富集率隨固定化顆粒中菌體質(zhì)量濃

6、度的變化而變化，其中J2、J4、大腸桿菌的富集率隨著菌體質(zhì)量濃度的增加而增加。分離到的5個(gè)菌株中，J2在所選條件下富集能力相對(duì)較高、較穩(wěn)定。通過(guò)研究J2固定化顆粒的濃度（0.10、0.15、0.20、0.25和0.30 g/mL）對(duì)富集率的影響，獲得較好富集效果的條件為:J2固定化顆粒濃度為0.20 g/mL、菌體質(zhì)量濃度為250 g/L、鎘溶液初始濃度為20.00 mg/L、pH值6.0、溫度為30℃、轉(zhuǎn)速為200 rpm時(shí)，富集1h