去除U(VI)的微生物選育及其與U(VI)的相互作用研究.pdf

1、微生物修復(fù)現(xiàn)已成為當(dāng)前治理鈾污染的研究熱點(diǎn)。為了獲得去除U(VI)的高效微生物及其相互作用機(jī)制，本研究考察了微生物培養(yǎng)基對(duì)U(VI)測(cè)量的影響，篩選出了對(duì)U(VI)測(cè)量無(wú)影響的培養(yǎng)基，結(jié)合化學(xué)差減法建立了培養(yǎng)基中U(VI)和U(IV)的分光光度法；篩選出U(VI)的高抗微生物與微生物組合，采用正交實(shí)驗(yàn)獲得U(VI)的抗性微生物組合的培養(yǎng)條件；考察小分子物質(zhì)對(duì)微生物去除U(VI)的影響；采用紅外光譜（FTIR）與掃描電子顯微鏡-能量色散

2、X射線光譜（SEM-EDX）分析微生物與U(VI)的相互作用機(jī)理。主要研究結(jié)果如下：
　　(1)鈾在微生物培養(yǎng)基中的穩(wěn)定性研究：通過(guò)鋅粒還原法得到制備U(IV)的優(yōu)化參數(shù)，10.0 mg/L U(VI)、12.0 g/L鋅粒、反應(yīng)時(shí)間180 min，U(IV)的生成率可達(dá)到95％左右。
　　NA、LB培養(yǎng)基對(duì)U(VI)的影響率在48 h時(shí)，可達(dá)到47.9%和37.3%；而TGY培養(yǎng)基分別對(duì)U(VI)和 U(IV)的影響率僅為

3、5.6%與8.6%。單組分中蛋白胨、牛肉膏對(duì)U(VI)測(cè)量影響最大，達(dá)到33.5%和19.7%；而胰蛋白胨、葡萄糖U(VI)的影響較小，分別為2.8%、2.7%。進(jìn)一步證實(shí)了NA、LB培養(yǎng)基對(duì)U(VI)測(cè)量的影響，而TGY培養(yǎng)基無(wú)顯著影響。
　　(2) TGY培養(yǎng)基中U(VI)和U(IV)測(cè)量方法的建立：運(yùn)用差減法，即通過(guò)總鈾濃度減去 U(VI)濃度獲得 U(IV)，再結(jié)合 U(VI)的偶氮胂（Ⅲ）分光光度法建立了TGY培養(yǎng)基中U

4、(VI)和U(IV)的分光光度法。通過(guò)精密度和準(zhǔn)確度分析該方法，獲得U(VI)測(cè)量的線性范圍在0.0-20.0 mg/L內(nèi)，下限可達(dá)到0.05 mg/L，回收率為96%， RSD=1.7%，誤差為-4%。
　　(3) U(VI)的抗性微生物篩選：六種微生物分別是 XJ1、XJ2、考式玫瑰菌、耐輻射奇球菌、檸檬酸桿菌、蠟樣芽孢桿菌。對(duì)U(VI)去除率較高為耐輻射奇球菌、檸檬酸桿菌、蠟樣芽孢桿菌三種微生物，在培養(yǎng)條件下對(duì)30.0 mg

5、/L U(VI)去除率分別達(dá)到80.4%、84.8%、82.3%。
　　(4)去除U(VI)的微生物組合構(gòu)建及培養(yǎng)條件優(yōu)化：利用單菌株和菌株組合對(duì)U(VI)的耐受性進(jìn)行比較，篩選到蠟樣芽孢桿菌-檸檬酸桿菌、檸檬酸桿菌-耐輻射奇球菌高效組合。以 U(VI)去除率為指標(biāo)，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)，得出蠟樣芽孢桿菌-檸檬酸桿菌的優(yōu)化條件，pH值7.0、溫度35.0℃、U(VI)初始濃度為10.0 mg/L；檸檬酸桿菌-耐輻射奇球菌的優(yōu)化條件，pH值

6、6.0、溫度30.0℃、U(VI)初始濃度為10.0 mg/L。
　　(5)小分子物質(zhì)對(duì)微生物去除U(VI)的影響：乙醇、乙酸鈉、丙酮酸鈉、葡萄糖對(duì)檸檬酸桿菌、蠟樣芽孢桿菌和耐輻射奇球菌去除U(VI)有顯著的促進(jìn)作用，其中5.0-15.0 mM乙醇效果最顯著，幾乎能完全去除培養(yǎng)體系中的U(VI)。而檸檬酸鈉則對(duì)U(VI)的去除產(chǎn)生嚴(yán)重的抑制作用。
　　(6)微生物與U(VI)作用的FTIR和SEM-EDX表征：結(jié)果表明，檸檬

7、酸桿菌、蠟樣芽孢桿菌、耐輻射奇球菌與U(VI)的作用機(jī)制是不同的，主要包括-OH、-C＝O、-NH2、-PO43-對(duì)U(VI)的相互作用、微生物成礦作用等。
　　綜上所述，U(VI)和U(VI)的分光光度法可用于生物樣品中U(VI)和U(VI)的測(cè)試，篩選到蠟樣芽孢桿菌-檸檬酸桿菌、檸檬酸桿菌-耐輻射奇球菌抗性組合，乙醇、乙酸鈉、丙酮酸鈉、葡萄糖能促進(jìn)微生物對(duì)U(VI)的去除效應(yīng)，微生物去除U(VI)的機(jī)理包括部分基團(tuán)對(duì)U(VI)