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固定化微生物细胞吸附铅的研究

袁海平  
【摘要】: 含有重金属的工业废水大量排放导致水体严重污染。来自电镀、矿物加工、石油冶炼等行业的工业废水中含有铅、铜、镉等重金属,其长期的累积效应能严重危害人体健康。铅甚至在低浓度下对植物有毒害作用,而且会对人的身体健康造成极大的危害。因此,含铅废水的处理引起人们的广泛关注。 微生物吸附法作为处理铅污染的一项新技术与其它技术相比具有很多优点,如吸附效率高,速度快,投资小,可以选择性除去铅,尤其是对低浓度的铅吸附效果好等。固定化微生物技术是比一般微生物吸附法更为高效的方法,它将微生物固定于载体上,克服了微生物细胞小,与废水分离较难且易造成二次污染的弊端,同时具有反应过程容易控制、处理效率提高、反复利用效果好等优点。 我们从电池厂废水中分离到能够耐受250~300 mg/L铅的4株细菌菌株。经过实验室驯化,分离菌株对铅的耐受性增强,耐受范围在400~650 mg/L之间。对我实验室保存的面包酵母原菌株和诱变菌株进行耐受性测试,发现两者分别能耐受6000mg/L和8000 mg/L铅。 采用海藻酸钠-明胶包埋法固定微生物细胞,研究吸附时间(5~240 min)、菌株固定化颗粒的质量浓度(0.02~0.20 g/mL)、温度(20、30和40℃)、溶液pH值(1.0~10.0)、转速(150、200和250 r/min)和铅离子初始浓度(10、30、50、70、100、150和200 mg/L)对吸附的影响,发现细菌吸附铅包含快反应(30 min内)阶段和慢反应(30~180 min内)阶段;30℃是固定化细菌吸附铅的适宜温度;溶液为弱酸性或中性利于吸附;固定化细菌颗粒对低浓度铅(≤50 mg/L)溶液有很好的吸附效果。在吸附温度30℃,转速200 r/min的条件下,菌株固定化颗粒质量浓度0.1 g/mL,酵母菌原菌株和诱变菌株对pH6.0、50 mg/L铅溶液吸附240 min后,吸附率为86.80%和88.00%,高于分离的4个菌株(吸附率83.20%~85.60%),而且受外界因素(温度、铅离子初始浓度等)的影响小,稳定性较好,说明耐高浓度铅的微生物对铅有很好的吸附效果。


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