脂肽生物表面活性劑對(duì)沉積物中銅的去除研究.pdf

1、隨著世界工業(yè)的發(fā)展，越來越多的工業(yè)廢棄物被排入環(huán)境中，重金屬就是其中一大類，這些重金屬可能通過各種途徑被排放到環(huán)境中，給國家的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境造成了巨大的損失和破壞。沉積物是多種海洋生物、底棲生物的產(chǎn)卵場、棲息地，沉積物污染可對(duì)海洋生物和底棲生物造成不良影響，或在其體內(nèi)蓄積，通過食物鏈傳遞，對(duì)人體健康造成危害?，F(xiàn)有的處理重金屬污染的方法主要包括物理方法，化學(xué)方法，生物方法。物理方法需要的成本較高，化學(xué)方法一般會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，生物修復(fù)方法

2、中的植物修復(fù)需要的周期較長不適于大規(guī)模應(yīng)用，而微生物修復(fù)不適用于土壤和沉積物中重金屬的修復(fù)。生物表面活性劑修復(fù)重金屬污染是一種新興的方法，具有成本低、無二次污染、周期短、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。 本文主要分為五部分: 第一部分是文獻(xiàn)綜述 第二部分是高效產(chǎn)表面活性劑菌株的篩選和鑒定 第三部分是細(xì)菌的發(fā)酵條件探索及生物表面活性劑的初步結(jié)構(gòu)和性質(zhì)分析 第四部分是生物表面活性劑對(duì)沉積物中銅的去除作用

3、 第五部分是結(jié)論。 本文以勝利油田污水和實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有混合菌為試驗(yàn)對(duì)象，篩選出了14株菌，對(duì)這些菌進(jìn)行了發(fā)酵研究，篩選出了一株產(chǎn)表面活性劑的菌株，確定了其最佳發(fā)酵條件，對(duì)該菌的發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析，初步鑒定其為脂肽類的生物表面活性劑，重點(diǎn)研究了該生物表面活性劑對(duì)沉積物重金屬污染的修復(fù)效果，得到了以下結(jié)論： (1) 從勝利油田污水和實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的混合菌種中經(jīng)過3次富集和平板劃線分離出了14株菌，其中有一株菌在發(fā)酵之

4、后可以使發(fā)酵液的表面張力明顯降低，這株菌被命名為L-Z-1。對(duì)該菌進(jìn)行Biolog細(xì)菌自動(dòng)鑒定和生理生化測(cè)試，確定其為枯草芽孢桿菌。把L-Z-1菌作為高效生物表面活性劑生產(chǎn)菌進(jìn)行下一步的發(fā)酵研究。 (2) 對(duì)L-Z-1進(jìn)行發(fā)酵研究，確定其最佳的碳源和氮源分別為橄欖油和硝酸鈉，細(xì)菌最佳的發(fā)酵條件為：橄欖油，20g；NaNO3，8g；K2HPO4，3g；KH2PO4，3g；NaC1，5g；微量元素液，4mL；蒸餾水，1000 mL

5、：pH=7，于37℃，160 r/min的轉(zhuǎn)速振蕩72h。對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行提取純化，得到棕褐色糊狀物，經(jīng)過薄層色譜和紅外光譜分析知其為脂肽類生物表面活性劑。生物表面活性劑的性質(zhì)研究表明，其臨界膠束濃度為150 mg/L。 (3) 人為污染沉積物的修復(fù)試驗(yàn)表明，隨著生物表面活性劑濃度的增加，重金屬銅的去除率也隨之增加，在自然pH值(pH=8.2)下，當(dāng)生物表面活性劑濃度為150 mg/L時(shí)，銅的去除率高達(dá)66.02％，而生物表面活

6、性劑的濃度再增加一倍，即為300 mg/L時(shí)，銅的去除率僅增加了0.65個(gè)百分比，即為66.67％；而不同pH下的試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)pH為10時(shí)，銅的去除率達(dá)到最大值(77.88％)。 (4) 對(duì)天然沉積物進(jìn)行了淋洗，外加金屬離子的種類和離子強(qiáng)度會(huì)對(duì)銅的去除率有影響；表面活性劑溶液的pH同樣會(huì)影響銅的去除效果，pH=11時(shí)，銅的去除率達(dá)35.57％；不同形態(tài)的銅達(dá)到最大去除率的條件不同；銅的去除率會(huì)隨著洗脫次數(shù)的增加而增加，經(jīng)過

7、5次淋洗之后，去除率達(dá)到63.98％。用細(xì)菌的發(fā)酵上清液作為淋洗液沖洗銅污染的沉積物，效果很好。用相同濃度(163.6 mg/L)的化學(xué)合成表面活性劑十二烷基磺酸鈉(SDS)溶液淋洗沉積物，金屬銅的去除率相當(dāng)?shù)?，幾乎沒有去除。 (5) 用該脂肽生物表面活性劑溶液淋洗重金屬鉛人為污染的沉積物，在表面活性劑溶液濃度為150 mg/L時(shí)可以去除51.43％的鉛，溶液pH=lO時(shí)鉛的去除率可達(dá)88.56 ％，說明實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的生物表面活