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《microbacterium sp.gm-1礦化特性及其生物礦化膠結(jié)固化鉻渣的實驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、Microbacteriumsp.GM-1礦化特性及其生物礦化膠結(jié)固化鉻渣的實驗研究重慶大學碩士學位論文（學術(shù)學位）學生姓名：倫莉妹指導教師：李東偉教授指導教師：焦斌權(quán)教授專業(yè)：安全科學與工程學科門類：工學重慶大學資源及環(huán)境科學學院二O一五年十月ResearchontheBio-mineralizationofMicrobacteriumsp.GM-1anditsBio-cementationinChromiumWasteFormAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartia
2、lFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByLunLimeiSupervisedbyProf.LiDongweiProf.JiaoBinquanSpecialty:SafetyScienceandEngineeringCollegeofResourcesandEnvironmentalScienceofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaOctober2015重慶大學碩士學位論文中文摘要摘要工業(yè)化發(fā)展帶來
3、種種環(huán)境問題，其中Cr(VI)污染備受關(guān)注。物理、化學法在處理鉻渣的實際工程中，要么需要運行大型設(shè)備，消耗大量的能量；要么需要添加多種化學試劑，增加了環(huán)境污染的風險；生物技術(shù)因具有成本低、環(huán)境友好等特點受到了關(guān)注。本論文選育微桿菌（Microbacteriumsp.GM-1，簡稱GM-1），在深入了解其生長習性、礦化特性的基礎(chǔ)之上，將其引入鉻渣固化的過程中，探索生物礦化作用對于鉻渣無害化的效果。選育Microbacteriumsp.GM-1，在脲酶活性檢驗實驗的基礎(chǔ)上，分析其在含尿素、含鉻環(huán)境中的適應(yīng)能力。GM-1在脲
4、酶篩選培養(yǎng)基中的生長引發(fā)了尿素氮循環(huán)反應(yīng)，尿素中的N轉(zhuǎn)化至氨中，氨溶于水生成NH+-4和OH。利用“酚紅遇堿變紅”這一原理，反推尿素水解反應(yīng)事實，可以充分印證Microbacteriumsp.GM-1機體內(nèi)脲酶催化尿素水解的能力。Microbacteriumsp.GM-1搖瓶實驗中，不同含量（20、40、60、80、100g/L）的尿素溶液被加入到液體培養(yǎng)基中，測定Microbacteriumsp.GM-1的生長曲線；在含有60g/L尿素的環(huán)境中，Microbacteriumsp.GM-1體現(xiàn)出良好的適應(yīng)性。重復以上搖
5、瓶實驗，加入不同含量的六價鉻（0、100、200mg/L和120、140、160、180mg/L），從Microbacteriumsp.GM-1生長曲線判斷，當六價鉻Cr(VI)離子濃度高于120mg/L時，Microbacteriumsp.GM-1的生長明顯受到抑制。在靜態(tài)模擬Microbacteriumsp.GM-1礦化實驗中，將不同濃度的Ni2+（0、100、200μmol/L）添加至基礎(chǔ)培養(yǎng)液（NB+20g/L尿素）中，經(jīng)過搖瓶培養(yǎng)2天后，加入與尿素等摩爾濃度的CaCl2+2水溶液，具有不同Ni濃度的培養(yǎng)液中均
6、發(fā)現(xiàn)有白色沉淀物生成。經(jīng)XRD分析，其主要成分為CaCO2+3。比較沉淀量可知，Ni可以強化Microbacteriumsp.GM-1的礦化作用。設(shè)計正交實驗，選取4個影響因子，即Ni2+、尿素、pH和培養(yǎng)時間，探索Microbacteriumsp.GM-1礦化作用的優(yōu)化條件；比較正交實驗極差值可知，尿素對Microbacteriumsp.GM-1礦化作用影響最大，其次是培養(yǎng)時間，最后是Ni2+；比較正交實驗各組的Ca2+沉淀率可得，當Microbacteriumsp.GM-1在50μmol/LNi2+、60g/L尿素
7、、堿度為10的環(huán)境中培養(yǎng)96h時，可以收獲最多的礦化產(chǎn)物（CaCO3）。將Microbacteriumsp.GM-1引入鉻渣固化過程，探究Microbacteriumsp.GM-1生物礦化作用對于鉻渣固化的效果。將鉻渣、河砂、高嶺土按照一定質(zhì)量比（8:1:1）混合，壓模成型，制成鉻渣固化體，模具立體尺寸為2cm×2cm×2cm；在以上混合過程添加最優(yōu)條件下培養(yǎng)的Microbacteriumsp.GM-1菌液，固液比為7:1（m/v），I重慶大學碩士學位論文中文摘要并設(shè)置無菌組，兩組實驗試件均放置在室溫中進行為期28天的
8、養(yǎng)護，每隔7d在其表面對應(yīng)噴灑營養(yǎng)液（或水）。養(yǎng)護完成后，對固化體分別進行熱重分析、六價鉻化學形態(tài)分析、強度測試、六價鉻浸出毒性實驗。熱重分析結(jié)果顯示，有菌組樣品在600～700℃溫度區(qū)間質(zhì)量突減，正是碳酸鈣熱分解溫度，表明固化體中增加了碳酸鈣這一物質(zhì)，側(cè)面驗證了Microbacteriumsp.GM-1在鉻渣固化過程中成功發(fā)生了
