腐殖质还原菌去除铀矿冶废水中U(Ⅵ)的效能与机制试验研究

摘要

铀尾矿中铀的迁移释放是一个复杂的物理、化学、生物相互作用过程。自然环境中普遍存在的微生物，在修复铀污染方面有巨大的应用潜力。目前利用微生物还原U(VI)极受关注，其中腐殖质还原菌(HRB)的腐殖质呼吸代谢模式就是一个研究热点。调查研究表明，腐殖质可在腐殖质还原菌与可还原态污染物（如U(VI)）之间充当电子穿梭体，显著促进这些污染物还原。
　　研究工作通过驯化荷花池底泥得到了富含腐殖质还原菌的污泥，并进一步分离得到了腐殖质还原菌。试验探讨了腐殖质还原菌去除U(VI)的特性与效果。单因素试验考察了温度、pH、AQS、U(VI)浓度、电子供体、共存离子等对腐殖质还原菌去除U(VI)的影响，并通过正交试验又重点考察了温度、pH、AQS、电子供体乳酸钠、U(VI)浓度等因素对腐殖质还原菌去除U(VI)的影响。试验结果表明，低浓度的U(VI)去除效率更高，其去除U(VI)的最佳条件为温度30℃左右， pH6.0左右，AQS1.0 mmol/L，乳酸钠浓度5 mmol/L。连续去除U(VI)的试验结果表明，腐殖质还原菌对低浓度U(VI)有很好的去除效果，在初次去除U(VI)试验中，80 h内U(VI)的去除率达到93％以上，二次去除U(VI)试验中，96 h内U(VI)的去除率仍接近60%，去除U(VI)的容量有大幅增加，总去除U(VI)容量约为300 mg/g，显示其是生物修复和固定污染水体中溶解性U(VI)的良好选择。
　　研究工作进一步探讨了腐殖质还原菌还原U(VI)的机理。腐殖质还原菌除铀的主要途径分析试验结果显示，在60 h内，富集菌液对U(VI)的去除率约85%，电子传递还原U(VI)途径对U(VI)的去除率约为61%，EPS吸附U(VI)途径约为41%，可见其去除U(VI)的主要途径是电子传递还原U(VI)途径。红外光谱分析表明，羧基、酰胺基和磷酸基团是腐殖质还原菌除铀过程中占主导地位的官能团。

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第1章 绪 论

1.1 概述

1.2铀矿冶废水中铀的来源与污染现状

1.3铀废水处理的主要方法

1.4 腐殖质与腐殖质还原菌

1.5研究内容、方法与意义

第2章 腐殖质还原菌的分离与富集驯化

2.1 试验材料与试验方法

2.2 试验结果与分析

2.3 本章小结

第3章 富含腐殖质还原菌污泥去除U(VI)的性能试验

3.1 试验材料和方法

3.2 试验结果与讨论

3.3 本章小结

第 4 章 腐殖质还原菌去除U(VI)的机理分析试验

4.1 材料与方法

4.2 试验结果与分析

4.3 本章小结

第 5 章 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

参考文献

附录1 污泥浓度测定方法（重量法）

附录2 稀释培养计数法（MPN法）

附录3 AHQS的测定方法

附录4 AHQS标准曲线

附录5 铀标准溶液的配制及测定方法

附录6 铀标准曲线

附录7 已发论文及参与科研项目

致谢