水稻秸秆生物炭对亚铁氧化菌氧化亚铁协同三价锑氧化的影响

摘要

环境中的锑（Sb）主要以+3和+5价存在，其价态对其在环境中的毒性及生物有效性有着重要影响。亚铁（Fe(II)）在氧气（O2）、光照或微生物的催化氧化过程中可产生多种活性物质，这些活性物质可催化氧化毒性较强的Sb(III)为毒性较低的Sb(V)，从而有利于环境锑的解毒。
　　为此，本论文从锑污染土壤中富集分离出亚铁氧化菌（群），利用室内模拟实验研究了亚铁氧化菌介导的亚铁生物氧化协同三价锑的氧化，还探究了亚铁化学氧化对三价锑的协同氧化；在此基础上，探讨了不同热解温度下制备的水稻秸秆生物炭（BC）对该协同氧化性能的影响。本研究主要结果如下：
　　（1）高锑土壤中亚铁氧化菌的分离
　　以锑污染土壤为菌种来源，采用琼脂凝胶梯度管法、使用Modified Wolfe’s Mineral Medium(MWMM)专性培养基成功分离出亚铁氧化菌（群）。
　　（2）生物炭对氧气氧化Fe(II)协同Sb(III)氧化影响
　　生物炭可促进Fe(II)的氧化，表现在：与对照组（未加生物炭）相比，在0.25和0.5g/L添加量下，实验组300BC、500BC和700BC反应体系中Fe(II)的浓度分别减少了24.9和42.2％、15.3和29.5%及74.8和80.6%。更多的亚铁被氧化，会生成更多的活性物质而促进Sb(III)的氧化，表现在：与对照组相比，在0.25和0.5g/L添加量下，实验组300BC、500BC和700BC反应体系中Sb(III)的浓度分别减少了25.0和31.5%、11.8和18.3%及51.3和59.2%。
　　因此，生物炭可促进氧气氧化Fe(II)协同Sb(III)的氧化，其影响程度与其热解制备温度及添加量有关，大小依次为：在0.25g/L和0.5g/L添加量下，700BC>300BC>500BC;在300BC、500BC和700BC反应体系中，0.5g/L>0.25g/L。
　　（3）生物炭对亚铁氧化菌氧化Fe(II)协同Sb(III)氧化影响
　　在新鲜MWMM培养基中、5天的反应时间里，与对照组相比，实验组300BC、500BC和700BC反应体系中Sb(III)的浓度分别减少了21.1%、12.1%和15.9%。因此，生物炭可促进亚铁氧化菌氧化Fe(II)协同Sb(III)的氧化，其影响程度与生物炭的热解制备温度有关，大小依次为300BC>700BC>500BC。
　　通过本研究，为生物炭-微生物联用高效重金属污染修复技术提供理论基础。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究进展

1.3 研究目标

1.4 主要内容

1.5 技术路线

1.6 创新点

第2章 高锑土壤中亚铁氧化菌的分离

2.1 实验材料

2.2 实验方法

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第3章 生物炭对氧气氧化亚铁协同三价锑氧化影响

3.1 实验材料

3.2 实验方法

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第4章 生物炭对亚铁氧化菌氧化亚铁协同三价锑氧化影响

4.1 实验材料

4.2 实验方法

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

在读期间发表的学术论文及研究成果

致谢