蒙脱石-碳酸盐矿化菌对Sr2+、Pb2+的联合滞固研究

摘要

土壤重金属污染日益严重，治理重金属污染的任务迫在眉睫。本研究以Sr2+、Pb2+等常见重金属离子为代表，基于蒙脱石对重金属离子的快速吸附和碳酸盐矿化菌的高效矿化，将二者结合构建缓存滞留和矿化固定的蒙脱石-碳酸盐矿化菌体系，开展该体系对Sr2+、Pb2+等重金属离子的吸附—溶出—矿化系列行为过程及对重金属离子的滞/固特性研究。
　　通过从无污染土壤中分离的碳酸盐矿化菌对Sr2+、Pb2+的矿化特性研究发现，最终矿化率分别可达94.0％和34.4%以上，产物主要为碳酸盐晶体。
　　对 Sr2+、Pb2+的吸附实验数据进行曲线拟合，探讨在目标离子的不同浓度下，计算得出不同吸附率时蒙脱石最佳添加量，可为实际治理重金属污染提供一定的数据参考。
　　通过蒙脱石-碳酸盐矿化菌体系对Sr2+、Pb2+的联合滞/固效果分析，结果表明：蒙脱石-克雷伯氏菌体系的滞/固效果较好，最终 Sr2+、Pb2+去除率分别为94.5%、90.0%，克雷伯氏菌对Sr2+、Pb2+的矿化率分别可达79.2%、87.3%。
　　根据Sr2+、Pb2+吸附实验的拟合曲线，制备获得锶/铅蒙脱石，与碳酸盐矿化菌构建锶/铅蒙脱石-碳酸盐矿化菌体系，对锶/铅蒙脱石中Sr2+、Pb2+的溶出特性及碳酸盐矿化菌对目标离子的矿化特性研究，结果发现：Sr-M2+克雷伯氏菌组的溶出率、固化率分别可达89.1、88.9%，Pb-M2+克雷伯氏菌组的溶出率、固化率均高于92.0%。可见，锶/铅蒙脱石溶出的Sr2+、Pb2+绝大部分可被矿化，且碳酸盐矿化菌的加入促进锶蒙脱石中Sr2+的快速溶出。
　　本研究初步探讨了蒙脱石快速吸附、碳酸盐矿化菌固化重金属离子及二者相结合构建蒙脱石-碳酸盐矿化菌体系对重金属离子的滞/固机制，将有望为实际突发性重金属、核素污染的快速原位治理提供一定的基础参考。

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1 绪论

1.1 土壤中Sr2+、Pb2+污染及修复现状

1.2 土壤粘土矿物概述

1.3 蒙脱石/微生物治理Sr2+、Pb2+污染研究现状

1.4 课题研究目的及意义

1.5 课题研究内容及技术路线

2 碳酸盐矿化菌的分纯鉴定及生长特性

2.1 实验材料与方法

2.2 结果与分析

2.3 本章小结

3 碳酸盐矿化菌对Sr2+、Pb2+的矿化特性分析

3.1 实验材料与方法

3.2 结果与分析

3.3 本章小结

4 蒙脱石的吸附特性

4.1 实验材料与方法

4.2 结果与分析

4.3 本章小结

5 蒙脱石-碳酸盐矿化菌体系的滞/固特性

5.1 实验材料与方法

5.2 结果与分析

5.3 本章小结

6 蒙脱石-碳酸盐矿化菌体系的溶/固特性

6.1 实验材料与方法

6.2 结果与分析

6.3 本章小结

7 蒙脱石-碳酸盐矿化菌体系机理探讨

7.1 碳酸盐矿化菌对Sr2+、Pb2+矿化作用机理

7.2 蒙脱石-碳酸盐矿化菌的滞/固效果分析

7.3 溶/固行为过程机理探讨

7.4 锶/铅蒙脱石-碳酸盐矿化菌的非接触实验

结论

下一步研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果