抗辐射红树林内源真菌Fusarium sp.#ZZF51静/动态吸附钍(Ⅳ)研究

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重金属污染物对环境具有极大危害,其在废水中通过食物链的富集作用,严重威胁人类社会和自然环境。近几年,中外研究工作者广泛研究了吸附处理废水中的重金属离子,主要包括化学处理法和物理处理法等传统方法。但因传统法自身存在的缺陷,吸附成本高、吸附效果差、易造成二次污染等不足,大大制约了其实际应用,而生物吸附法以其高效、安全、清洁、廉价等优点逐渐被研究者和人们所关注。本论文以前期实验作为指导与参考,继续以红树林内源真菌Fusariumsp.#ZZF51作为生物吸附材料,考察该真菌对重金属钍(Ⅳ)离子的静态吸附性能,动态吸附特性以及柠檬酸化学修饰后的吸附。探索一条处理废水中钍(Ⅳ)离子的新途径,使其具有去除能力强、吸附成本低、选择效果好、实验操作安全、吸附剂来源广泛及环境友好的优点。在实际工业生产中,能为处理含重金属钍(Ⅳ)离子废水提供参考依据,并为将其能够顺利推广奠定基础。同时将通过吸附前后的红外光谱分析,探索受试真菌的吸附机理。以及通过建立合适的动力学模型及吸附平衡模型,描述受试菌对钍(Ⅳ)离子的平衡吸附行为。论文研究内容和实验结果如下:论文第一章对钍和含钍废水进行了介绍、讨论了论文的研究意义、分析国内外的研究现状以及生物吸附法。论文第二章介绍了真菌Fusarium sp.#ZZF51对废水中钍(Ⅳ)的静态吸附,通过实验研究表明:常温常压下,pH3.0,钍(Ⅳ)初始浓度50mg L-1,吸附剂0.2g,反应60min,最大吸附率为90.85%,对应吸附量为11.356mg g-1。吸附过程能很好的用二级反应动力学来解释。通过Langmuir、Freundlich、Temkin等温吸附模型对实验数据拟合,Temkin模型能更好的描述真菌对钍(Ⅳ)的平衡吸附行为。此外,通过比较真菌Fusarium sp.#ZZF51静态吸附前后的红外光谱,发现-C=O和-OH是主要的吸附基团。论文第三章介绍了真菌Fusarium sp.#ZZF51对废水中钍(Ⅳ)的动态吸附,通过实验研究表明:常温常压下,pH5.0,反应时间8h,初始钍浓度50mg L-1和活菌质量3.0g,对应吸附量为6.96mg g-1和吸附率79.24%。实验数据通过等温吸附模型和吸附动力学模型分析,准二级反应动力学模型能很好的解释吸附过程,Temkin等温吸附模型的拟合度为0.9983,为反应过程的最佳等温吸附模型。对比吸附前后的红外吸附光谱,-OH和-C=O在吸附过程中有重要贡献。论文第四章介绍了柠檬酸修饰的真菌Fusarium sp.#ZZF51对废水中钍(Ⅳ)的吸附,通过实验研究表明:常温常压下,在溶液pH4.5,钍(Ⅳ)初始浓度为50mgL-1,吸附剂0.03g,反应90min,最大吸附率可达90.87%,吸附量为75.47mg g-1。二级反应动力学模型能很好的解释吸附过程,Langmuir等温吸附模型的拟合度为0.9942,为反应过程的最佳等温吸附模型。红外光谱分析表明,-OH和-C=O是吸附剂真菌Fusarium sp.#ZZF51主要的吸附基团。论文第五章对静态吸附、动态吸附及柠檬酸改性三种方法吸附结果进行了比较。论文第六章对本论文的研究结果进行了总结,并对以后的研究进行展望。
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