微生物去除重金属污染的实验研究报告

微生物去除重金属污染的实验研究报告

摘要：利用实验室保存的菌株处理含六价铬和二价铜离子的废水，主要考察六价铬和二价铜离子的浓度、培养时间、外加碳源等因素对去除效果的影响，结果表明该菌株在30℃，培养72h对浓度为0.1-0.8mg/L的六价铬有较好的去除效果，而相同条件下该菌对二价铜离子去除效果不明显。关键词：六价铬、微生物吸附、铜

项目组成员：刘扬、许旭、冯雪梅、李青、吴玮。

指导教师：周本军。

专业年级：环境工程2008级。

所在学院：资源与环境工程学院。

一、实验目的、意义及内容

目的：传统的处理含铬废水的方法，一般处理费用较高且沉淀难以处理，易造成二次污染，尤其在处理浓度小于50mg/L的废水时，用传统的工艺处理效率不高且价格昂贵，而生物吸附在处理低浓度金属溶液时有其独特的优势。

意义：当前人们对微生物去除重金属的研究基本上还处于初级阶段，许多工业废水中含有较多的剧毒重金属离子（如Cr、Cu、Pb），而这些离子去除也比较困难，因此，对微生物去除重金属的实验研究具有重要的现实意义。

本实验研究的主要内容是以下几个方面：

目标菌株对不同浓度的含铬废水进行处理，确定最佳吸附浓度；

研究外加碳源的不同对目标菌株去除六价铬的影响；

研究培养时间的不同对目标菌株去除六价铬的影响；

综合上述三点考虑，进行正交实验，验证实验结果。

二、实验设备、仪器

水浴恒温摇床、分光光度计、电子天平、离心机、锥形瓶、烧杯、玻璃棒、密封纸、比色管、移液管、吸耳球等。铜标准溶液，二乙基二硫代氨基甲酸钠溶液，EDTA-柠檬酸铵溶液，氯化铵-氢氧化铵溶液，四氯化碳，磷酸二氢钾，磷酸二氢钾，氯化钠，硫酸氨，硫酸镁，氯化钙，七水硫酸亚铁，苯酚。

三、实验试剂与实验分析方法

丙酮、硫酸（1+1硫酸）、磷酸（1+1磷酸）、铬标准贮备液、铬标准溶液、二苯碳酰二肼、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、氯化钠、硫酸铵、硫酸镁、氯化钙、苯酚、菌种。六价铬的分析方法

采用二苯碳酰二肼分光光度法（GB 7467--87）。二乙基二硫代氨基甲酸钠分光光度法测量铜的含量（HJ485-2009）

五、实验步骤

（一）六价铬标准曲线的绘制

GB 7467—87

（二）培养基的制备

按以下顺序分别称量磷酸二氢钾0.5g、磷酸氢二钾0.5g、氯化钠0.2g、硫酸氨1.0g、硫酸镁0.2g、氯化钙0.2g、苯酚0.6g溶于1L蒸馏水中；

（三）剩余六价铬含量的测定

（1）取出摇床中中的锥形瓶，分别向编号为空白①至⑨和试样①至⑨的18个离心管中倒入适量体积的溶液，于5000rad/min的转速下离心20min；

（2）将离心好的溶液，用移液管分别移取10mL于18个50mL的比色管中，加水稀释至刻线，加入1+1硫酸0.5mL、1+1磷酸0.5mL，摇匀。加入2mL显色剂溶液，摇匀。5~10min后，于540nm波长下，用1cm比色皿，以水为参比，测定吸光度；

（3）将测得的空白吸光度与式样的吸光度进行对比，选出最佳去除效率时对应的毫升数。（四）微生物去除六价铬影响因素研究

主要考察六价铬的浓度、培养时间、外加碳源等因素对去除效果的影响。

2、剩余六价铬含量的测定

测定方法同（二）中剩余六价铬含量的测定方法

六、实验结果与讨论

（一）铬标准曲线的绘制

按（GB 7467--87）绘制铬的标准曲线结果见表一和图一：

表一：铬标准曲线

图一：铬标准曲线

从图一和表一中可以看出铬标准曲相关性为0.9994满足要求。

（二）六价铬浓度对去除效果的影响

（1）配置培养基，分别倒到18个锥形瓶中，每个锥形瓶中溶液的量为150mL，分别编号为试样①至试样⑨、空白①至空白⑨；

（2）分别向试样①至⑨中加入0.1mL、0.2mL、0.3 mL、0.4 mL、0.5 mL、0.6 mL、0.7 mL、0.8 mL、0.9 mL铬标准贮备液和1 mL的菌液，而空白①至⑨中只分别加入0.1mL、0.2mL、0.3 mL、0.4 mL、0.5 mL、0.6 mL、0.7 mL、0.8 mL、0.9 mL铬标准贮备液，并将锥形瓶分别密封，置于水浴恒温摇床中震荡三天，其温度设置为30℃，转速为150rad/min。结果见表2：

表2：六价铬浓度对去除效果

表2中可以看出目标菌株对不同浓度的六价铬均有较好的去除效果，尤其是对0.8（mg/L）六价铬的去除效果可以达到85.5%。

（三）培养时间的六价铬去除效果的影响

取6个锥形瓶，编号空白①~③，试样①~③，分别向其中倒入150mL的溶液，且向试样①~③中加入六价铬最佳吸附效果时对应的毫升数和1mL的菌液，而向空白①~③中只加入与试样中相同含量的铬溶液，密封后，置于水浴恒温摇床中，空白①和试样①培养一天，空白②和试样②培养两天，空白③和试样③培养四天，其温度设置为30℃，转速为140rad/min。结果见表3：

表3：培养时间的六价铬去除效果的影响

从表三中可以看出培养的第一天，去除率只有55.%，而第二天达到89.6%，第三天趋于稳定达到85..5%，第四天开始下降只有28.5%，可能的原因是微生物已经消耗完营养开始死亡。（四）外加碳源对六价铬去除效果的影响影

配制三份1L培养液，编号（1）、（2）、（3），且向（1）至（3）号烧杯中加入0.2g、0.4g、0.8g苯酚；取6个锥形瓶分别编号为空白①~③，试样①~③，分别向空白①和试样①中倒入烧杯（1）中的溶液150mL，向空白②和试样②中倒入烧杯（2）中的溶液150mL，分别向空白③和试样③中倒入烧杯（3）中的溶液150mL，且向试样①~③中加入六价铬最佳吸附效果时对应的毫升数和1mL的菌液，而向空白①~③中只加入与试样中相同含量的铬溶液，密封后，置于水浴恒温摇床中震荡三天，其温度设置为30℃，转速为140rad/min。结果见表4：

表4：外加碳源对六价铬去除效果的影响

从表中可以看出，外加碳源对对六价铬去除效果影响较大，在0.2-0.8g/L范围内，菌株可以很好地去除六价铬，而超过1g/L后，去除效果明显下降，可能是菌株生长受高浓度碳源抑制导致。（五）三因素对六价铬去除效果的影响正交试验

取18个锥形瓶分别编号为空白①~⑨，试样①~⑨，分别向空白①②③和试样①②③中倒入烧杯（1）中的溶液150mL，向空白④⑤⑥和试样④⑤⑥中倒入烧杯（2）中的溶液150mL，分别向空白⑦⑧⑨和试样⑦⑧⑨中倒入烧杯（3）中的溶液150mL，且向试样①②③中加入0.4mL 的铬标准贮备液和1mL的菌液，而向空白①②③中只加入0.4mL的铬标准贮备液，密封；向试样④⑤⑥中加入0.6mL的铬标准贮备液和1mL的菌液，向空白④⑤⑥只加入0.6mL的铬标准贮备液，密封；向试样⑦⑧⑨中加入0.8mL的铬标准贮备液和1mL的菌液，而向空白⑦⑧⑨只加入0.6mL的铬标准贮备液，密封；将其置于水浴恒温摇床中，空白①④⑦和试样①④⑦培养