海洋黑曲霉菌丝球对溶液中Cr(Ⅵ)的消除及其机理研究

来源 :浙江大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:naicha125
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
含Cr(Ⅵ)的废水毒性大,严重危害人体和动植物健康,亟需处理。目前处理Cr(Ⅵ)废水的方法,如化学法、物理法和电化学法,均存在一定的缺陷。生物法作为一种新型的处理方法,具有成本低、环境友好等优势,成为了 Cr(Ⅵ)废水处理中的研究热点。本文以课题组从东海分离筛选得到的海洋黑曲霉ZJUBE-1为研究对象,利用其菌丝球对溶液中的Cr(Ⅵ)进行消除,旨在找到合适的Cr(Ⅵ)消除条件,提高Cr(Ⅵ)消除效率,探究Cr(Ⅵ)消除机理。主要研究内容如下:(1)研究菌丝球培养条件,如温度、转速、孢子浓度与菌丝球大小的关系。通过控制培养条件(孢子接种浓度为102 ml-1、培养转速为160 rpm、培养温度为25℃)得到大小均一且机械强度高的菌丝球。利用菌丝球对溶液中的Cr(Ⅵ)进行消除实验,探究pH、Cr(Ⅵ)浓度、生物量对消除效率的影响。结果表明,pH越低、Cr(Ⅵ)浓度越低和生物量越大,Cr(Ⅵ)的消除效率越高;在pH1的反应条件下,48h内Cr(Ⅵ)的消除效率可达到100%。(2)利用菌丝球作为固定化载体固定光化学催化剂TiO2,在紫外光照射下催化还原Cr(Ⅵ)。结果发现,固定化的TiO2在0.5 h内对50 mg·L-1的Cr(Ⅵ)的消除效率为98.5%,远高于单独的菌丝球(52.6%)和TiO2(46.6%),说明菌丝球与TiO2协同催化Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)的效果佳,表明菌丝球是其他Cr(Ⅵ)消除剂的优异载体。(3)基于磷酸盐可以提高菌丝球在偏中性条件下对Cr(Ⅵ)的消除效率的实验现象,探究了磷酸盐存在条件下pH、温度、磷酸盐浓度对菌丝球消除Cr(Ⅵ)效率的影响。发现在反应pH为6、磷酸盐浓度为0.1 M、反应温度为35℃条件下,Cr(Ⅵ)的消除效率最高。随后,对上述三个因素进行了响应面分析,得到了Cr(Ⅵ)消除的最优条件为pH 6.2、磷酸盐浓度0.137 M、38.6℃,24 h内的消除效率为79.97%。(4)利用转录组和代谢组分析探究Cr(Ⅵ)的消除机理。结果发现,Cr(Ⅵ)处理的海洋黑曲霉菌丝球的氨基酸合成和代谢途径、内吞途径的相关基因明显上调,氨基酸、多肽及其类似物、有机酸等分子代谢途径增强;相比单一的Cr(Ⅵ)处理,磷酸盐和Cr(Ⅵ)共同处理后的海洋黑曲霉菌丝球中氧化还原酶活性相关基因明显上调。说明菌丝球可利用胞吞作用将Cr(Ⅵ)运输到胞内;菌丝球通过增强氨基酸、多肽及其类似物、有机酸等分子代谢途径,还原Cr(Ⅵ);磷酸盐的加入加强了海洋黑曲霉氧化还原酶的表达。
其他文献
分离纯化作为化工过程中最重要的过程之一,其中非极性气体以其高度相似的物理化学性质使得其高效分离成为目前工业上极具挑战力的难题。基于多孔材料的吸附分离技术是深冷精馏分离的补充或替代手段,在分离该化合物体系具有绿色、节能、高效等特点。金属-有机框架(MOFs)材料因其高度有序性、单元结构可设计性以及孔径尺寸精准可调控性等特点使其成为吸附分离领域研究的重点,而高热/化学稳定性差以及制备成本高等缺点极大地
学位
锂硫电池技术的高理论容量(1672 mA h g-1)比目前应用于锂离子电池的过渡金属氧化物阴极高出6倍,这使得它在运输与储能系统方面具有强大的吸引力,除此以外,锂硫电池还能提供较高的理论能量密度(2567 W h kg-1)。然而,每一项技术都有其缺陷,对于锂硫电池来说也是如此。尽管锂硫电池有着明显优势和良好的前景,目前仍存在一些问题阻碍了其实际应用,如硫的绝缘性能、硫变成硫化锂时的大体积膨胀、
学位
绩效管理作为一种崭新的管理理念和管理模式,是政府创新管理模式的重要举措之一。当前,从党中央、国务院、各级政府到税务总局,绩效管理一直扮演着重要角色,并在不断推动税收治理体系和治理能力现代化的进程中发挥着不可缺少的作用。2014年,国家税务总局正式在全税务系统推进开展绩效管理工作,这10多年来通过深入、广泛的开展税务绩效管理,税务绩效管理已成为税务机关加强各方面管理工作的重要着力点。但是随着实践的证
学位
期刊
乙烯、丙烯等低碳烯烃是重要的有机化工原料,全球范围内低碳烯烃的需求量近年来正逐年增加。目前,低碳烯烃主要以石油等化石燃料为原料制得,期间不可避免地产生大量二氧化碳(CO2)排放。以CO2作为碳源,通过加氢将其转化为低碳烯烃不仅可以减少温室气体排放,也符合我国当前的“双碳”战略。CO2加氢制备低碳烯烃的催化剂可以分为以CO为中间体的费托合成Fe基催化剂,以及以CH3OH为中间体的金属氧化物-分子筛双
学位
芳烃的氧化是许多工业生产中的关键反应,其产物是许多工业过程中的重要原料。以苯乙酮为例,它在香料、药品、树脂、催泪瓦斯等化工领域的生产中发挥着极为重要的作用。传统上多使用有毒的强氧化剂,如KMnO4、HNO3,但其使用成本高,产生的有毒废料多,违背绿色化学的理念。为了解决这个痛点,人们将目光转向了绿色催化氧化过程,致力于开发高效的非均相催化剂。研究表明,金属基催化剂可以在温和条件下对烷烃进行sp3
学位
为真正实现可持续的碳循环,直接使用间歇性可再生能源进行电化学CO2还原(CO2RR)大规模生产燃料和高附加值化合物是最为清洁的路径之一。尽管前景十分诱人,CO2RR仍面临着的主要挑战是CO2分子中相当惰性的碳氧双键(806 kJ mol-1),注定反应要经历漫长且复杂的基元步骤。其中,两个关键因素决定了整个过程的效率:电子,作为“燃料”携带电驱动力;质子,作为“钥匙”进攻O原子并解锁C=O键。碳基
学位
当前,火电机组和工业锅炉燃煤造成的湿烟羽排放对环境的影响受到了广泛关注。目前的湿烟羽治理技术虽然有一定的效果,但对其中的余热和水资源回收率较低。在当前节能减排的大环境下,如何高效回收湿烟气中的热能和水分成为治理湿烟羽的新思路。本文基于离子风强化传热原理和电除雾原理,采用线筒式电晕放电结构,通过自行设计的套管式换热器,以水为冷却介质,开展了电晕放电在干空气和湿空气环境下的强化传热实验研究,以及在湿空
学位
硅(Si)被认为是最有前景的锂离子电池负极材料之一。硅的关键问题可以归结为在嵌脱锂过程中剧烈的体积变化(300%)导致粘结失效,破坏电极结构的完整性,导致电接触失效,从而阻碍了硅负极的商业化。粘结剂设计是最有前景的解决策略之一,粘结剂对于保持电极和导电网络的机械完整性至关重要。传统的油溶性聚偏二氟乙烯(PVDF)粘结剂和水性的丁苯橡胶(SBR)/羧甲基纤维素钠(CMC)乳液不能适应这一体积变化,因
学位
发展和应用生物基聚合物可以从根本上治理“白色污染”、减少对石油资源的消耗,有利于碳达峰和碳中和的实现。由石油基对苯二甲酸(TPA)合成的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)逐渐被生物基聚合物取代。然而生物基聚合物如聚乳酸(PLA)、聚3-羟基烷酸酯(PHA)、聚丁二酸丁二酯(PBS)等由于缺少刚性芳香环结构,相比PET存在着力学性能差、耐热性差等缺点。从纤维素、糖类等生物质中制得的2,5-呋喃二甲酸(2
学位