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为获得吸附Cd2+和Cr6+效率高及耐受性好的草分枝杆菌菌株,本文利用紫外诱变技术诱变草分枝杆菌,并以草分枝杆菌突变菌株作为吸附剂,研究该突变菌株对Cd2+和Cr6+的吸附特性,并对其吸附机理进行初步探讨。
采用紫外诱变技术诱变草分枝杆菌,并利用耐受性初筛和吸附性能复筛实验筛选出吸附Cd2+和Cr6+效率高的草分枝杆菌突变菌株。结果表明:当紫外照射波长为253.7 nm、照射距离为30 cm时,草分枝杆菌的最佳诱变时间为5 min。经耐受性初筛和吸附性能复筛实验,最终确定突变菌株9＃为所需要的目的菌株,并且突变菌株9＃吸附Cd2+的效率比出发菌株吸附Cd2+的效率提高9.14％,吸附Cr6+的效率比出发菌株吸附Cr6+的效率提高10.75％。
测定突变菌株9＃和出发菌株的生长周期,结果表明:突变菌株9＃只需培养48 h便可达到稳定生长期的最大生长量,比出发菌株快72 h。遗传稳定性分析结果表明:突变菌株9＃经过连续5代培养后,吸附Cd2+和Cr6+的能力稳定。
考察溶液pH值、菌体用量、温度、金属离子初始浓度、吸附时间、共存阳离子对突变菌株9＃吸附Cd2+和Cr6+的影响。结果表明:当Cd2+初始浓度为20mg·L-1、pH值为4.00、菌体用量为10 g·L-1、温度为30℃、吸附2 h,吸附率可达到90.94％;当Cr6+初始浓度为300 mg·L-1、pH值为6.00、菌体用量为10 g·L-1、温度为30℃、吸附2 h,吸附率可达到94.22％。
在Cd2+最佳吸附条件下,Ca2+、Na+、K+、Zn2+、Cu2+、Mg2+各离子的加入均会抑制突变菌株9＃对 Cd2+的吸附,其中Zn2+抑制作用表现最强。在Cr6+的最佳吸附条件下,Ca2+、Na+、K+、Zn2+、Cu2+、Mg2+各离子的加入同样会抑制突变菌株9＃对Cr6+的吸附,其中Ca2+抑制作用表现最明显。
草分枝杆菌出发菌株、突变菌株9＃吸附重金属离子后的扫描电镜观察结果表明,菌体细胞的形状变得不规则,表面黏有絮状物,并紧密联结在一起。
表面能谱图分析表明,吸附Cd2+后,草分枝杆菌出发菌株、突变菌株9＃的细胞表面均在3.15 KeV处出现Cd峰,突变菌株9＃吸附Cd的量高于草分枝杆菌出发菌株吸附Cd的量。吸附Cr6+后,草分枝杆菌出发菌株、突变菌株9＃的细胞表面均在5.40 KeV处出现Cr峰,突变菌株9＃吸附Cr的量高于草分枝杆菌出发菌株。
采用紫外诱变技术诱变草分枝杆菌,并利用耐受性初筛和吸附性能复筛实验筛选出吸附Cd2+和Cr6+效率高的草分枝杆菌突变菌株。结果表明:当紫外照射波长为253.7 nm、照射距离为30 cm时,草分枝杆菌的最佳诱变时间为5 min。经耐受性初筛和吸附性能复筛实验,最终确定突变菌株9＃为所需要的目的菌株,并且突变菌株9＃吸附Cd2+的效率比出发菌株吸附Cd2+的效率提高9.14％,吸附Cr6+的效率比出发菌株吸附Cr6+的效率提高10.75％。
测定突变菌株9＃和出发菌株的生长周期,结果表明:突变菌株9＃只需培养48 h便可达到稳定生长期的最大生长量,比出发菌株快72 h。遗传稳定性分析结果表明:突变菌株9＃经过连续5代培养后,吸附Cd2+和Cr6+的能力稳定。
考察溶液pH值、菌体用量、温度、金属离子初始浓度、吸附时间、共存阳离子对突变菌株9＃吸附Cd2+和Cr6+的影响。结果表明:当Cd2+初始浓度为20mg·L-1、pH值为4.00、菌体用量为10 g·L-1、温度为30℃、吸附2 h,吸附率可达到90.94％;当Cr6+初始浓度为300 mg·L-1、pH值为6.00、菌体用量为10 g·L-1、温度为30℃、吸附2 h,吸附率可达到94.22％。
在Cd2+最佳吸附条件下,Ca2+、Na+、K+、Zn2+、Cu2+、Mg2+各离子的加入均会抑制突变菌株9＃对 Cd2+的吸附,其中Zn2+抑制作用表现最强。在Cr6+的最佳吸附条件下,Ca2+、Na+、K+、Zn2+、Cu2+、Mg2+各离子的加入同样会抑制突变菌株9＃对Cr6+的吸附,其中Ca2+抑制作用表现最明显。
草分枝杆菌出发菌株、突变菌株9＃吸附重金属离子后的扫描电镜观察结果表明,菌体细胞的形状变得不规则,表面黏有絮状物,并紧密联结在一起。
表面能谱图分析表明,吸附Cd2+后,草分枝杆菌出发菌株、突变菌株9＃的细胞表面均在3.15 KeV处出现Cd峰,突变菌株9＃吸附Cd的量高于草分枝杆菌出发菌株吸附Cd的量。吸附Cr6+后,草分枝杆菌出发菌株、突变菌株9＃的细胞表面均在5.40 KeV处出现Cr峰,突变菌株9＃吸附Cr的量高于草分枝杆菌出发菌株。