摘 要

目的：研究毛霉Mucor sp. salt1的生物质对六价铬和三价铬的吸附潜能，为自然界的铬污染的生物修复提供新的思路。方法：在合成的六价铬或三价铬溶液中，加入一定剂量的毛霉生物质，根据DPC法测定铬的去除效果。调查生物质的pH、菌龄、不同前处理、温度、剂量等因子对铬去除的影响。结果：Mucor sp. salt1的生物质在pH=1左右对于六价铬有较强的去除能力 ，在pH=3左右对于三价铬有一定的吸附性；Mucor sp. salt1的生物质对于六价铬的去除能力与制备生物质前的菌丝培养时间的关系不明显，即培养3天所得的生物质与培养7天所得的生物质在六价铬的去除能力上相当；盐酸对生物质进行预处理，可以提高其对六价铬的去除能力；总铬分析表明，生物质去除六价铬的能力很强，但吸附六价格和三价铬的能力较弱。结论：Mucor sp. salt1的生物质在六价铬的脱毒方面具有巨大潜能。

关键词：Mucor sp.；铬吸附；铬酸盐还原；脱毒；生物修复

Abstract

Objective: to investigate the potential of hexavalent and trivalent chromium adsorption by the biomass of Mucor sp. salt1 for new ideas of chromium pollution bioremediation. Method: the removal of hexavalent, trivalent chromium and total chromium by biomass was determined in synthetic solution, according to the DPC method. Effects of pH, age of mycelia, pre-treatment, temperature, dosage and other factors on chromium removal were investigated. Results: biomass of Mucor sp. salt1 showed strong removal of hexavalent chromium at pH 1 and weak removal of trivalent chromium at pH 3.0. The removal of hexavalent chromium was not associated with the age of biomass, in which three-day old biomass showed similar removal of hexavalent chromium to that by seven-day old biomass. Hydrochloric acid treatment could improve the removal of hexavalent chromium. Total chromium analysis revealed that the biomass was strong in removal of hexavalent chromium, but weak in removal of hexavalent and trivalent chromium. Conclusion: the biomass of Mucor sp. salt1 showed great potential in detoxification of hexavalent chromium.

Key words: Mucor sp.; chromium adsorption; chromate reduction; detoxification; bioremediation

目录

第1章 绪论 7

1.1 铬的发现应用及污染 7

1.1.1 铬的相关理化性质及应用 7

1.1.2 铬的应用所造成的污染 7

1.1.3铬污染的来源 7

1.1.4铬污染所造成的危害 8

1.2 铬污染的修复方法 8

1.2.1 物理法 9

1.2.2 化学法 9

1.2.3 生物修复 9

1.2.4实验思路 10

第2章 实验材料与方法 12

2.1仪器与试剂 12

2.1.1 仪器 12

2.1.2 其他实验用具 12

2.1.3化学试剂 12

2.1.4试剂的制备 13

2.2实验方法 13

2.2.1 溶液pH对生物质吸附铬离子的影响 13

2.2.2菌龄对生物质吸附铬离子的影响 13

2.2.3前处理对于生物质吸附铬离子的影响 14

2.2.4温度下生物质对于铬离子吸附的影响 14

2.2.5不同铬离子浓度对于一定量生物质吸附铬离子的影响 15

2.2.6生物质剂量对于铬离子吸附的影响 15

第3章 结果与分析 16

3.1经过筛选所得到的最优化条件 16

3.2 生物质剂量与铬离子浓度的效应 18

第4章 讨论 22

第5章 结论 24

参考文献 25

第1章 绪论

1.1 铬的发现应用及污染

铬于1798年发现，发现者因着迷于它在溶液中能产生的丰富的颜色，因此把它命名为chromium（铬），该词源于希腊词语chroma（颜色）^[1]。

1.1.1 铬的相关理化性质及应用

随着一种新元素的发现，激发了人们对于新元素的探索和应用的热情，铬的应用逐渐出现在人们的视野当中。铬多用于制不锈钢，铬按照不同的比例与其他金属材料混合可以产生各种不同的物理性质的合金，可用于多个方面；铬可以用来制造汽车零件；铬还可以用来制作磁带和录像带；同时铬还可以镀在金属上，防止金属锈蚀；宝石的不同色彩也来自于铬。铬多方面的应用带来的收益，效果是喜人的，但是一个隐患也渐渐的滋生，那就是铬所造成的污染^[1]。

1.1.2 铬的应用所造成的污染

工业的发展人们对铬金属的使用越来越广泛，铬金属资源已逐渐应用在各个邻域，对于铬应用所产生的废水和废渣缺少有效处理和回收，导致铬污染日益加重，对人们生活的环境造成了一定的破坏，渐渐影响到人们的正常生活，因此铬污染问题亟待有效解决。震惊世界的“水俣病”和“骨痛病”事件的起因就是因为铬污，因铬应用所产生的废渣缺乏有效的处理和回收，对周遭环境产生破坏，最终影响到了人类自身，这无疑给我们敲响了警钟^[2]。铬对生态环境危害极大的原因是由于铬作为一种重金属，难以被生物体所降解，因此会沿着食物链传递，并最终在食物链的顶端，即我们人类自身体内积累，而当积累达到一定的浓度时，就会破坏生物体正常生理代谢活动，危害生物体健康，所以最终毒害的是我们人类自己。因此，如何有效地处理铬重金属废水，回收金属铬已成为当今环保领域中的一个突出问题，亟待有效解决^[3]。

1.1.3铬污染的来源

铬污染来源于：一是自然来源，二是人为来源。自然来源主要是岩石风化产生的含铬金属的废渣浸入水体，对水体产生一定的污染，进而进入到食物链中；而人为污染来源主要是工业生产上对于铬的应用,如六价铬的诸多化合物被应用于制革、纺织品生产、印染以及镀铬等行业中,从而产生含铬的废液及废渣，这些都难以处理，从而在环境中积累。人为污染是铬污染的主要来源，如何控制污染源，减少污染，同时对污染物进行处理回收，这些至关重要，应该引起我们足够的重视^[4]。

1.1.4铬污染所造成的危害

铬对人体的危害极大。因为铬不容易被生物体所降解，因此能够在人体内积累，当积累到一定程度是容易引起各种症状如：铬过多的积累所导致铬中毒，容易引发肾功能衰竭和其他器官损坏；同时铬还容易引起皮肤各种并发症，如导致皮肤发红，肿胀，严重时还会导致皮肤溃烂；铬还对呼吸道有剧烈的刺激和腐蚀作用，容易导致呼吸道不畅，发炎等；同时铬还是致癌物质，长期接触容易诱导癌症的产生^[5]。

过量的铬进入植物体内对植物有严重的毒害作用，一般包括以下几个方面：一是过量的铬进入植物体内后，容易与生物活性大分子物质结合，改变了其生物活性（一般效果是使其活性降低），严重影响植物本身的正常机能；二是过量的铬进入植物内容对离子间原有的平衡系统产生严重的干扰，对正常离子的吸收、运输、渗透和调节等方面的功能产生严重的障碍，从而导致正常的代谢过程紊乱^[6]。经科学研究表明，低浓度的铬即可对植物体产生严重的毒害作用，高浓度的铬直接会抑制植物的生长或杀死植物^[7]。