| 摘 要： | 以暹罗芽孢杆菌为研究对象,它具有较高的表面积/体积比,吸附性能良好。前人关于暹罗芽孢杆菌的研究多集中在它降解纤维素淀粉或抗菌方面,关于暹罗芽孢杆菌与放射性核素的作用及机制基本未涉及。利用等离子发射光谱和等离子发射光谱-质谱研究溶液初始pH值、铀初始浓度、菌体用量等因素对暹罗芽孢杆菌去除铀的影响及作用过程中菌体释放的生物磷与铀去除的关系;利用红外光谱和扫描电镜对与铀作用前后的暹罗芽孢杆菌形貌及基团变化进行表征;利用X射线光电子能谱和扫描电镜能谱分析菌体表面元素分布情况和元素价态,进而探讨暹罗芽孢杆菌对铀的去除机制。结果表明,由于不同pH条件下暹罗芽孢杆菌生长活性、铀存在形态和磷元素释放量的不同,其对铀的去除差异很大。在pH 5.0时,暹罗芽孢杆菌对铀的去除效果最好。菌体用量增加有利于暹罗芽孢杆菌对铀的去除。对实验结果进行Langmuir和Freundlich等温吸附拟合后发现:暹罗芽孢杆菌对铀的去除行为符合Langmuir等温吸附模型;铀浓度实验获得的最大吸附量高于理论计算的最大吸附量,说明暹罗芽孢杆菌对铀的去除可能是物理和化学行为的共同作用。暹罗芽孢杆菌能够有效去除水体中的铀,实验获得的最大去除率为96.5%,最高吸附量为450.3 mg·g~(-1),高于大部分已报道的用于吸附铀的芽孢杆菌。对反应前后菌体的扫描电镜测试发现,与铀作用后暹罗芽孢杆菌表面出现鳞片状沉淀, X射线光电子能谱和扫描电镜能谱分析表明该沉淀为含磷铀物质。结合红外光谱分析,推测暹罗芽孢杆菌去除铀的机制为:首先,通过静电作用铀被快速吸引到暹罗芽孢杆菌表面,随后以配位的形式被菌体上的磷酸基团、氨基、羟基、羧基等活性基团吸附,同时与菌体释放的含磷酸盐类物质相互作用,形成含磷铀沉淀而被固定至细菌表面。在此过程中,少部分六价铀被菌体释放的胞内物质还原成四价铀而发生沉降。推测菌体表面沉淀可能为铀的磷酸盐沉淀和含磷化合物与铀的络合物形成的混合物。
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