稀土离子的微生物吸附及其相互作用

论文摘要

利用稀释平板分离法从土壤中筛选出了2株吸附稀土离子La3+、Ce3+的菌株R菌和782菌。经过初步的生理生化鉴定,2株菌分别属土壤杆菌属和诺卡氏菌属。R菌和782菌对稀土离子的吸附工艺条件试验的结果表明,R菌对La3+、Ce3+的吸附的最佳吸附条件为,La3+、Ce3+初始浓度分别为15mg/L、10mg/L,菌龄36h,温度30℃,转速150rpm,pH 6.8,15mg/mL菌体（以干重计）,吸附时间2h;782菌La3+、Ce3+的吸附的最佳吸附条件为,La3+、Ce3+的初始浓度均为15mg/L,菌龄4d,温度30℃,转速150rpm,pH6.8,15mg/mL菌体（以干重计）,吸附时间2h。通过对优化条件下2菌吸附能力的试验发现,在优化条件下,R菌对La3+、Ce3+的吸附量分别为35.34mg/g、31.74mg/g,782菌对La3+、Ce3+的吸附量分别为37.22 mg/g、43.19mg/g。2株菌选择性吸附稀土离子的实验结果表明,R菌和782菌对稀土离子的选择性吸附能力不高。通过对活性菌体和非活性菌体吸附情况的比较发现,R菌灭活之后的吸附量有一定的下降,而782基本上没有什么变化。解吸实验和菌株的预处理试验结果表明,加入解吸剂柠檬酸钠、草酸钾、EDTA都能较好的解吸稀土离子,其解吸率均达到80%以上;菌体用酸预处理后这2株菌的吸附量有所降低,而用碱处理后782菌对La3+、Ce3+吸附量比对照提高了1.18%、0.53%。2菌株对稀土离子La3+、Ce3+的吸附分为两个过程是:首先是一个快速的吸附过程,在吸附的15min内,吸附量有很大的提高,而在第二个阶段,从15min到45min内,吸附量的增加速度很慢,在45min时就已基本达到平衡,其吸附动力学过程可以用拟二级速度方程来描述（R2均大于0.99）。利用试验所得的数据对经典的吸附模型进行了拟合,发现R菌和782菌都对Langmuri模型拟合程度较好,而对Frendlich模型拟合比较差。通过稀土离子对2菌株生长影响的实验,结果表明加入30μmol/L的La3+、Ce3+可以延长菌株的稳定期,推迟进入衰亡期的时间,抑制782菌丝球的增大。在稀土离子的存在时,且发现R菌和782菌均能够分泌红色色素;在R菌和782菌的稀土离子耐受试验中,得出R菌对La3+、Ce3+的耐受浓度分别为80mg/L、120mg/L,782菌对La3+、Ce3+的耐受浓度分别为100 mg/L、120 mg/L。另外还发现了稀土离子对2菌株蛋白质表达有一定的影响,主要表现在对蛋白质表达量上的差异,尤其是稀土离子对R菌的蛋白质表达影响较大。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• 1.文献综述
• 1.1 微生物对重金属离子的生物吸附
• 1.1.1 微生物吸附重金属离子的机理
• 1.1.2 微生物吸附的影响因素
• 1.1.3 微生物吸附金属离子的等温吸附模型
• 1.1.4 微生物对稀土离子的吸附
• 1.1.4.1 稀土离子与生物大分子的络合作用
• 1.1.4.2 微生物对稀土离子吸附的研究现状
• 1.2 稀土离子对植物生长的影响
• 1.3 稀土离子对动物生长的作用
• 1.4 稀土对微生物生长的作用
• 1.4.1 稀土对微生物生长的促进作用
• 1.4.2 稀土对微生物生长的抑制作用
• 3+、Ce³⁺的微生物吸附研究'>2.稀土离子La³⁺、Ce³⁺的微生物吸附研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.1.1 土样
• 2.1.1.2 培养基
• 2.1.1.3 主要的化学药品及试剂
• 2.1.1.4 主要的实验仪器
• 2.1.2 实验方法
• 2.1.2.1 菌株的筛选及其鉴定
• 3+、Ce³⁺离子的测定'>2.1.2.2 La³⁺、Ce³⁺离子的测定
• 3+、Ce³⁺的测定'>2.1.2.3 混合稀土离子溶液中La³⁺、Ce³⁺的测定
• 2.1.2.4 吸附试验
• 2.1.2.5 解吸试验
• 2.1.2.6 吸附稀土离子的计算
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 筛选的菌株及其鉴定
• 2.2.2 吸附工艺条件试验
• 3+、Ce³⁺影响'>2.2.2.1 预处理对R菌和782菌吸附稀土离子La³⁺、Ce³⁺影响
• 2.2.2.2 稀土离子初始浓度对吸附的影响
• 2.2.2.3 吸附时间对吸附的影响
• 2.2.2.4 pH对吸附的影响
• 2.2.2.5 菌体浓度对吸附的影响
• 2.2.2.6 温度对吸附的影响
• 2.2.2.7 菌龄对吸附的影响
• 3+、Ce³⁺的吸附情况'>2.2.2.8 最优吸附条件下R菌和782菌对稀土离子La³⁺、Ce³⁺的吸附情况
• 3+、Ce³⁺的选择性吸附'>2.2.3 R菌和782菌对稀土离子La³⁺、Ce³⁺的选择性吸附
• 2.2.4 活性菌体与灭活菌体对稀土离子吸附的区别
• 2.2.5 解吸试验
• 2.3 小结与讨论
• 2.3.1 小结
• 2.3.2 讨论
• 3 R菌和782菌吸附稀土离子的动力学研究
• 3+、Ce³⁺的吸附动力学规律'>3.1 R菌和782菌对稀土离子La³⁺、Ce³⁺的吸附动力学规律
• 3.2 吸附过程对经典等温模型的拟合
• 3.3 小结与讨论
• 3.3.1 小结
• 3.3.2 讨论
• 3+、Ce³⁺对R菌和782菌生长的影响'>4 稀土离子La³⁺、Ce³⁺对R菌和782菌生长的影响
• 4.1 实验材料与方法
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 实验方法
• 4.1.2.1 生长曲线的测定
• 4.1.2.2 菌株对稀土离子的耐受性实验
• 4.1.2.3 菌丝球直径的测量方法
• 4.1.2.4 全蛋白的提取
• 4.1.2.5 蛋白质浓度的测定
• 4.1.2.6 SDS-PAGE电泳
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 R菌和782菌的菌落特征
• 4.2.2 稀土离子对R菌和782菌生长曲线的影响
• 4.2.3 稀土离子对782菌菌丝球直径的影响
• 3+、Ce³⁺的耐受试验'>4.2.4 R菌和782菌对稀土离子La³⁺、Ce³⁺的耐受试验
• 4.2.5 稀土离子对R菌和782菌全蛋白表达的影响
• 4.3 小结与讨论
• 4.3.1 小结
• 4.3.2 讨论
• 5.结论
• 参考文献:
• ABSTRACT