磷矿石中重金属元素检测及其抗性菌研究

论文摘要

以磷矿石为主要原料生产的饲料级磷酸钙中的钙磷容易被动物吸收,是常用的钙磷饲料。目前,我国每年约有80万吨磷矿石及其产品磷酸钙出口,且有逐年增长趋势。在出口检疫方面,国外客户要求对重金属元素进行痕量检测,但目前还没有统一的国际标准及国家标准和行业标准。为了解决磷矿石及其产品在出入境检验检疫中有关痕量元素测定的难题,本研究创新地采用GFAAS法（石墨炉原子吸收光谱法）测定了矿物饲料磷酸钙（磷矿石）中痕量的铅、镉、铬等离子;采用HG-AFS法（氢化物发生—原子荧光法）测定了矿物饲料磷酸钙（磷矿石）中痕量的砷和汞离子。建立了磷矿石中铅、镉、铬、砷、汞等离子的痕量检测方法,使检出限分别降低到:铅1.84 ng/mL、镉0.27 ng/mL、铬2.55 ng/mL、砷0.18ng/mL、汞0.06ng/mL。确定采用基体匹配方式配置标准曲线,既在标准溶液中,加入相应浓度的氧化钙和磷酸氢二铵。各元素测定相对标准偏差在1.98%-8.15%,回收率在90.5%-105.8%之间。大量的生产和使用磷肥及饲料添加剂磷酸钙,必将会造成磷矿石中的有毒、有害元素及化合物在生物圈中的释放及对包括动物、植物、土壤、大气及水在内的生态环境的污染,继而危害到人类的身体健康。因此,有效控制重金属元素在环境中扩散、污染,已成当务之急。本研究采用微生物学法从污泥等污染环境中,通过生物耐受性驯化、诱导,培育出了对砷、铬、镉、汞、铅等有毒元素具有抗性的微生物,其中霉菌4株、细菌5株。原子吸收光谱及原子荧光光度计检测结果发现:就同一种元素而言,霉菌抗性强于细菌一倍左右。霉菌对几种有毒元素的普遍耐受浓度在600 ug/mL左右,而细菌在300 ug/mL左右;就几种元素间比较,微生物对As5+离子的耐受度高,对Hg2+离子的耐受度低。真菌抗重金属能力要强于细菌,且性状稳定,而细菌遗传性状不稳,易在传代中失去抗性。这些抗性微生物有望应用于被重金属污染的水体及土壤。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 磷矿石中有毒痕量元素检测及其生物修复的研究进展
• 1.1 磷矿石中有毒痕量元素检测
• 1.2 磷矿石中重金属元素的污染危害
• 1.3 重金属元素的微生物修复
• 1.4 本论文研究目的
• 第二章 磷矿石中有毒有害重金属元素的检测
• 2.1 溶样方法的可行性研究
• 2.1.1 主要仪器与试剂
• 2.1.2 方法与步骤
• 2.1.3 结果与讨论
• 2.2 仪器工作条件的选择
• 2.2.1 主要仪器
• 2.2.2 方法与步骤
• 2.2.3 结果与讨论
• 2.3 重金属元素的检测
• 2.3.1 主要仪器与试剂
• 2.3.2 方法与步骤
• 2.3.3 结果与讨论
• 第三章 磷矿石中重金属抗性菌的筛选
• 3.1 重金属抗性菌的分离纯化
• 3.1.1 实验材料与培养基
• 3.1.2 实验方法与步骤
• 3.1.3 结果与讨论
• 3.2 磷矿石中重金属抗性菌的筛选
• 3.2.1 材料和培养基
• 3.2.2 方法与步骤
• 3.2.3 结果与讨论
• 第四章 抗性菌株对重金属元素去除率的影响因素研究
• 4.1 菌株与培养基
• 4.1.1 菌株
• 4.1.2 培养基
• 4.2 方法与步骤
• 4.2.1 最优pH 值的选择
• 4.2.2 最佳温度的选择
• 4.2.3 最佳培养时间的选择
• 4.2.4 菌体可溶性糖含量的测定
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 最佳PH 值的选择
• 4.3.2 最佳温度的选择
• 4.3.3 最适反应时间
• 4.3.4 重金属离子浓度对菌体含糖量的影响
• 第五章 菌种鉴定
• 5.1 抗重金属细菌菌种鉴定
• 5.1.1 仪器鉴定方法原理
• 5.1.2 培养基和试剂
• 5.1.3 方法与步骤
• 5.1.4 鉴定结果
• 5.2 抗重金属霉菌菌种鉴定
• 5.2.1 实验菌株
• 5.2.2 鉴定方法
• 5.2.3 鉴定结果
• 第六章 抗性菌株对磷矿石中重金属离子的去除率
• 6.1 材料与方法
• 6.2 结果与讨论
• 第七章 结论
• 参考文献
• 验证试验
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况