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微生物吸附铀的机理研究现状

第!"卷!第#期!$$%年&&月铀!矿!冶

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基金项目!国家自然科学基金资助项目!编号"&$#:"$8=#$湖南省教育厅资助项目!编号"$#?"#9#

$湖南省自然科学基金资助项目!编号"$"L L 8$$9#

#%作者简介!杨!晶!&9=!&#

$女$河北省邯郸市人$在读硕士研究生$研究方向为水处理理论与技术%微生物吸附铀的机理研究现状

杨!晶!谢水波!王清良!周星火!胡!轶!张!纯

!南华大学建筑工程与资源环境学院$湖南衡阳#!&$$&

#摘要!铀水冶生产过程中产生一定的废物$其中的放射性核素能对地表水和地下水构成长期潜在危害%微生物对铀的吸附作用可用于降低水中铀的浓度达到环境保护的目的%探讨了微生物对铀的被动吸附机理$论述了其表面配合’氧化还原’无机微沉淀及离子交换等过程$并进行了展望%关键词!铀(生物吸附(机理

中图分类号!019#&6!&!文献标识码!)!文章编号!&

$$$=$%8!!$$%#$#$&9!$#!!铀矿冶生产过程中产生一定的废物$

其中的放射性核素不可避免地进入环境水体$这些核素进入环境后$将对生态环境和人类健康构成潜在的危害%因此$如何清除水体中的低浓度铀已成

为众多学者所关注的重要问题)

&*

%现就微生物吸附铀的机理进行讨论%

!!铀在水体中的存在形式与去除方法

由于排放源的不同$水体中铀的浓度也不尽相同$但铀存在形态基本类似$主要是以’!.#和’!/#

!种价态与其它金属化合物或氧化物共存%其中’!/#

容易与无机碳形成稳定的配合物$最终形成沉淀$而’!.#则通常以’N !

!H

铀酰离子形式存在$可溶性较好$不容易去除$水体

除铀也主要指’!.#

及其化合物的去除%核素铀污染处置的方法主要包括物理方法’化学方法和生物方法$如沸石吸附’离子交换’溶剂萃取等%但物理化学方法成本较高$易造成二次污染$且难以用于治理环境中的面污染%生物吸附!c D 4C 4K [X D 4E #是指通过一系列生物化学作用使重金属离子被微生物细胞吸附的过程%这一概

念于&9#9年首先由(W I T T 4U X )!*

等人提出$

他用活性污泥法从废水中回收了!89

描述了在清除污染的过程中增长的微生物+有巨大表面积的胶状基质能吸收放射性物质,%大量研究表明$一些微生物$如细菌’真菌和藻类等对包括铀在内的金

属离子都有很强的吸附能力)

8*

%生物吸附法材料来源广泛$成本低(吸附速度快’吸附量大’处理效率高’[R 值和温度范围宽(用一般的化学方法就可以解吸生物材料上吸附的金属离子$且解吸后的生物材料可再利用%

"!生物吸附铀的机理

生物体吸附铀酰离子的过程主要有!个阶

段)

#*

"首先是铀酰离子在细胞表面的吸附$即细胞外多聚物’细胞壁上的官能基团与铀酰离子结合的被动吸附(然后是活体细胞的主动吸附$即细胞表面吸附的铀酰离子与细胞表面的某些酶相结合而转移至细胞内$它包括传输和沉积%

"#!!表面配合机理

当生物体暴露在铀酰溶液中时$与铀酰离子接触的首先是细胞壁$细胞壁的化学组成和结构决定了铀酰离子与它的相互作用特性%通常$微生物的细胞表层主要由多聚糖’蛋白质和脂类等组成$这些物质中可与铀酰离子相结合的主要官能团有羧基’磷酰基’羟基’硫酸脂基’氨基和酰胺基等$其中氮’氧’磷’硫作为配位原子与铀酰离子配位络合%微生物的细胞壁中含有丰富的磷酸脂基团%核糖醇胞壁酸中$磷的质量分数约为

&!@$即每V 干细胞含磷约为&6%d &$F 8>45

%在冷冻干燥的56$7(8

9477:;(<*<细胞中$磷质量分数为"@%如果每个磷酸脂基能结合&个铀酰离

万方数据

苯乙烯微生物降解机理的研究进展(1)

[4]J un Hiraki,Takafumi Ichika wa,Shin-ichi Ninomi ya,et al .Use of AD ME studi es to confirm the s afety of -poly-L-l ysine as a preservative in food [J].Regulatory T oxicology and Pharmacology ,2003,37(2):328-340.[5]Ki to M,Takimoto R,Yoshida T,et al .Purification and characteriz ationof -poly-L-lysine-degrading enzyme from an -pol y-L-lysine-produc ing s train Stre ptomyce s albulus [J].Arch Microbiol ,2002,178:325-330.[6]Nishi kawa M,Ogawa K.Distri bution of microbes producing anti microbi al -poly-L-Lysine polymers in s oil microflora determined by a novel method[J].Applied and Environmental Microbiology ,2002,68(7):3575-3581. [7]G Szokan,M Almas,K Krizsan,e t al .Structure determination and s ynthesis of l ysi ne isopeptides i nfluencing on cell proli ferati on[J].B iopolymers ,1997,42(3):305-318. [8]Kahar P,T Iwata,J Hiraki,et al .Enhance ment of -polylys ine production by Stre pto myce s albulus s train 410usi ng pH control[J ].J.Biosci.B ioeng ,2001,91(2):190-194. [9]Kahar P,K Kobayashi,T Iwata,et al .Production of -polylysine i n an air lift bioreactor (ABR)[J].J.B iosci.Bioeng ,2002,93(3):274-280. [10]Ki to M,Onji Y,Yoshida T,et al .Occurrence of -poly-L-lysine-de gradi ng enz yme in -poly-L-l ysine-tolerant Sphingobacte rium multivorum OJ10:purification and charac terization [J ].FEMS Microbiology Letters ,2002,207(2):147-151. [11]Kito M,Rika T,Onji Y,et al .Puri fication and characterization of an -poly-L-l ysi ne-Degrading Enz yme from the -poly-L-lysine-tolerant Chryseobacte rium sp .057[J].J.B iosci.Bioeng ,2003,96(1):92-94. [12]Hi raki J,Hatakeyama M ,M ori ta H,et al .Improved -poly-L-lysine production of an S-(2-aminoe thyl)-L-cysteine resis tant mutant of Stre pto myc es alblus [J].Seibu tsu Kogaku K ais hi ,1998,76:487-493. [13]Takagi H,Hoshino Y,Nakamori S,e t al .Isolation and sequence analysis of plasmid pNO33in the -pol y-L-lysineproduci ng antino myce te Stre ptomyces albulus IFO14147[J].J.Bios ci.Bioeng ,2000,89(1):94-96. [14]Kawai T,Kubota T,Hiraki J,et al .Bi os ynthesis of -poly-L-lysine i n a cell-free system of Stre ptomyces albulus [J ].Biochemical and B iophys ical Research Communications ,2003,311(3):635-640. [15]Yu-Ting H,Shoichi ro I,Munehiko T Improving emulsi fying activi ty of -polylysine by conjugation w i th dextran through the Maillard reac tion[J].Food Chemistry ,2000,68(4):449-455. [16]Keiji I,Kyos uke Y,Atsus hi H,et al .Polyi on comple x micelles from plas mid DNA and pol y (e thylene gl ycol)-poly(L -lysine)bl ock copol ymer as serum-tolerable pol yple x system:physicochemical properties of micelles rele vant to gene trans fection efficiency[J ].Biomaterials ,2003,24(24):4495-4506. [17]W Cui,G Barr,K M Faucher,et al .A me mbrane-mimetic barrier for islet encaps ulation[J].Transplantation Proceedings ,2004,36(4):1206-1208.[18]M aureen D B,Alexander I G,Laurence T,et al .In vi tro and in vi vo gene transfer with poly(amino aci d )vesicles [J].Journal of Controlled Release ,2003,93(2):193-211. [19]Tris tan M ,Pascal D,Thierry B,e t al .Efficient gene trans fer into human epithelial cell lines using gl ycosylated cationic carriers and neutral gl ycosylated co-lipids [J ].Blood Cells,Molecules,an d Diseases ,2004,32(2):271-282. [20]Hana H,David F,Petr K.Growth and elec trochemical ac tivity of the poly-L-lysine-poly-L-glutamic acid thin layer fi lms:an EQCM and electro chemical study[J].Journal of Electroanalytical Chemistry ,2004,562(1):261-265. [21]孙宇峰,王连超,吴仲城,等.石英晶体振荡器海洛因快速测定生物合成酶膜制备及反应机理研究[J].传感器世界,2003,9(12):2-5.[22]Kunioka M ,Choi H J.Properties of biodegradable hydrogels prepared by -irradiation of microbial poly( -l ysi ne)aqueous sol utions[J].J Appl Polym Sci ,1995,58:801-806. 苯乙烯微生物降解机理的研究进展吴献花1,2,孙石2,邵丹1,李海涛1,章新1,林洪 1 (1.玉溪师范学院化学与环境科学系,云南玉溪653100;2.昆明理工大学环境科学与工程学院,云南昆明650093) 摘要:综述苯乙烯微生物降解的机理。对需氧和厌氧苯乙烯降解的乙烯基侧链氧化和芳香环开裂途径、高级苯乙烯降解途径基因组和调节中枢、影响苯乙烯降解的生理学因子、生物膜中苯乙烯降解微生物和途径酶的生物技术运用的相关文献进行分析研究。 关键词:苯乙烯;微生物;生物降解;分解代谢 中图分类号:Q93;O625.12 文献标识码:A 文章编号:1004-311X(2004)06-0079-04 收稿日期:2004-04-14;修回日期:2004-09-03 863 项目:国家高技术研究发展计划( 863计划 )项目资助(2002AA649050) 作者简介:吴献花(1971-),女,硕士,副教授,从事环境生态学与环境工程学教研工作,发表论文16篇;孙石(1957-),男,博士,教授,博士导,从 事环境污染治理技术基础与工业应用研究,发表论文70余篇。 全球研究者自20世纪70年代以来已从各地土壤、废水中分离到有苯乙烯降解能力的多种微生物,包括假单胞菌属(Pseudomonas )、红球菌属(Rhodococcus )、黄杆菌属(Xanthobac te r )、棒状杆菌属(Corynebacte rium )、肠杆菌属(Ente robacter )、诺卡氏菌属(Nocardia )等菌种。作者依据苯乙烯降解主要途径综述苯乙烯微生物降解的生物化学、遗传学和生理学,确定各种分解代谢途径相关微生物及其酶的意义。国内尚无同类研究报道。 1 需氧苯乙烯降解 苯乙烯微生物需氧降解的两条主要途径包括乙烯基侧链的氧化和芳香环开裂(图1)。苯乙烯降解途径的每个路径相应数字代表已被证实完成特定转化的细菌:1.恶臭假单胞菌CA-3(Pseu domonas putida CA-3);2.黄杆菌124X 菌株(Xan thobacter strain 124X);3.黄杆菌S5菌株(Xanthobacter strain S5);4.荧光假单胞菌S T (P.f luorescens ST );5.假单胞菌Y2菌株(Pseudomonas sp.strain Y2); 6.棒状杆菌ST -10菌株(Corynebacterium strain ST-10);7.玫瑰色红球菌NCIMB 13259(Rhodococcus rhodoch r ous NCIM B 13259)。点线表示还需进一步证明的降解路径。 1.1 侧链氧化 侧链氧化途径包括黄素腺嘌呤二核甙酸依赖的一氧化酶对乙烯基侧链的环氧化作用和随后由环氧苯乙烯形成苯乙醛(PAAL)的同分异构化作用。PAAL 经烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD +)或羟基色菌绿素甲氧硫酸盐依赖的脱氢酶而被氧化成苯乙酸(PAA)。高级苯乙烯降解途径指苯乙烯至PAA 的转化过程,P.putida CA -3、Xanthobacter strain 124X 、Xan thobacte r strain S5、P.fluorescens ST 、Pseudomonas sp.strain VLB120、Pseu domonas sp.strain Y2等许多菌株操纵着高级苯乙烯降解途径。低级苯乙烯降解途径指PAA 至krebs 循环中间产物的转化过程。PAA 微生物代谢的认识获自P.putida U 和大肠埃希菌W (Escherichia coli W)的研究,PAA 先被活化成苯乙酰辅酶A(PA CoA),接着通过类 -氧化作用、酶促反应的转化过程而产生 乙酰辅酶A [1] 。Pseu domonas sp.s train Y2和P.putida CA-3的基因分析确认编码PACoA 的paaK 基因负责苯乙烯至PAA 的转化,并激活PAA 至PACoA 路径[2-4]。P.f luorescens ST 在依靠苯乙烯和/或PAA 提供碳源的培养基中能产生2-羟基苯乙酸(2-OHPAA),根据2,5-二羟苯乙酸-1,2-二羟基酶活性检测而提出2-OHPAA 可经过2,5-二羟苯乙酸至乙酰乙酸盐途径而被代谢[3]。 图1 苯乙烯细菌性降解的主要途径 第14卷第6期:792004年12月 生 物 技 术BIOTECHNOLOGY Vol 14,No 6:79 Dec 2004

离子交换法提铀

离子交换法提铀 离子交换法提铀(extraction of uranium bv ion exchange) 用离子交换树脂从铀浸出液中富集、提纯铀和制取纯铀化合物的过程。这是一种既常用于铀富集,也常用于铀提纯的方法。其工艺过程主要包括铀的吸附、铀的淋洗、离子交换树脂的再生等。 20世纪50年代南非的铀厂,加拿大80%的铀厂,美国和澳大利亚50%左右的铀厂都采用离子交换法提取铀。到20世纪90年代韧,采用离子变换法的工厂约占所有铀提取厂的1/2(包括占1/4的淋萃法)。中国于20世纪50年代、60年代相继建成矿浆吸附法和青液吸附法的铀提取厂。 离子变换树脂铀工业常用的离于交换树脂是强碱性阴离子交换树脂,其骨架由苯乙烯和二乙烯苯聚合而成,球体是多孔或大孔的、凝胶的,带有季铵基活性功能基([R4N]+X–)。这类离子交换树脂的性质稳定,机械强度高,对铀的选择性和吸附性能都好,每克干离子交换树脂的总吸附容量为3.5~4.5毫克当量。此离子交换树脂的氯型结构式为

这是一种空间网状结构,离子交换树脂功能基中的可交换离子,均 匀地分布在网状空间的内部。国际上常用的离子交换树脂有安伯莱特(A mberlite)IRA–400、IRA–425,道埃克斯(Dowex)21K,神胶808和AB –17等。中国产的型号为201×7。 铀吸附在硫酸浸出液中,铀常以[UO2]2+、UO2SO4、[UO2(SO4)2]2–和[UO2(SO4)3]4–四种形态存在。此外,浸出液中还有大量Fe3+、Al3+、Ca 2+,但吸附选择性2+、Mg2+等杂质阳离子。阳离子交换树脂虽能吸附[UO 2] 差,在吸附[UO2]2+的同时还吸附大量杂质阳离子,从而降低了铀的吸附容量,故难以采用。强碱性阴离子交换树脂吸附[UO2(SO4)2]2–和[UO2(SO 4–配阴离子的效果较好。 4)3] 在碳酸盐浸出液中,六价铀的存在形态为三碳酸铀酰配阴离子([UO 4–)。因此,强碱性阴离子交换树脂既能从硫酸浸出液中吸附铀,2(CO3)3] 又能从碳酸盐浸出液中吸附铀。其吸附反应为:

微生物吸附铀的机理研究现状

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微生物对有机物的降解作用

微生物对有机物的降解作用 摘要:本文介绍了有机物的性质、污染状况及处理方法;以多环芳烃和农药为例阐述了微生物降解有机物的机理及影响因素;综述了国内外研究较多的几种生物难降解污染物微生物处理技术的进展,并对今后的几个研究发展方向进行了展望。 关键词:微生物有机物降解作用 1 引言 有机污染物是指以碳水化合物、蛋白质、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有机物质及某些其他可生物降解的人工合成有机物质为组成的污染物,主要包括酚类化合物、芳香族化合物、氯代脂肪族化合物和腈类化合物等。 目前,由于大量工业废水和生活污水未达标排放,以及广大农村地区大量使用化肥和农药等农用化学物质,使我国水体和土壤受到不同程度的污染,严重的破坏了地球的生态平衡。七大水系的411个地表水监测断面中,水质为Ⅰ~Ⅲ类、Ⅳ~Ⅴ类和劣Ⅴ类的断面比例分别为41%、32%和27%。其中,珠江、长江水质较好,辽河、淮河、黄河、松花江水质较差,海河污染严重。而农业土壤中15 种多环芳烃(PAHs)总量的平均值为4.3mg/kg,且主要以4环以上具有致癌作用的污染物为主,占总含量的约85 %,仅有6%的采样点尚处于安全级。而工业区附近的土壤污染远远高于农业土壤:多氯联苯、多环芳烃、塑料增塑剂等,这些高致癌的物质可以很容易在重工业区周围的土壤中被检测到,而且超过国家标准多倍。 处理有机物的一般方法可分为三大类[1]:物理方法:主要有吸收法、洗脱法、萃取法、蒸馏法和汽提法等;化学方法:如光催

化氧化法、超临界水氧化法、湿式氧化法、以及声化学氧化法等,这一方法应用较多;生物方法:包括植物修复,动物修复和微生物降解三类技术。与其他处理方法相比,微生物降解有机物具有无可比拟优势: (1)微生物可将有机物彻底分解成CO2和H2O,永久的消除污染物,无二次污染; (2)降解过程迅速,费用低,为传统物理、化学方法费用的30%~50%; (3)降解过程低碳节能,符合现在节能减排的环保理念。 2 微生物降解有机物的机理及影响因素 2.1 微生物降解有机物的机理 用于降解有机物的微生物主要有细菌和真菌,降解的方式主要包括堆肥法、生物反应处理和厌氧处理等,但每一过程都是利用微生物的代谢活动把有机污染物转化为易降解的物质甚至矿化[2]。以多环芳烃(PAHs)[3~4]和农药[5]的降解为例来说明。 2.1.1 微生物对多环芳烃(PAHs)的降解 微生物之所以能降解多环芳烃依赖于它们对多环芳烃的代谢。微生物通过两种方式对PAHs进行代谢:1 ) 以PAHs作为唯一的碳源和能源:2 ) 把PAHs与其它有机质进行共代谢降解。研究表明许多微生物能以低分子量的PAHs (双环或三环) 作为唯一的碳源和能源,并将其完全矿化。而四环或多环的PAHs的可溶性差,比较稳定,难以降解,一般要通过共代谢方式降解。研究又表明,微生物在有氧和无氧条件下都能对多环芳烃进行降解。(1)共代谢降解 高分子量的多环芳烃的生物降解一般均以共代谢方式开始。共代谢作用可以提高微生物降解多环芳烃的效率,改变微生物碳源和能源的底物结构,增大微生物对碳源和能源的选择范围,从而达到难降解的多环芳烃最终被微生物利用并降解的目的。 在有其他碳源和能源存在的条件下,微生物酶活性增强,降解非生长基质的效率提高,也称为共代谢作用。烃类的降解的初始

吸附技术在铀分离富集过程中的应用研究

Advances in Material Chemistry 材料化学前沿, 2016, 4(1), 1-7 Published Online January 2016 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/092400493.html,/journal/amc https://www.wendangku.net/doc/092400493.html,/10.12677/amc.2016.41001 Application Research of Adsorption Technology in Enrichment and Separation with Uranium Yan Sun, Suyan Tian, Lijuan Xiong, Di Wang, Hongwei Yang, Jun Ma* School of Chemistry and Chemical Engineering, Linyi University, Linyi Shandong Received: Mar. 29th, 2016; accepted: Apr. 11th, 2016; published: Apr. 14th, 2016 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.wendangku.net/doc/092400493.html,/licenses/by/4.0/ Abstract In this paper, the application of adsorption technology in the enrichment and separation of ura-nium is reviewed. The adsorption process and mechanism of the inorganic material, biological materials and organic material were summarized. On the basis of the review, the specific research direction of uranium adsorption technology is pointed out. The results could provide reference for the development of separation and enrichment of uranium. Keywords Uranium, Adsorption, Enrichment, Separation 吸附技术在铀分离富集过程中的应用研究 孙燕,田素燕,熊丽娟,王娣,杨宏伟,马军* 临沂大学化学化工学院,山东临沂 收稿日期:2016年3月29日;录用日期:2016年4月11日;发布日期:2016年4月14日 *通讯作者。

吸附剂及其作用机理研究与探讨

吸附剂及其作用机理研究与探讨 王丁明 (河北理工大学市政工程系) 摘要:本文全面叙述与探讨了吸附剂的作用机理和物理性质,并对几种常见 的吸附剂给予了介绍。 关键词:吸附剂作用机理活性炭 1前言 任何一对原子(或分子)间均有相互吸引的作用。如果一对原子有一方是固体表面原子,另一方是气体分子,那它们相互作用的结果是将气体束缚于固体表面或使被束缚分子与气体体相内的分子成某种动态平衡。这种气体分子在固体表 面上发生的滞留现象称为气体在固体表面的吸附作用。换言之,气体在固体上的 的吸附作用是发生在两相界面上的行为,使气相中的某种组分在此界面上浓集。吸附作用使固体表面能降低,因而吸附过程是自发过程。 在工农业生产活动和日常生活中,吸附现象是普遍存在的。为了研究方便,通常将被吸附的物质称为吸附质,能有效地吸附吸附质的物质称为吸附剂。吸附质可以是气体、蒸气和液体,吸附剂大多为多孔性大比表面积的固体。 本文将全面叙述与探讨吸附剂的作用机理和物理性质,并对几种常见的吸附剂予以介绍。 2吸附剂的作用机理 吸附是一种建立在分子扩散基础上的物质表面现象。以固体表面和吸附分子 间作用力的性质区分,吸附作用大致可分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附。 2.1物理吸附 有关物理吸附的许多实验结果表明,物理吸附具有吸附热较小、吸附速度快、吸附无选择性、吸附可以是多层的等特点。因此人们认为引起物理吸附的力是普遍存在于各种原子和分子之间的范德华力。范德华力来源于原子与分子间的取向力、诱导力和色散力三种作用。 极性分子可视作偶极子,其极性用偶极矩卩=qd来衡量,即正或负电荷电量(q)与电荷中心间距d的乘积。卩=0的分子为非极性分子,卩越大,分子极性越大。测定分子偶极矩是确定分子结构的一种实验方法。德拜因创立此方法而荣获1936年诺贝尔化学奖。极性分子相互靠近时,因分子的固有偶极之间同极相斥异极相吸,使分子在空间按一定取向排列,使体系处于更稳定状态。这种极性分子之间靠永久偶极与永久偶极作用称为取向力,其实质是静电力。

影响微生物降解因素

影响污染物降解生物因素 影响污染物降解的生物因素我认为可以大体从三方面分析下: 一、有机物结构与生物可降解性 生物降解有机物的难易程度与有机物的结构特征有很大的关系。 首先,有机物生物降解的机理是:1、水中溶解的有机物能否扩散穿过细胞壁,是由分子的大小和溶解度决定的。目前认为低于12个碳原子的分子一般可以进入细胞。至于有机物分子的溶解度则由亲水基和疏水基决定的,当亲水基比疏水基占优势时,其溶解度就大。2、不溶于水的有机质,其疏水基比亲水基占优势,代谢反应只限于生物能接触的水和烃的界面处。尾端的疏水基溶进细胞的脂肪部分并进行β-氧化。有机物以这种形式从水和烃的界面处被逐步拉入细胞中并被代谢。微生物和不溶的有机物之间的有限接触面,妨碍了不溶解化合物的代谢速度。3、有机物分子中碳支链对代谢作用有一定影响。一般情况下,碳支链能够阻碍微生物代谢的速度,如正碳化合物比仲碳化合物容易被微生物代谢,叔碳化合物则不易被微生物代谢。这是因为微生物自身的酶须适应链的结构,在其分子支链处裂解,其中最简单的分子先被代谢。叔碳化合物有一对支链,这就要把分子作多次的裂解。具体来说,结构简单的有机物一般先降解,结构复杂的一般后降解。 二、共代谢作用 共代谢的概念:有一类物质称为外生物质或异生物质,是指一些天然条件下并不存在的由人工合成的化学物质,例如杀虫剂,杀菌剂和除草剂等,其中许多有易被各种细菌或真菌降解,有些则需添加一些有机物作为初级能源后才能降解,这一现象称为共代谢。 共代谢过程不但提出了一种新的代谢现象 ,而且已被作为一种生化技术在芳香族化合物生物解研究中得到应用。G ihon等以共代谢为手段 ,分离和确定了卤代苯和对氯甲苯的假单胞菌的氧化产物 ,这有助于研究氧进入芳香环的机制。F ocht和Alexander等应用共代谢技术建立了 DDT的环断裂机制。Horvath 利用共代谢反应步骤少的优点 ,分别确定了 2 ,3 ,6 —三氯苯甲酸降解过程中所含的氧化、脱经和脱卤反应 ,从而发现了无色杆菌代谢 2 ,3 ,6 —三氯苯甲酸的途径。Hanne、 Jaakko、 Woods、 Mary 等利用厌氧反应器中存在共代谢

讲解生物降解的机理方式

讲解生物降解的机理方式 生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下,能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。 Biodegradable polymer materials is to point to in a certain time and certain conditions, can be microbes or their secretions in enzymatic or chemical decomposition under the action of degradable polymer materials. 生物可降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为,高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先,微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合,通过水解切断高分子链,生成分子量小于500的小分子量的化合物;然后,降解的生成物被微生物摄入人体内,经过种种的代谢路线,合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终都转化为水和二氧化碳。 Biodegradable generally has the following three ways: the mechanism of biological cell growth makes material mechanical damage; Microbial

effect on polymer produce new substances; Direct effect of enzymes, namely microbial erosion polymer which can lead to cracking. It is generally believed that of biodegradable polymer materials is carried out through two processes. First, the microbes to secretion in vitro hydrolysis enzyme and combination of materials and through hydrolysis to cut off the polymer chain, generated molecular weight smaller than 500 compound of small molecular weight; Then, degradation products by microbial intake of the body, through a variety of metabolic route, synthesis of microorganisms or energy into microbial activity, eventually into water and carbon dioxide. 因此,生物可降解并非单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用,相互促进的物理化学过程。到目前为止,有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外,还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环

铀的主要来源

立志当早,存高远 铀的主要来源 铀作为一种放射性化学元素在国防、工业、科研中有着极其重要的地位。由于其核裂解时能释放巨大的能量,从而成为核武器的主要原料。随着人们对于铀的认识由过去的单一性向多元化转变,从而更加重视起了对铀的开发和利用。目前全世界拥有核武器的国家很少,而核工业国家却不断地发展,核能也由单纯的军事型转变为民用型,核电站就是这种转化的典型代表。目前世界上各国的核电站原料能源大都采用铀。因而人们从以往的淘金热,变成了淘铀热。据科学家分析,全球陆地上的铀矿总和约可产铀250 万吨,也就是说,如果全世界都采用铀为原料制造核武器、核电站以及航天、航海中应用核燃料的话,那么用不了多长时间,大陆上的铀矿就会被开采一空,而为之所建立的一切设施将变成一堆废钢铁。当然,这种想法确实有点悲观。专家们又提出,铀在海水中的总量超过陆地总量的1500 多倍,这无疑为有核武器、核工业的国家注入了一针强心剂,于是人们便开始了海中寻铀的艰难工作。在人们头脑一阵发热之后,才慢慢地发现,这是一场多么艰难的工作呀!铀在海水中的浓度仅为十亿分之三,也就是说,1 咖吨海水中仅含有3 克铀,铀存在于海水中的三碳酸盐复合物中。人们在处理了大量海水之后才发现,从海水中提取的铀所能释放的能量仅仅相当于或略高于将其从海水提取过程中所消耗的能量,这未免有些得不偿失了。于是科学家们又开始探讨新的方法,以减少耗能而获取更多的铀。美国科学家们用有机树9 盼离海水中的铀与几种其他金属,在实验室研究中获得了成功,但是由于有机树脂的吸附率较低而大量生产成本较高,很难在实际工业中应用。后来,又经过长期的探索,终于发瑰了一种较为理想的新的铀吸附剂——水合二氧化钛,并且就此而 研制出了一套以二氧化钛为基础的海水采铀的技术。在这众多的研究大

各类吸附剂的机理及其研究进展

各类吸附剂的机理及其研究进展 叶鑫 华东交通大学 摘要:吸附法作为一种重要的处理废水的方法已经得到广泛应用。本文介绍了近年来利用吸附法处理废水的研究进展。根据吸附机理将吸附剂吸附重金属的方法分为化学吸附和物理吸附两大类,并对其研究现状进行了介绍。介绍了活性炭、沸石、壳聚糖、膨润土、生物吸附剂处理废水的研究进展,同时对吸附法处理重金属废水的发展方向进行了展望。利用吸附法进行废水处理,具有适应范围广、处理效果好、可回收有用物料以及吸附剂可重复使用等优点,因此随着现有吸附剂性能的不断完善以及新型吸附剂的研制成功,吸附法在水处理中的应用前景将更加广阔。 关键词:吸附剂;吸附法;研究 吸附剂是指能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。常用的吸附剂有以碳质为原料的各种活性炭吸附剂和金属、非金属氧化物类吸附剂。最具代表性的吸附剂是活性炭,吸附性能相当好,但是成本比较高,曾应用在松花江事件中用来吸附水体中的甲苯。吸附法是利用吸附剂吸附废水中某种或几种污染物,以便回收或去除它们,从而使废水得到净化的方法。 利用吸附法进行物质分离已有漫长的历史,国内外的科研工作者在这方面作了大量的研究工作,目前吸附法已广泛应用于化工、环境保护、医药卫生和生物工程等领域。 在化工和环境保护方面,吸附法主要用于净化废气、回收溶剂(特别适用于腐蚀性的氯化烃类化合物、反应性溶剂和低沸点溶剂)和脱除水中的微量污染物。后者的应用范围包括脱色、除臭味、脱除重金属、除去各种溶解性有机物和放射性元素等。 在处理流程中,吸附法可作为离子交换、膜分离等方法的预处理,以去除有机物、胶体及余氯等,也可作为二级处理后的深度处理手段,以便保证回用水质量。利用吸附法进行水处理,具有适应范围广、处理效果好、可回收有用物料以及吸附剂可重复使用等优点,随着现有吸附剂性能的不断完善以及新型吸附剂的研制成功,吸附法在水处理中的应用前景将更加广阔。吸附剂是决定高效能的吸附处理过程的关键因素,广义而言,一切固体都具有吸附能力,但是只有多孔物质或磨得极细的物质由于具有很大的表面积,才能作为吸附剂。工业吸附剂还必须满足下列要求:(1)吸附能力强;(2)吸附选择性好;(3)吸附平衡浓度低;(4)容易再生和再利用;(5)机械强度好;(6)化学性质稳定;(7)来源广;(8)价廉。一般工业吸附剂很难同时满足这八个方面的要求,因此,在吸附处理过程中应根据不同的场合选用不同的吸附剂。目前,可用于水处理的吸附剂有活性炭、吸附树脂、改性淀粉类吸附剂、改性纤维素类吸附剂、改性木质素类吸附剂、改性壳聚糖类吸附剂以及其他可吸收污染物质的药剂、物料等[1]。本文主要对上述吸附剂的应用研究现状和发展。 1 活性炭 吸附剂中活性炭应用于水处理已有几十年的历史。60年代后有很大发展,国内外的科研工作者已在活性炭的研制以及应用研究方面作了大量的工作。制作活性炭的原料种类多、来源丰富,包括动植物(如木材、锯木屑、木炭、谷壳、椰子壳、稻麦杆、坚果壳、脱脂牛骨、鱼骨等)、煤(泥煤、褐煤、沥青煤、无烟煤等)、石油副产物(石油残渣、石油焦等)、纸浆废物、合成树脂以及其他有机物(如废轮胎)[2]等。但是,活性炭因生产工艺、原料的不同,性能悬殊非常大,用途也不一样,目前工业上使用的活性炭有粒状和粉状两种,其中以粒状为主。与其他吸附剂相比,活性炭具有巨大的比表面积以及微

膨润土对U(Ⅵ)的吸附机理研究

第42卷第2期2019年2月 V ol.42,No.2 February2019 核技术 NUCLEAR TECHNIQUES 020301-1 膨润土对U(Ⅵ)的吸附机理研究 杜作勇1王彦惠1李东瑞1庹先国2 1(西南科技大学国防科技学院绵阳621010) 2(四川理工学院自贡643000) 摘要以高庙子膨润土为研究对象,通过静态吸附实验,考查了高庙子膨润土对U(Ⅵ)的吸附特征,研究了接触 时间、固液比、铀的初始浓度、pH、离子类型和离子浓度等因素对U(Ⅵ)吸附特征的影响,并讨论了膨润土对 U(Ⅵ)的吸附动力学和热力学过程。结果表明:吸附过程在24h后达到动态平衡;最佳吸附固液比为1:300;最 佳吸附初始浓度为40mg·L?1;在pH为5时,膨润土对U(Ⅵ)的吸附效果最好,过酸或过碱都会影响膨润土对 U(Ⅵ)的吸附;溶液中Ca2+、CO 3 2?显著降低了膨润土对U(Ⅵ)的吸附效果,影响程度随着离子浓度的增加而增大;Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型对吸附过程的拟合效果较好,主要表现为多层吸附。 关键词膨润土,六价铀,吸附,动力学模型,热力学模型 中图分类号TL941 DOI:10.11889/j.0253-3219.2019.hjs.42.020301 Adsorption mechanism of U(Ⅵ)by bentonite DU Zuoyong1WANG Yanhui1LI Dongrui1TUO Xianguo2 1(Laboratory of National Defense for Radioactive Waste and Environmental Security, Southwest University of Science and Technology,Mianyang621010,China) 2(Sichuan University of Science&Engineering,Zigong643000,China) Abstract[Background]The research on the disposal of clay rock in high-level waste is still in the initial stage, and little attention has been paid to the migration mechanism of nuclide in clay rock treatment system in previous work.[Purpose]This study aims at the adsorption behavior of U(Ⅵ)in Gaomiaozi bentonite and provide reference for the safety evaluation system of high level waste disposal storehouse.[Methods]The sorption behavior of U(Ⅵ) on Gaomiaozi bentonite was studied as a function of adsorption time,solid-to-liquid ratio,initial concentration of U(Ⅵ),pH value,the type of ionic species and ionic concentration by the static experimental method.Both scanning elextron microscope(SEM)and infrared spectrometer were employed to experimental observation.The adsorption kinetics and thermodynamic of U(Ⅵ)in bentonite was discussed.[Results]Experimental results showed that the equilibrium time of U(Ⅵ)sorption on bentonite was about24h.The optimum adsorption ratio was1:300.The optimum initial concentration was40mg·L?1.When the pH value was5,the ability of absorption reaches the best,the acid or alkaloid would affect the adsorption of bentonite on U(VI).Ca2+and CO 3 2?in solution significantly reduce the adsorption of U(VI)by bentonite,and the degree of influence increaseds with the increase of ion concentration. 国家自然科学基金(No.41630646)、国家自然科学青年基金(No.41603124)资助 第一作者:杜作勇,男,1994年出生,2017年毕业于西南科技大学,现为硕士研究生,研究领域为核素迁移 通信作者:庹先国,E-mail:tuoxg@https://www.wendangku.net/doc/092400493.html, 收稿日期:2018-10-30,修回日期:2018-12-08 Supported by National Nature Science Foundation of China(No.41630646),Youth Found of National Nature Science Foundation of China (No.41603124) First author:DU Zuoyong,male,born in1994,graduated from Southwest University of Science and Technology in2017,master student,focusing on nuclide Corresponding author:TUO Xianguo,E-mail:tuoxg@https://www.wendangku.net/doc/092400493.html, Received date:2018-10-30,revised date:2018-12-08 万方数据

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