Arthrobacter sp.JQ-1菌胞外聚合物(EPS)对DEHP可催化吸附行为机制研究

来源 :东北农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chungkhoan2002
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
拥有长链烃的邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)在工业领域常用作耐塑性最强的增塑剂之一而被广泛应用。作为被列为优先控制污染物的DEHP,属于内分泌干扰物(EDCs)类别,具有“三致”效应,对环境的危害不可小觑。生物吸附是近些年来才开始研究的新的吸附方式,具有原料廉价易得、成本低,设备简单易操作、投资小,吸附量大效率高等特点。胞外聚合物是由微生物分泌的复杂的高分子有机聚合物,是良好的生物吸附剂。本文是以DEHP为唯一碳源的Arthrobacter sp.JQ-1菌进行胞外聚合物的提取,以此作为吸附剂,考察不同浓度DEHP处理下,胞外聚合物(EPS)对其吸附过程。Mn2+在细胞生命活动中起重要作用,是许多酶的辅助因子和激活剂,本文考察了Mn2+存在时对EPS吸附DEHP是否起到了催化作用,探讨了可催化的机理,为修复DEHP污染提供理论基础,主要研究内容概括如下:通过加热法提取的Arthrobacter sp.JQ-1胞外聚合物进行组分分析,蛋白质、多糖、腐殖酸为主要成分,含量分别为381.1±1.02、199.1±3.26和159.42±1.96 mg·g-1,共占EPS总量的40%、20%、16%,这些组分在生物吸附DEHP时会起到主要的作用。对EPS吸附DEHP的影响因素中,温度和pH的影响都很大,最佳的吸附条件为25℃,pH=7。在此条件下进行动力学吸附试验,100 mg·L-1 DEHP最大吸附量可达到170.14 mg·g-1,48 h平衡。整个吸附过程更符合准二级动力学模型(R2>0.98)。吸附等温线符合Freundlich等温模型(R2>0.99),为多分子层吸附,其中K值较大,说明EPS对DEHP具有很强的亲和力。Mn2+对EPS吸附DEHP的影响中,先确定EPS对1 mg·L-1 Mn2+吸附影响因素进而确定EPS吸附DEHP的条件。发现温度对EPS吸附Mn2+过程无显著的影响,pH却不同,在pH=6的条件下去除率才是最大的,高达92%,为了后续试验的进行,选择相差不大的pH=7的吸附条件,温度定为25℃。在含有1 mg·L-1 Mn2+条件下对EPS吸附100 mg·L-1 DEHP进行动力学试验,最大吸附量达到194.84 mg·g-1,与不含Mn2+处理相比,吸附量明显增加,且达到吸附平衡的时间也加快了,大约在24 h。说明少量Mn2+的添加是有助于EPS吸附DEHP的,平衡时间的提前则是对吸附起到一定的催化作用。EPS对DEHP的吸附在添加Mn2+后依旧更符合准二级动力学模型(R2>0.99)。并且符合Freundlich等温模型拟合(R2>0.98),与不添加Mn2+相比K值有所增大,说明Mn2+的添加使得EPS对DEHP的亲和力更强。为了探讨对Arthrobacter sp.JQ-1胞外聚合物可催化吸附DEHP的机理,进行EPS吸附DEHP的疏水性,扫描电镜(SEM),傅里叶红外光谱(FITR),三维荧光光谱(3D-EEM)测定。EPS疏水性随着吸附时间而增加,主要是由于EPS上的疏水性物质(蛋白质上的脂肪族化合物、腐殖酸以及芳烃)起到一定作用。添加1 mg·L-1 Mn2+后,吸附DEHP后的EPS,其疏水性都是随着吸附时间而变化;DEHP浓度增加,疏水性同样会增加,对非极性有机污染物DEHP来说吸附量也会增大。与未添加Mn2+相比,EPS的疏水性整体变大,进一步说明Mn2+添加对于EPS吸附DEHP是有促进作用的,Mn2+与EPS表面上的多糖成分中各种亲水性官能团相结合,增强了EPS与DEHP的结合强度。当存在Mn2+时,SEM观察吸附DEHP的EPS表面结构变得粗糙不平,形成孔洞丝状体。EPS吸附DEHP的红外光谱图,不同波长下峰的振动说明EPS吸附DEHP起主要作用的基团是羟基、羧基和羰基等基团,吸附过程与蛋白质、多糖密不可分。添加Mn2+后,-OH、-CH2-、C=O、-NH、-CN、C-O-C、C-O振动的峰值都发生漂移,说明Mn2+和DEHP都与EPS基团发生了反应,与不同组分相互作用。EPS吸附DEHP的三维荧光光谱图,可知EPS主要有蛋白类物质、芳香蛋白类物质和腐殖酸类物质,峰值的改变说明这些物质与DEHP发生了反应。在添加Mn2+后EPS各物质的峰值又发生了改变,说明Mn2+与EPS吸附DEHP有很大关系。再结合整个动力学吸附过程Mn2+在EPS吸附DEHP上是具有催化作用的。
其他文献
本论文基于双金属协同活化的策略,采用具有氧化还原非保守性的邻氨基苯硫酚配体,通过中心金属调变的方法,尝试构筑邻氨基苯硫酚桥联的双/多核钌配合物,并考察其丰富的反应性
随着我国居民生活水平的日益提升和绿色健康理念的深入人心,有机农产品越来越受到消费者的青睐。由于国内互联网商业的高度发达,为了拓宽市场,越来越多的有机农产品生产销售企业依托互联网开展农产品营销。但有机农产品本身固有保鲜期短和品质不一等特点,加之存在诸如品牌意识淡薄、互联网营销人才缺乏、营销策略不足等情况,有机农产品在网络营销中仍然面临诸多问题需要解决。企业如何通过正确的营销战略、精准的市场定位、科学
阅读是人们获取信息的重要手段之一,是一种复杂的心理活动过程,也是个体、语篇及社会三者之间的互动过程。随着阅读理解在学习过程中的地位增强,研究者提出了各种阅读模式来指导阅读教学。自交互式教学模式后,国内外对该教学模式做了很多研究。交互式教学模式带来英语阅读教学改革的路径,是一种以学生为主体,以教师为主导,运用相应的阅读策略,激发学生头脑中与阅读材料相关的背景知识和各种图式,来提高学生阅读效率的教学方
目的:本研究以体格健康人群为研究对象,选用临床最常用的乳胶床垫、静态防压疮床垫以及普通床垫为实验工具,研究测量健康人持续平卧于三种床垫在不同时段(0.5h、1.0h、1.5h、2.0h)骶尾部的压力值、骶尾部皮肤温度值以及观察皮肤颜色改变三项指标,探究健康人群静态平卧时骶尾部与床垫之间压力分布特性,分析对比三种床垫对早期压力性损伤的影响,旨在探索一种减压效果较优的医用床垫,为临床、养老机构以及居家
近年来,全球对石油与天然气资源的需求量不断增长,石油天然气钻探开发所面临的形势日趋复杂。钻采深度、难度不断增加,对石油套管用钢力学性能的要求不断提高。同时油气田中
云环境是指能够从动态虚拟化的资源池中向用户或者各种应用系统按需提供计算能力、存储能力或虚拟机服务等的互联网或者大数据环境。传统的海事局船检平台通常部署在本地服务器上,平台提供的服务性能也受制于服务器的硬件配置。传统的海事船检平台只提供一些简单的船舶数据信息维护、证书录入和查询功能,船舶的执法记录通常都是以纸质形式统一整理保存。随着船舶数量的增加,执法人员每天都要处理大量的船舶信息,执法产生的文件数
国务院于2015年颁布《关于推进分级诊疗制度建设的指导意见》,自此,分级诊疗制度在我国逐步推广建立。分级诊疗制度是缓解群众看病贵、看病难问题的有效手段,是以人民健康为中心的重要体现,是促进健康中国战略实施的一项重要举措。国家高度重视分级诊疗制度的实践探索,天津市也在采取各种措施和方式推进分级诊疗工作,且取得了一定成绩。本文通过文献分析法梳理和分析天津市分级诊疗政策及组织保障情况,通过卫生费用情况、
建筑业是国民经济各物质生产部门和交通运输部门进行生产的手段,更是人民生活的重要物质基础,它与整个国家经济的发展、人民生活的改善有着密切的关系。我国的经济发展从2016年开始步入新常态,增速逐渐放缓,结构发生优化升级,驱动力从投资驱动转向创新驱动,正面临着重要的战略机遇期。在此情况下建筑业必须提高自身管理水平,将先进的科学技术和管理方法引入实际的管理中,合理有效地控制施工成本,提高企业的生产效率和利
维生素B6包含六种可以相互转换的吡啶类化合物,它们分别是:吡哆醇(P-ridoxine,PN),吡哆醛(Pyridoxal,PL),吡哆胺(Pyridoxamin,PM);以及对应的磷酸酯形式:磷酸吡哆醇(Pyridoxine-5’-