周叢生物反應(yīng)器對污水中Cu的去除及機(jī)制.pdf

1、隨著我國社會和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，水體重金屬的污染日益嚴(yán)重，特別是工礦企業(yè)排放的的大量廢水，給人居環(huán)境帶來諸多不利影響。開發(fā)一種高效、穩(wěn)定、環(huán)境友好和價(jià)格低廉的生態(tài)處理技術(shù)，已經(jīng)成為消除水體中重金屬污染迫切需要解決的難題。生態(tài)工程措施是有效治理重金屬污染的重要措施之一，其污染物去除的核心元件為周叢生物?；诖耍_發(fā)了環(huán)境安全、運(yùn)行穩(wěn)定的周叢生物反應(yīng)器，它的開發(fā)應(yīng)用不僅能夠有效去除水體中的污染物質(zhì)，而且其中的周叢生物能夠指示環(huán)境質(zhì)量變化。然而

2、，周叢生物反應(yīng)器對重金屬的去除效果和機(jī)制還比較模糊。因此，研究周叢生物反應(yīng)器對污水中Cu的去除和機(jī)制，對于提高周叢生物反應(yīng)器的效率，優(yōu)化生態(tài)工程的設(shè)計(jì)，提高生態(tài)工程的處理效能，增加環(huán)境效益有重要的意義。
　　本研究主要開展以下幾方面的研究：周叢生物的富集方法的建立及表征技術(shù)；不同季節(jié)周叢生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和碳代謝多樣性的差異分析；周叢生物反應(yīng)器對污水中Cu的去除效果及機(jī)制；Cu脅迫環(huán)境下，周叢生物的群落組成變化和自身生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。試

3、驗(yàn)主要借助光學(xué)顯微鏡、環(huán)境掃面電鏡和激光共聚焦掃描顯微鏡技術(shù)表征周從生物群落結(jié)構(gòu)，運(yùn)用Biolog技術(shù)分析周叢生物碳代謝多樣性，使用高通量測序技術(shù)分析周叢生物群落組成的變化。研究結(jié)果表明：
　?。?）以纖維材料富集周叢生物能夠顯著增加微生物的多樣性；使用WC培養(yǎng)基能夠加快周叢生物的生長速率，并促進(jìn)光合自養(yǎng)微生物為優(yōu)勢物種，能夠滿足生態(tài)工程和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的需求。
　　（2）不同季節(jié)周叢生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和碳代謝多樣性存在顯著差異性，并

4、表現(xiàn)出不同的碳源利用能力。導(dǎo)致這種差異性的主要原因是主要環(huán)境驅(qū)動因子的不同，如溫度、光照等。同時(shí)，周叢生物能夠根據(jù)環(huán)境的變化，來調(diào)節(jié)自身組成以快速適應(yīng)環(huán)境，這也證明，周叢生物技術(shù)在污水處理方面具有很好的應(yīng)用價(jià)值和前景。
　?。?）周叢生物反應(yīng)器對污水中的不同濃度Cu都具有較好的去除效果?？刂圃囼?yàn)結(jié)果表明，周叢生物反應(yīng)器對污水中Cu的去除吸附占主導(dǎo)。通過動力學(xué)和熱力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合發(fā)現(xiàn)，周叢生物對Cu的吸附是具有物理性質(zhì)的自發(fā)過程，

5、可分為三階段：初期的外部傳遞（0-12h），中期的離子內(nèi)部擴(kuò)散（12-24h），以及后期平衡飽和階段（24-48h）。這些結(jié)果表明，周叢生物可作為一種生物吸附劑用于原位水體污染修復(fù)。
　?。?）通過自主設(shè)計(jì)周叢生物反應(yīng)器深入研究周叢生物在Cu脅迫下的響應(yīng)過程。該反應(yīng)器對周叢生物富集效果較好，去Cu效率高，可達(dá)99％。面對環(huán)境變化如Cu脅迫環(huán)境，周叢生物可以改變優(yōu)勢物種或群落組成以快速適應(yīng)環(huán)境，進(jìn)而通過系統(tǒng)中各種微生物群落的自我調(diào)整