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电解锰废渣中耐锰霉菌Fusarium sp.的鉴定及其浸锰能力的研究

作　者: 李焕利
导　师: 李小明
学　校: 湖南大学
专　业: 环境工程
关键词: Fusarium sp. 生物浸出 电解锰废渣 机理
分类号: X172
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 55次
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内容摘要


生物冶金是一种利用微生物从矿物中提取有价金属的经济方法,特别适用于处理贫矿、表外矿及废矿,并具有成本低、投入小、能耗低、环境污染小等突出优点。在生物冶金中,对高效浸矿菌种的选育和机理研究意义重大。彭小伟等已从电解锰废渣中筛选出一株锰抗性强的霉菌A5,并对其进行了初步鉴定。在本文研究中,通过扩增26S rDNA D1/D2区序列,A5菌进一步鉴定为Fusarium属的一个种。为了研究其在电解锰废渣浸出中的作用,从锰渣及Fusarium sp.的特性出发,通过摇瓶试验对其浸锰条件进行了优化,同时考察了Fusarium sp.浸取前后锰渣中金属锰的形态变化,并对其浸锰能力进行了研究,初步探讨了Fusarium sp.的浸锰机理。从电解锰废渣土壤中筛选分离到一株锰抗性强的霉菌A5,已对其形态特征进行了初步研究。其菌丝细长,菌落疏松,菌落表面有绿、青、黑、橙不同颜色,培养基正反两面颜色有一定差异。基于26S rDNA,测序结果表明此菌属于Fusarium属的一个种。利用Fusarium sp.进行锰渣摇瓶浸出试验,试验发现,矿浆浓度为10%时锰浸出率最高,当矿浆浓度大于10%时,锰浸出率有所下降;锰浸出率随时间的增加而提高,30h时达到最大;加大接种量,对锰浸出率影响不大。Fe2+和Fe3+的加入能够提高锰浸出率。采用优化的BCR（European Community Bureau of Reference）连续萃取方案对Fusarium sp.浸取前后的金属锰进行了形态分析,研究了其锰浸出率和浸取前后锰的形态变化特征。同时考察了3种萃取剂EDTA、HNO3和CaCl2对锰的萃取效率及萃取后金属锰的形态变化,发现Fusarium sp.对锰的浸取能力较显著,3天后锰浸出率达56.5%,有利于从锰渣中回收金属锰。3种萃取剂对锰的浸取效果为EDTA>HNO3>CaCl2,平均萃取效率依次为50.0%,28.8%和21.2%。浸取前后,酸溶解态锰所占比例变化较显著,酸溶解态锰是比较容易浸取的形态。浸取过程中真菌代谢产生的生物酸是最重要的浸取剂。真菌浸矿的过程,不仅仅是其代谢产生生物酸参与的化学反应,微生物本身也起到了重要的作用。通过考察不同浓度硝酸、柠檬酸和草酸（0.1M和0.5M）的浸锰能力及Fusarium sp.浸锰过程中培养液pH的变化,对Fusarium sp.的浸锰机理进行了初步研究。同时对浸取前后的Fusarium sp.进行了扫描电镜,结果显示,Fusarium sp.代谢过程产生生物酸并参与了反应, Fusarium sp.本身在锰浸出过程中也起到了一定的吸附作用。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
插图索引  11-12
附表索引  12-13
第1章 绪论  13-28
  1.1 课题研究的背景和意义  13-14
    1.1.1 课题研究的背景  13-14
    1.1.2 课题研究的目的和意义  14
  1.2 电解锰废渣的污染现状  14-18
    1.2.1 我国电解锰行业的发展及锰渣的产生  14-16
    1.2.2 目前电解锰废渣污染的处理方法及存在的问题  16-18
  1.3 生物冶金技术的研究进展  18-20
    1.3.1 生物冶金技术的研究现状  18-19
    1.3.2 生物冶金中存在的问题  19-20
  1.4 浸矿微生物的研究进展  20-23
    1.4.1 浸矿微生物的种类及特性  20-21
    1.4.2 浸矿微生物的生理及作用特点  21
    1.4.3 微生物浸矿的原理  21-23
  1.5 浸锰微生物及浸锰的研究  23-27
    1.5.1 作用于锰的微生物  23-24
    1.5.2 微生物作用于锰的机制  24-25
    1.5.3 国内外微生物浸出锰的试验研究进展  25-27
  1.6 课题研究的内容  27-28
第2章 Fusarium sp.的鉴定及浸锰条件的优化  28-40
  2.1 试验材料  28-29
    2.1.1 锰渣  28
    2.1.2 耐锰菌A5  28-29
  2.2 主要试验仪器与设备  29
    2.2.1 主要试验仪器  29
    2.2.2 主要试验设备  29
  2.3 分析方法  29-32
    2.3.1 锰渣的理化性质  30
    2.3.2 Fusarium sp.的鉴定  30-31
    2.3.3 Fusarium sp.浸锰条件的优化  31-32
  2.4 结果与讨论  32-39
    2.4.1 锰渣的理化性质  32-33
    2.4.2 Fusarium sp.的鉴定  33
    2.4.3 Fusarium sp.浸锰条件的优化  33-39
  2.5 小结  39-40
第3章 Fusarium sp.浸取前后金属锰的形态变化  40-47
  3.1 试验材料  40
  3.2 主要试验仪器和设备  40
    3.2.1 主要试验仪器  40
    3.2.2 主要试验设备  40
  3.3 分析方法  40-42
    3.3.1 化学萃取试验  40-41
    3.3.2 Fusarium sp.浸取试验  41
    3.3.3 金属形态分析试验  41-42
    3.3.4 锰渣的表征  42
  3.4 结果与讨论  42-46
    3.4.1 不同条件下的锰浸出率  42-43
    3.4.2 化学萃取前后Mn 的形态变化  43-44
    3.4.3 Fusarium sp.浸取前后Mn 的形态变化  44-46
  3.5 小结  46-47
第4章 Fusarium sp.浸锰机理的研究  47-55
  4.1 试验材料  48
  4.2 主要试验仪器和设备  48
    4.2.1 主要试验仪器  48
    4.2.2 主要试验设备  48
  4.3 分析方法  48-49
    4.3.1 酸浸试验  48
    4.3.2 Fusarium sp.浸锰试验  48-49
  4.4 结果与讨论  49-54
    4.4.1 酸浸试验  49-50
    4.4.2 Fusarium sp.浸锰试验  50-54
  4.5 小结  54-55
结论  55-57
参考文献  57-62
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  62-63
致谢  63

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境科学基础理论 > 环境生物学 > 环境微生物学
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