硫单质生物还原是新兴的一种生物处理技术，与硫酸盐还原相比，其能显著降低碳源成本、可广泛有效去除重金属。本文采用Desulfurella amilsii NAU-16硫单质还原菌对生物硫还原特征进行了探究。通过透析袋实验，我们发现Desulfurella amilsii NAU-16还原硫单质，并不需要与其直接接触，说明间接硫还原途径可能存在，通过SEM表征，进一步证实了纳米硫颗粒是酸性条件下单质硫还原的中间活性物质。最适初始硫化物浓度区间为40-75mg/L，在该区间内，硫化物既能有助于硫单质还原反应的进行，也不会对还原菌造成较大的毒害作用。为较大限度的发挥单质硫还原的作用，初始硫化物浓度可选择为40mg/L。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
1材料与方法 2
1.1试剂及材料 2
1.2实验仪器 2
1.3测量方法 3
1.4供试菌种 3
1.5纳米硫单质对Desulfurella amilsii生物硫单质还原的影响 3
1.6电子受体接触方式对Desulfurella amilsii的生长的影响 3
1.7初始硫化物浓度对Desulfurella amilsii生物硫单质还原的影响 4
2结果与分析 4
2.1 纳米硫单质对Desulfurella amilsii生物硫单质还原的影响 4
2.2 电子受体接触方式对Desulfurella amilsii的生长的影响 5
2.3 初始硫化物浓度对Desulfurella amilsii生物硫单质还原的影响 7
3结论 8
致谢 8
参考文献 8
嗜酸性硫单质还原菌的生物硫还原特性研究
引言
随着矿产资源的开采与加工、电镀、钢铁及有色冶金行业的迅速发展，其排放的酸性重金属污水也大量增加[1]。释放到环境中的酸性重金属废水会对环境造成极大的危害。首先废水中的重金属在自然环境中并不能被消化、降解为无害物质，而且会在水体、土壤中以不同的形态存在，扩大污染范围；且重金 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
属易与水中的其他元素结合生成毒性更大的有机物，造成二次污染；其次自然界中的生物从环境中摄取重金属，可通过食物链的放大作用危害人体健康[2]，具有微量剧毒、长期积累、终身有害、不可逆转等根本特点。此外，生活污水、垃圾渗滤液也是造成酸性重金属污水污染的重要因素。如何有效治理酸性重金属废水，已经成为国内外各个国家的一大难题。相比起利用吸附法、膜分离法、中和法、氧化还原法等物理化学方法[3]，微生物处理技术具有消耗少、成本低、工艺操作管理方便可靠等优点，最关键的是无二次污染，有着极为广阔的发展前景，因此生物处理法备受人们青睐[4]。近十几年来，利用硫酸盐还原菌(Sulfatereducing bacteria，SRB）处理重金属污水已经有了较为深入的研究和应用，其原理是SRB将SO42经过生物还原为H2S，H2S与污水中的可溶性重金属结合为难溶的金属硫化物沉淀，然后通过固液分离达到去除重金属的效果[5]。
近十几年来，利用硫酸盐还原菌(Sulfate reducing bacteria，SRB）处理重金属污水已经有了较为深入的研究和应用。这种生物法具有许多优点，但仍存在一些局限使得其无法在实际应用中大规模使用。Neculita和SánchezAndrea等研究表明，重金属废水中含有非常少的有机物，所以必须要加入昂贵的有机物如醋酸盐，甘油，乳酸盐和葡萄糖等以驱动高效硫酸盐还原菌（SRB）的BSP工艺，这就引入了额外的成本[67]。而且，硫酸盐还原菌（SRB）最适生长pH值为68，难以耐受AMD体系中较低的pH值环境，适应性差，需额外预处理；硫生物还原过程中消耗有机碳源不完全，生成乙酸，影响生物硫还原过程和出水水质。
为了解决这些问题，Florentino等开始尝试以硫单质作为电子受体[8]，而不是通过硫酸盐。这是因为硫单质还原只需要硫酸盐还原需要的有机物的四分之一，要生成1摩尔硫化物，硫还原只需要2摩尔电子（反应1）[9]，而硫酸盐还原需要8摩尔电子（反应2）（以醋酸盐为例）[10]。在理论上消耗的有机物减少了75％，并且有机碳源均生成CO2与H2O，清洁无二次污染。SRB适宜在高温、中性pH的的环境下生长，而一些硫单质还原菌可以在PH低至1的条件下生长。在27的pH范围内，由硫单质还原产生的硫化物可以根据目标金属的Ksp来选择性地沉淀金属，因此，嗜酸性硫单质还原剂特别适用于选择性沉淀重金属并从酸性重金属废水中中回收重金属。
CH3COO+4S0+2H2O→2CO2+4HS+3H+ △G0=39 KJ/mol (1)
CH3COO+SO42→2HCO3+HS △G0=48 KJ/mol (2)
分离有效的硫单质还原菌菌种是硫单质还原的第一步，也是最关键的一步。国内，方迪、王黎芸等学者采用了Hungate厌氧滚管法，在已脱毒的污泥沥浸液产生的酸性重金属污水中培养、分离还原菌菌种。经过鉴定试验，发现有一株筛选出的菌种为嗜酸性的硫单质还原菌可有效去除重金属，学者将其命名为Desulfurella amilsii NAU16[11]。然而硫的水溶性较低，如何提高其还原效率，仍需进一步研究其还原机理并设计反应器验证。
目前普遍认为，在中性偏碱性条件下，高速生物硫单质还原归因于多硫化物，而对于酸性条件下的生物硫单质还原机理还不明确，Eric S. Boyd等提出纳米硫颗粒可能是关键的中间活性物质[12]。
本文主要实验内容为获取纳米硫颗粒并研究其对单质硫还原的影响、透析袋隔离硫单质与菌，观察菌的生长情况以及研究不同初始硫化物Desulfurella amilsii生物硫单质还原的影响。本文旨在探讨嗜酸性硫还原菌NAU16生物硫还原特性，研究嗜酸性硫还原菌生物硫还原处理酸性重金属废水的可行性及影响因素，旨在找出还原规律及特性，完善反应理论体系。
1 材料与方法
1.1试剂及材料
升华硫（S）、九水硫化钠（Na2S9H2O）、乙醇（CH3CH2OH）、十二水磷酸氢二钠（Na2HPO412H2O）、氯化铵（NH4Cl）、氯化钠（NaCl)、六水氯化镁（MgCl26H2O）、二水氯化钙（CaCl22H2O）、乙酸（CH3CHOOH）。
厌氧基础培养基[13]，培养基成分（g/L）：0.41 KHPO4，0.53 Na2HPO42 H2O，0.3 NH4Cl，0.3 NaCl，0.1 MgCl26H2O，0.11mg/L CaCl22H2O，0.1g/L yeast extract，5mmol/L acetate。

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