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关键词：
鼠李糖脂,细胞表面疏水性,脂多糖,芘,生物降解
发表时间：
2012-09-11 16:25:42
摘要:采用液相还原法制得纳米Fe0 ，并采用自制恒化器从活性污泥中驯化出自养反硝化细菌． 对比单独投加纳米Fe0 与投加纳米Fe0 及微生物时硝酸盐培养液体系的脱氮效果，包括采用分光光度法监测三氮(NO －3 -N、NO －2 -N、NH3 /NH +4 -N) 的浓度变化，使用pH 计监测培养液中pH 的变化． 结合吖啶橙染色荧光显微照片，证明了在纳米Fe0 -微生物体系中，生物膜在纳米Fe0腐蚀过程及生物反硝化过程中均起主导作用． 在此基础上对比了分别投加纳米Fe0 和微生物及投加在葡糖糖营养环境下制得的生物膜-纳米Fe0 复合材料时体系的脱氮效果． 结果表明，分别投加纳米Fe0 和微生物时，可在10 d 内将体系中的NO －3 -N完全去除，其中37% 转化成了氨氮，其余63% 应以气态反硝化产物的形式离开溶液． 投加生物膜-纳米Fe0 复合材料时仅需5 d即可将体系中的NO －3 -N完全去除，其中28% 转化成氨氮，其余72% 应以气态反硝化产物的形式离开溶液． 实验结果同时表明
生物膜-纳米Fe0 复合材料具有更大的微生物量和更强的反硝化活性，适用于去除地下水中的NO －3 -N污染．
生物膜-纳米Fe0 复合材料具有更大的微生物量和更强的反硝化活性，适用于去除地下水中的NO －3 -N污染．
由于农业生产中氮肥的大量使用及工业的发展，硝酸盐已成为全球范围内地下水中的主要污染物［1］． 婴儿消化道内的高含量硝酸盐是导致高铁血红蛋白症的辅助因素［2］，高浓度的硝酸盐还是导致癌症的诱因，因此地下水中的硝酸盐污染受到了全球范围内的重视． 由于地下水环境的特殊地理条件，治理被硝酸盐污染的地下水是一项耗资很大的工程［3］，2010 年英国每年治理地下水硝酸盐污染的费用约5 800万英镑［4］． 目前治理地下水中的硝酸盐污染主要可分为物理化学法和生物法两大类，电渗析、反渗透和离子交换等物理化学方法需要把地下水抽出处理，因此成本很高、不易推广． 生物法是利用微生物的反硝化生理活动去除地下水中的硝酸盐，使之转变为气态产物离开地下水水体［5］． 生物法可以用于地下水的原位修复，但是由于地下水中营养匮乏，缺少能为微生物反硝化活动提供电子的物质，因此运用生物法需要向地下水中投加微生物可以利用的电子供体［6］．
零价铁在地下水中腐蚀产氢为微生物的反硝化活动提供电子已有许多报道［7］． 普通铁粉曾被用于为地下水中微生物提供电子，但是普通铁粉的还原活性太低，用于地下水中硝酸盐的生物处理时需要很大的投加量，限制了其应用［8］． 纳米Fe0 具有比普通铁粉大得多的比表面积，因此具有更强的反应活性． 利用纳米Fe0 在地下水中的腐蚀为微生物的反硝化活动提供电子的研究已取得了一些成果［9］，但目前的研究都集中在硝酸盐还原的反应速率和产物分布上，并且都着重纳米Fe0 的纯化学腐蚀过程，没有对纳米Fe0 的生物腐蚀进行研究．
在金属的生物腐蚀过程中，生物膜对金属的腐蚀具有重要影响，大约90% 以上微生物的活性发生在生物膜里［10］． 生物膜是由微生物在金属等固体材料表面生长形成的，除含有极大的微生物量外，还含有多糖、核酸、脂质、蛋白质、有机酸等微生物胞外分泌物以及吸附的有机物、无机物等． 金属表面的微生物膜可以在金属与微生物膜的界面上产生与周围环境差异很大的化学环境，尤其是生物膜中的微生物胞外分泌物对金属的腐蚀往往产生促进作用． 微生物的胞外分泌物是酸性的并含有某些官能团可以吸附金属离子，这可能形成金属离子浓差电池，加速腐蚀的进行． 另外，生物膜对物质的扩散可产生阻碍作用，同时还可以富集某些环境中含量低的化学物质．
目前关于生物膜对金属腐蚀作用的研究都集中在生物膜对管道、船舶等大块金属的腐蚀研究上，关于生物膜在地下水环境中对纳米Fe0 腐蚀作用的研究还鲜见报道． 本研究的目的在于分析地下水环境中生物膜对纳米Fe0 腐蚀的影响，及利用腐蚀产氢进行反硝化活动的能力． 尝试用人工合成的生物膜-纳米Fe0 复合材料处理地下水中的硝酸盐污染，以期为应用纳米Fe0 处理地下水中硝酸盐污染探索新的途径［11 ～ 13］．
零价铁在地下水中腐蚀产氢为微生物的反硝化活动提供电子已有许多报道［7］． 普通铁粉曾被用于为地下水中微生物提供电子，但是普通铁粉的还原活性太低，用于地下水中硝酸盐的生物处理时需要很大的投加量，限制了其应用［8］． 纳米Fe0 具有比普通铁粉大得多的比表面积，因此具有更强的反应活性． 利用纳米Fe0 在地下水中的腐蚀为微生物的反硝化活动提供电子的研究已取得了一些成果［9］，但目前的研究都集中在硝酸盐还原的反应速率和产物分布上，并且都着重纳米Fe0 的纯化学腐蚀过程，没有对纳米Fe0 的生物腐蚀进行研究．
在金属的生物腐蚀过程中，生物膜对金属的腐蚀具有重要影响，大约90% 以上微生物的活性发生在生物膜里［10］． 生物膜是由微生物在金属等固体材料表面生长形成的，除含有极大的微生物量外，还含有多糖、核酸、脂质、蛋白质、有机酸等微生物胞外分泌物以及吸附的有机物、无机物等． 金属表面的微生物膜可以在金属与微生物膜的界面上产生与周围环境差异很大的化学环境，尤其是生物膜中的微生物胞外分泌物对金属的腐蚀往往产生促进作用． 微生物的胞外分泌物是酸性的并含有某些官能团可以吸附金属离子，这可能形成金属离子浓差电池，加速腐蚀的进行． 另外，生物膜对物质的扩散可产生阻碍作用，同时还可以富集某些环境中含量低的化学物质．
目前关于生物膜对金属腐蚀作用的研究都集中在生物膜对管道、船舶等大块金属的腐蚀研究上，关于生物膜在地下水环境中对纳米Fe0 腐蚀作用的研究还鲜见报道． 本研究的目的在于分析地下水环境中生物膜对纳米Fe0 腐蚀的影响，及利用腐蚀产氢进行反硝化活动的能力． 尝试用人工合成的生物膜-纳米Fe0 复合材料处理地下水中的硝酸盐污染，以期为应用纳米Fe0 处理地下水中硝酸盐污染探索新的途径［11 ～ 13］．
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