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基于硫酸盐还原菌降解高锝酸根离子的方法

阅读：236发布：2021-03-01

IPRDB可以提供基于硫酸盐还原菌降解高锝酸根离子的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种基于硫酸盐还原菌降解高锝酸根离子的方法，属于环境保护领域，以解决目前降解高锝酸根离子的方法存在费用高、稳定性差、存在一定的安全隐患及具有局限性的问题。包括如下步骤：S1，驯化培养硫酸盐还原菌：先配置硫酸盐还原菌培养基，然后在硫酸盐还原菌培养基中对硫酸盐还原菌进行驯化培养，得到硫酸盐还原菌；S2，将硫酸盐还原菌培养基的pH调整至4.5-8.5；将待降解的含TcO4-的溶液的浓度调整至5-25μg/ml、温度调整至20-40℃，得到待反应的溶液；S3，将硫酸盐还原菌加入调整好pH的硫酸盐还原菌培养基中进行培养，待硫酸盐还原菌培养好后加入待反应的溶液中进行降解反应。，下面是基于硫酸盐还原菌降解高锝酸根离子的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于硫酸盐还原菌降解高锝酸根离子的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，驯化培养硫酸盐还原菌：先配置硫酸盐还原菌培养基，然后在硫酸盐还原菌培养基中对硫酸盐还原菌进行驯化培养，得到硫酸盐还原菌；

S2，将硫酸盐还原菌培养基的pH调整至4.5-8.5；将待降解的含TcO4-的溶液的浓度调整至5-25μg/ml、温度调整至20-40℃，得到待反应的溶液；

S3，将硫酸盐还原菌加入调整好pH的硫酸盐还原菌培养基中进行培养，待硫酸盐还原菌培养好后加入待反应的溶液中进行降解反应。

2.根据权利要求1所述的基于硫酸盐还原菌降解高锝酸根离子的方法，其特征在于，所述S1的实现步骤为：S11，通过S111和S112配置硫酸盐还原菌培养基：

S111，称取K2HPO4：0.5g，(NH4)2SO4：2.5g，NaHCO3：0.5g，CaCl2：0.2g，MgSO4：1.0g，乳酸钠：20ml，Vc：0.1g，半胱氨酸盐酸盐：0.5g，酵母膏：1.5g以及(NH4)2Fe(SO4)2：0.5g，并将所称取的药品加入烧杯中，然后向烧杯中加入1000ml蒸馏水；对烧杯中的药品进行加热直至药品溶解，冷却后将溶液分装在多个锥形瓶中，每个锥形瓶中装有150-200ml溶液；

S112，使用脱脂棉封住各个锥形瓶的瓶口，再用报纸包住瓶口并用皮筋固定住报纸，最后将各个锥形瓶顺序放在手提式压力蒸汽灭菌锅内的筛板上，在121kPa下灭菌20min，得到灭菌后的培养基；

S12，待灭菌后的培养基冷却后，打开单人单面水平净化工作台的照明和通风，放入灭菌后的培养基，在单人单面水平净化工作台中使用灭菌后的培养基对S1获得的硫酸盐还原菌进行驯化培养一周；

S13，重新通过S11配置硫酸盐还原菌培养基，并使用重新配置的硫酸盐还原菌培养基对S12驯化培养到的硫酸盐还原菌进行进一步驯化培养，如此重复，连续培养4周得到硫酸盐还原菌。

3.根据权利要求1所述的基于硫酸盐还原菌降解高锝酸根离子的方法，其特征在于，所述S2将硫酸盐还原菌培养基的pH调整至4.5-8.5时，使用磷酸盐缓冲液来实现。

4.根据权利要求1所述的基于硫酸盐还原菌降解高锝酸根离子的方法，其特征在于，所述S2将硫酸盐还原菌培养基的pH调整至4.5-8.5，将待降解的含TcO4-的溶液的浓度调整至

5-25μg/ml、温度调整至20-40℃之前，还包括如下步骤：

S21，配置200mg/l铼标准储备液：称取0.1553-0.1554g的高铼酸钾药品加入500ml烧杯中，然后再向烧杯中加入200-300ml蒸馏水，使用玻璃棒搅拌待高铼酸钾药品溶解后，将溶液倒入到500ml容量瓶中，继续添加蒸馏水至定容到刻度线后，摇匀；

S22：配置硫酸盐还原菌培养基，待硫酸盐还原菌培养基冷却后，使用磷酸盐缓冲液将硫酸盐还原菌培养基的pH调整为4.5-8.5之间的不同值，然后分别在各个试管里加入10ml调整好pH的硫酸盐还原菌培养基；打开单人单面水平净化工作台的照明和通风，分别在每个装有10ml调整好pH的硫酸盐还原菌培养基的试管里加入0.5ml硫酸盐还原菌，然后再加入1ml石蜡用于创造厌氧环境，最后用封口膜封住；

S23，将各个试管分别在150r/min、20-40℃之间的不同温度的恒温生物摇床上培养7天，取出后在各个试管里加入1ml5-25μg/ml不同浓度的以S21配置的铼标准储备液为基础配置得到的溶液，反应5天后，测定各个试管的溶液中ReO4-的浓度；

S24，测定ReO4-溶液的降解率：将反应5d后的硫酸盐还原菌离心，取上清液5ml，用0.22μm微滤膜抽滤，取抽滤完成液加入0.5ml pH为2.4的Na2HPO4-柠檬酸缓冲液、0.5ml 5％的(NH4)2SO4溶液、0.5ml 10％的酒石酸和1.5ml 0.1％的乙基紫，加水至10.0ml，振荡摇匀，再加入5.0ml苯，于摇床振荡10min设置转速300r/min；振荡完成后静置15分钟，有机相分层；

使用量程1000～10000μl移液枪，吸取有机相置于离心试管中，设置转速8000r/min离心

2min，取上清液；将上清液置于石英比色皿中，在分光光度计上以试剂空白作参比溶液，于波长610nm处测定反应后各个试管中溶液的吸光度，并从标准曲线上查出相应的ReO4-的浓度；

S25：通过以下公式计算ReO4-的降解率：

式中：η是降解率，C0为ReO4-的初始浓度，Ct为反应5d后ReO4-的浓度。

5.根据权利要求1所述的基于硫酸盐还原菌降解高锝酸根离子的方法，其特征在于，所-

述S2中，将硫酸盐还原菌培养基的pH调整至7.5；将待降解的含TcO4的溶液的浓度调整至5μg/ml、温度调整至35℃。

说明书全文

基于硫酸盐还原菌降解高锝酸根离子的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种基于硫酸盐还原菌降解高锝酸根离子的方法。

背景技术

[0002] 伴随着世界上化石能源的日益匮乏，核电事业将会得到更大的发展。核电站的运行每年都会产生大量的99Tc，其半衰期长达2.1×105年，远远超过了工程屏障的有效期，一旦工程屏障失效，将在水中以TcO4-(高锝酸根离子)的形态存在，溶解性强，难以被土壤颗粒吸附，极易在地下水中迁移。如何有效地阻滞Ⅶ价的TcO4-，以降低99Tc在土壤和地下水中的迁移性，是处置库性能评价的重要依据。

[0003] 目前处理TcO4-的方法有：(1)加入亚铁离子，但是该种方式更适应于机理方面的研究，将其应用在工程屏障上有很大的难度；(2)加入四氧化三铁，但是在弱酸性的环境条件下有利于对TcO4-的还原固定，而天然水环境一般为弱碱性，会影响对TcO4-的还原效率，且我国磁铁矿储量有限、价格相对较高也是其应用的制约因素；(3)加入零价铁，但零价铁会不断被水氧化放出氢气，造成一定的环境隐患，且此方法在实验室条件下可以去除水相中的TcO4-，但在实际应用中还有很多局限，零价铁在自然环境下的稳定性、其它离子竞争性与零价铁发生氧化还原以及产生氢气等问题的存在都影响了其进一步的应用；(4)植物修复，研究发现黑麦草、小麦、黄瓜、萝卜、青菜等对土壤中的Tc均有一定的去除作用，但是其应用存在一定的局限性，主要适用于土壤表层和地表水环境。

[0004] 综上，目前处理TcO4-的方法存在费用高、稳定性差、存在一定的安全隐患、具有局限性等问题。

发明内容

[0005] 为解决目前降解高锝酸根离子的方法存在费用高、稳定性差、存在一定的安全隐患及具有局限性的技术问题，本发明提供一种基于硫酸盐还原菌降解高锝酸根离子的方法。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

[0007] 一种基于硫酸盐还原菌降解高锝酸根离子的方法，其包括如下步骤：

[0008] S1，驯化培养硫酸盐还原菌：先配置硫酸盐还原菌培养基，然后在硫酸盐还原菌培养基中对硫酸盐还原菌进行驯化培养，得到硫酸盐还原菌；

[0009] S2，将硫酸盐还原菌培养基的pH调整至4.5-8.5；将待降解的含TcO4-的溶液的浓度调整至5-25μg/ml、温度调整至20-40℃，得到待反应的溶液；

[0010] S3，将硫酸盐还原菌加入调整好pH的硫酸盐还原菌培养基中进行培养，待硫酸盐还原菌培养好后加入待反应的溶液中进行降解反应。

[0011] 可选地，所述S1的实现步骤为：

[0012] S11，通过S111和S112配置硫酸盐还原菌培养基：

[0013] S111，称取K2HPO4：0.5g，(NH4)2SO4：2.5g，NaHCO3：0.5g，CaCl2：0.2g，MgSO4：1.0g，乳酸钠：20ml，Vc：0.1g，半胱氨酸盐酸盐：0.5g，酵母膏：1.5g以及(NH4)2Fe(SO4)2：0.5g，并将所称取的药品加入烧杯中，然后向烧杯中加入1000ml蒸馏水；对烧杯中的药品进行加热直至药品溶解，冷却后将溶液分装在多个锥形瓶中，每个锥形瓶中装有150-200ml溶液；

[0014] S112，使用脱脂棉封住各个锥形瓶的瓶口，再用报纸包住瓶口并用皮筋固定住报纸，最后将各个锥形瓶顺序放在手提式压力蒸汽灭菌锅内的筛板上，在121kPa下灭菌20min，得到灭菌后的培养基；

[0015] S12，待灭菌后的培养基冷却后，打开单人单面水平净化工作台的照明和通风，放入灭菌后的培养基，在单人单面水平净化工作台中使用灭菌后的培养基对S1获得的硫酸盐还原菌进行驯化培养一周；

[0016] S13，重新通过S11配置硫酸盐还原菌培养基，并使用重新配置的硫酸盐还原菌培养基对S12驯化培养到的硫酸盐还原菌进行进一步驯化培养，如此重复，连续培养4周得到硫酸盐还原菌。

[0017] 可选地，所述S2将硫酸盐还原菌培养基的pH调整至4.5-8.5时，使用磷酸盐缓冲液来实现。

[0018] 可选地，所述S2将硫酸盐还原菌培养基的pH调整至4.5-8.5，将待降解的含TcO4-的溶液的浓度调整至5-25μg/ml、温度调整至20-40℃之前，还包括如下步骤：

[0019] S21，配置200mg/l铼标准储备液：称取0.1553-0.1554g的高铼酸钾药品加入500ml烧杯中，然后再向烧杯中加入200-300ml蒸馏水，使用玻璃棒搅拌待高铼酸钾药品溶解后，将溶液倒入到500ml容量瓶中，继续添加蒸馏水至定容到刻度线后，摇匀；

[0020] S22：配置硫酸盐还原菌培养基，待硫酸盐还原菌培养基冷却后，使用磷酸盐缓冲液将硫酸盐还原菌培养基的pH调整为4.5-8.5之间的不同值，然后分别在各个试管里加入10ml调整好pH的硫酸盐还原菌培养基；打开单人单面水平净化工作台的照明和通风，分别在每个装有10ml调整好pH的硫酸盐还原菌培养基的试管里加入0.5ml硫酸盐还原菌，然后再加入1ml石蜡用于创造厌氧环境，最后用封口膜封住；

[0021] S23，将各个试管分别在150r/min、20-40℃之间的不同温度的恒温生物摇床上培养7天，取出后在各个试管里加入1ml5-25μg/ml不同浓度的以S21配置的铼标准储备液为基础配置得到的溶液，反应5天后，测定各个试管的溶液中ReO4-的浓度；

[0022] S24，测定ReO4-溶液的降解率：将反应5d后的硫酸盐还原菌离心，取上清液5ml，用0.22μm微滤膜抽滤，取抽滤完成液加入0.5ml pH为2.4的Na2HPO4-柠檬酸缓冲液、0.5ml5％的(NH4)2SO4溶液、0.5ml10％的酒石酸和1.5ml0.1％的乙基紫，加水至10.0ml，振荡摇匀，再加入5.0ml苯，于摇床振荡10min设置转速300r/min；振荡完成后静置15分钟，有机相分层；
使用量程1000～10000μl移液枪，吸取有机相置于离心试管中，设置转速8000r/min离心
2min，取上清液；将上清液置于石英比色皿中，在分光光度计上以试剂空白作参比溶液，于波长610nm处测定反应后各个试管中溶液的吸光度，并从标准曲线上查出相应的ReO4-的浓度；

[0023] S25：通过以下公式计算ReO4-的降解率：

[0024]

[0025] 式中：η是降解率，C0为ReO4-的初始浓度，Ct为反应5d后ReO4-的浓度。

[0026] 可选地，所述S2中，将硫酸盐还原菌培养基的pH调整至7.5；将待降解的含TcO4-的溶液的浓度调整至5μg/ml、温度调整至35℃。

[0027] 本发明的有益效果是：

[0028] 通过驯化培养硫酸盐还原菌，并通过将硫酸盐还原菌培养基的pH调整至4.5-8.5；将待降解的含TcO4-的溶液的浓度调整至5-25μg/ml、温度调整至20-40℃，，进而通过硫酸盐还原菌降解含TcO4-的溶液，提供一种具有反应时间短、稳定性好、费用低、能耗省及不易产-
生二次污染等优点的降解TcO4的方法。

附图说明

[0029] 图1是本发明实施例的流程图。

[0030] 图2是一种标准曲线的示意图。

[0031] 图3是初始浓度对去除率的影响示意图。

[0032] 图4是pH对去除率的影响示意图。

[0033] 图5是温度对去除率的影响示意图。

具体实施方式

[0034] 下面将结合附图和实施例对本发明作进一步地详细描述。

[0035] 如图1所示，本实施例中的基于硫酸盐还原菌降解高锝酸根离子的方法，其包括如下步骤S1-S3：

[0036] S1，驯化培养硫酸盐还原菌：先配置硫酸盐还原菌培养基，然后在硫酸盐还原菌培养基中对硫酸盐还原菌进行驯化培养，得到硫酸盐还原菌。

[0037] 其中，所述S1可以通过S11至S13来实现：

[0038] S11，通过S111和S112配置硫酸盐还原菌培养基：

[0039] S111，在精密度为0.01的电子天平(BS2202S，Max 2200g，d＝0.01g)上分别称取K2HPO4：0.5g，(NH4)2SO4：2.5g，NaHCO3：0.5g，CaCl2：0.2g，MgSO4：1.0g，乳酸钠：20ml，Vc：0.1g，半胱氨酸盐酸盐：0.5g，酵母膏：1.5g以及(NH4)2Fe(SO4)2：0.5g，并将所称取的药品加入1000ml烧杯中，然后向烧杯中加入1000ml蒸馏水；将烧杯放在电子万用炉(单联)上对烧杯中的药品进行加热直至药品溶解，冷却后将溶液分装在多个250ml锥形瓶中，每个锥形瓶中装有150-200ml溶液。

[0040] S112，使用脱脂棉封住各个锥形瓶的瓶口，再用报纸包住瓶口并用皮筋固定住报纸，最后将各个锥形瓶顺序放在手提式压力蒸汽灭菌锅(型号YXQ SG41280A)内的筛板上，在121kPa下灭菌20min，得到灭菌后的培养基。

[0041] S12，待灭菌后的培养基冷却后，打开单人单面水平净化工作台(型号SW-CJ-1G)的照明和通风，放入灭菌后的培养基，在单人单面水平净化工作台中使用灭菌后的培养基对S1获得的硫酸盐还原菌进行驯化培养一周。其中，打开单人单面水平净化工作台的照明和通风之前，可以先将10ml移液枪、枪头、手套以及封口膜等接下来要用的仪器放入单人单面水平净化工作台并打开紫外灯照射灭菌，15分钟后关闭紫外灯，避免这些物品携带细菌而影响培养基的配置。

[0042] S13，重新通过S11配置硫酸盐还原菌培养基，并使用重新配置的硫酸盐还原菌培养基对S12驯化培养到的硫酸盐还原菌进行进一步驯化培养，如此重复，连续培养4周得到硫酸盐还原菌。重复过程中，每次都是对上一次驯化培养一周后的硫酸盐还原菌进行进一步驯化培养。

[0043] S2，将硫酸盐还原菌培养基的pH调整至4.5-8.5；将待降解的含TcO4-的溶液的浓度调整至5-25μg/ml、温度调整至20-40℃，得到待反应的溶液。

[0044] 其中，所述S2将硫酸盐还原菌培养基的pH调整至4.5-8.5时，使用磷酸盐缓冲液来- -实现。在将待降解的含TcO4的溶液的温度调整至20-40℃时，当待降解的含TcO4 的溶液所在的环境温度如大气温度正好位于该温度范围时，也可以不调整。

[0045] S3，将硫酸盐还原菌加入调整好pH的硫酸盐还原菌培养基中进行培养，待硫酸盐还原菌培养好后加入待反应的溶液中进行降解反应。也就是说，本发明实施例通过硫酸盐- -还原菌降解含TcO4的溶液中的TcO4。

[0046] 可选地，所述S2将硫酸盐还原菌培养基的pH调整至4.5-8.5，将待降解的含TcO4-的溶液的浓度调整至5-25μg/ml、温度调整至20-40℃之前，还包括如下证明能够用硫酸盐还原菌降解TcO4-的实验步骤。该实验步骤包括如下步骤S21至S25。其中，由于铼(Re)与锝(Tc)是同族元素，具有相似的原子半径、主要氧化态(+7和+4价)以及Eh-pH图，化学性质非常接近，因此，本发明实施例用铼模拟锝的化学行为，从而避免实验过程的污染。

[0047] S21，配置200mg/l铼标准储备液：用十万分之一天平称取0.1553-0.1554g的高铼酸钾药品加入500ml烧杯中，然后再向烧杯中加入200-300ml蒸馏水，使用玻璃棒搅拌待高铼酸钾药品溶解后，将溶液倒入到500ml容量瓶中，继续添加蒸馏水至定容到刻度线后，摇匀。

[0048] 配置好200mg/l铼标准储备液后，后续可以根据实验需要，以铼标准储备液为基础加水来配置其它浓度的含ReO4-的溶液。

[0049] S22：使用S11中的方法配置硫酸盐还原菌培养基，待硫酸盐还原菌培养基冷却后，使用磷酸盐缓冲液将硫酸盐还原菌培养基的pH调整为4.5-8.5之间的不同值，然后分别在各个试管里加入10ml调整好pH的硫酸盐还原菌培养基；打开单人单面水平净化工作台的照明和通风，分别在每个装有10ml调整好pH的硫酸盐还原菌培养基的试管里加入0.5ml硫酸盐还原菌，然后再加入1ml石蜡用于创造厌氧环境，最后用封口膜封住。

[0050] S23，将各个试管分别在150r/min、20-40℃之间的不同温度的恒温生物摇床上培养7天，取出后在各个试管里加入1ml5-25μg/ml不同浓度的以S21配置的铼标准储备液为基础配置得到的溶液，反应5天后，测定各个试管的溶液中ReO4-的浓度。

[0051] S24，测定ReO4-溶液的降解率：将反应5d后的硫酸盐还原菌离心，取上清液5ml，用-0.22μm微滤膜抽滤，取抽滤完成液加入0.5ml pH为2.4的Na2HPO4 柠檬酸缓冲液、0.5ml5％的(NH4)2SO4溶液、0.5ml10％的酒石酸和1.5ml0.1％的乙基紫，加水至10.0ml，振荡摇匀，再加入5.0ml苯，于摇床振荡10min设置转速300r/min；振荡完成后静置15分钟，有机相分层；
使用量程1000～10000μl移液枪，吸取有机相置于离心试管中，设置转速8000r/min离心
2min，取上清液；将上清液置于石英比色皿中，在分光光度计(SP-756)上以试剂空白作参比溶液，于波长610nm处测定反应后各个试管中溶液的吸光度，并从标准曲线上查出相应的ReO4-的浓度。

[0052] 其中，标准曲线如图2所示，其展示了吸光度与浓度之间的对应关系。当测得吸光度后，即可从标准曲线上获得相应的ReO4-的浓度。

[0053] S25：通过以下公式计算ReO4-的降解率：

[0054]

[0055] 式中：η是降解率，C0为ReO4-的初始浓度，即S23中向试管中加入的溶液的浓度，Ct为反应5d后ReO4-的浓度。

[0056] 优选地，实验证明，当将硫酸盐还原菌培养基的pH调整至7.5，待降解的含TcO4-的溶液的浓度调整至5μg/ml、温度调整至35℃时，硫酸盐还原菌对ReO4-的降解率最大，因此，本发明实施例在S2中，将待硫酸盐还原菌培养基的pH调整至7.5，将待降解的含TcO4-的溶液的浓度调整至5μg/ml、温度调整至35℃，得到待反应的溶液。为证明该结论，本发明实施例-以ReO4的降解率为指标，采用单因素实验和3因素3水平正交实验进行降解率测定，研究硫酸盐还原菌培养基pH、培养温度、初始ReO4-浓度对硫酸盐还原菌还原ReO4-效果的影响。具体实验过程和实验结论如下：

[0057] 1、实验过程

[0058] 1.1单因素实验

[0059] 以硫酸盐还原菌培养基为基础，分别改变pH、培养温度及ReO4-初始浓度这3个因素，在恒温生物摇床上振荡培养5天后进行ReO4-去除率的测定与分析。

[0060] pH：用配置好的磷酸盐缓冲液将硫酸盐还原菌培养基的pH调整为4.5、5.5、6.5、7.5、8.5，各加入相同浓度的菌悬液1ml、初始浓度为10μg/ml ReO4-溶液。于30℃、150r/min生物摇床培养5天后进行测定。

[0061] 温度：用配置好的缓冲溶液将硫酸盐还原菌培养基的pH调整为7.5，各加入相同浓度的菌悬液1ml、初始浓度为10μg/ml ReO4-溶液。于20℃、25℃、30℃、35℃、40℃的恒温摇床上，采用150r/min的转速震荡培养5d后进行ReO4-去除率测定。

[0062] ReO4-初始浓度：用配置好的磷酸盐缓冲液将硫酸盐还原菌培养基的pH调整为7.5，各加入相同浓度的菌悬液1ml、初始浓度分别为5、10、15、20、25μg/ml的ReO4-溶液。于30℃、150r/min生物摇床培养5天后进行ReO4-去除率测定。

[0063] 1.2正交实验

[0064] 选择pH、培养温度及ReO4-初始浓度3个因素，自单因素实验结果中各取3个较优水平，设计多因素正交实验，在恒温生物摇床上振荡培养5d后进行ReO4-去除率的测定与分析，确定最佳还原条件，其因素水平如表1所示。

[0065] 表1

[0066]

[0067] 1.3检测方法

[0068] 将反应5d后的硫酸盐还原菌离心，取上清液5ml，用0.22μm微滤膜抽滤，取抽滤完成液加入0.5ml pH为2.4的Na2HPO4-柠檬酸缓冲液，0.5ml5％的(NH4)2SO4溶液，0.5ml10％的酒石酸和1.5ml0.1％的乙基紫，加水至10.0ml，振荡摇匀，再加入5.0ml苯，于摇床振荡10min设置转速300r/min。振荡完成后静置15分钟，有机相分层；使用量程1000～10000μl移液枪，吸取有机相置于离心试管中，设置转速8000r/min，离心2min，取上清液；将上清液置于石英比色皿中，在分光光度计(SP-756)上以试剂空白作参比溶液，于波长610nm处测定反-
应后各个试管中溶液的吸光度，并从标准曲线上查出相应的ReO4浓度。

[0069] 1.4分析方法

[0070] ReO4-的降解率按以下公式计算：

[0071]

[0072] 式中：η是去除率，％；C0为ReO4-的初始浓度，μg/ml；Ct为反应5d后ReO4-的浓度，μg/ml。

[0073] 2.实验结果与讨论

[0074] 2.1单因素优化实验的实验结果如图3至图5所示。

[0075] 2.1.1初始浓度对去除率的影响：

[0076] 由图3可知，在培养温度为30℃、pH为7.5的条件下，当ReO4-溶液的初始浓度为10μg/ml时，硫酸盐还原菌具有较高的降解能力，去除率达到61.23％。随初始浓度逐渐增加，降解效率逐渐降低。有研究表明，硫酸盐还原菌的还原效率随着重金属浓度降低而增加，ReO4-的毒性作用主要表现在对化学需氧量(COD)、酶的代谢活性、细菌浓度或生物膜厚度等方面的影响。当ReO4-浓度增加到20和25μg/ml时，会引起硫酸盐还原菌酶的活性降低、蛋白质变性，与必需阳离子竞争导致细胞器的破裂和膜的完整性破坏，从而抑制硫酸盐还原菌的生长和代谢。

[0077] 2.1.2 pH值对去除率的影响

[0078] 由图4可知，在培养温度为30℃、ReO4-初始浓度为10μg/ml的条件下，硫酸盐还原菌的最适宜pH为7.5，去除率达57.94％。当pH在4.5～7.5范围内，去除率分别为22.49％、37.96％、46.47％和57.94％，而当pH增加到8.5时，去除率下降为49.21％。国内外的研究表明，pH是影响硫酸盐还原菌活力的主要因素，不同的pH条件下，硫酸盐还原菌菌群生长繁殖的速度会有差异。在5～8范围内，pH值的升高可促进硫酸盐还原菌的大量生长，其适宜生长的pH范围为7.0～7.5，在7.16时生长最旺盛，代谢能力最强。pH值可以引起细胞膜电位的变化，从而影响微生物对底物的吸收。有研究表明，微酸性pH值对硫酸盐还原有负影响，当pH值低于5时，硫酸盐还原菌就会失活；在pH高于9的环境下，硫酸盐还原菌还原硫酸盐产生的H2S对本身产生抑制作用，生长受限，对金属的去除率下降。同时，由于硫酸盐还原菌在pH为
7.5的环境下生长旺盛，导致大量H+被消耗，使得pH值升高，导致对ReO4-的去除效率更低。

[0079] 2.1.3温度对去除率的影响

[0080] 由图5可知，在pH为7.5以及铼初始浓度为10μg/ml的条件下，硫酸盐还原菌菌种的最适宜温度为35℃，去除率为63.01％。当温度在25～35℃范围内，去除率随着温度上升而增大。在20℃和40℃时，去除率都相对较低，仅为25.37％和36.52％。据国内外的研究表明，温度是影响硫酸盐还原的重要环境因素，它直接决定硫酸盐还原菌的生长速度和代谢活性，温度太低或太高均会抑制硫酸盐还原菌的生长代谢活动。温度太低，硫酸盐还原菌细胞膜的流动性和生物大分子活性受到影响，造成硫酸盐还原菌存活率的降低；温度太高，膜通透性会增加，生物膜脂蛋白结构发生改变，硫酸盐还原菌生长受限。

[0081] 2.2正交实验条件对铼去除率的影响

[0082] 实验选用3个影响因素：高铼酸根浓度(A)，pH(B)，温度(C)，每个因素分3个水平。选用正交表L9(33)安排实验，设计因素水平见表1。

[0083] 本实验选用L9(33)正交表，其各因素重要性及其最优水平组合可见表2。

[0084] 表2

[0085]

[0086] 正交实验结果如表2所示。表2中极差R是同一因素的K1、K2、K3中最大值减去最小值之差，因素的极差R越大，该因素对实验指标的影响也就越显著。结果显示，高铼酸根的初始浓度对SRB还原的影响较大，其次是培养温度影响，最后是溶液的初始pH。通过正交的极差分析可知(表2)，SRB还原固定铼的最优组合水平为A1B3C3，即初始浓度为5μg/m，pH为7.5，温度为35℃。

[0087] 3.结论

[0088] 1)利用微生物并结合一定的物理、化学方法，可以对Re具有一定的去除效率。实验结果表明，高铼酸根的初始浓度是影响去除效率的主要因素，其次是温度以及pH对其的影响。

[0089] 2)单因素实验条件下，去除率最好的培养条件为：高铼酸根初始浓度为10μg/m、pH为7.5、温度为35℃。

[0090] 3)正交实验条件下，去除率最好的培养条件为：高铼酸根初始浓度为5μg/m、pH为7.5、温度为35℃。

[0091] 可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

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硫酸盐方法-专利编号CN102164858B	2020-05-12	81
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基于硫酸盐还原菌降解高锝酸根离子的方法

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