导读:本文包含了吸附生物膜理论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:生物,硫酸盐,水体,聚合物,自然,磁场,微生物。
吸附生物膜理论文文献综述
高亚倩[1]（2019）在《海洋生物膜上汞的吸附与转化行为研究》一文中研究指出汞是一种毒性很强的全球性污染物质,甲基汞更是众多汞形态中毒性最强的一种。自然水体生物膜是微生物的集合体,有机质含量丰富,能够在水体中任何裸露的表面附着,强烈地改变了这些表面的吸附行为,生物膜不仅能够吸附汞,而且能够对汞的甲基化过程产生重要影响。以生物膜为食的水生生物种类很多,水生生物摄入含有重金属汞的生物膜后经过食物链富集放大,最终作用于人类,对人类健康产生极大的影响,因此对于生物膜中汞的行为研究是非常重要的。以采集自海洋中的天然生物膜和采用天然海水人工培育的生物膜为研究对象,对生物膜中汞的吸附及转化行为进行了研究,研究结果如下:1.采集黄海海域大连近岸8个站位表层的海水、沉积物及生物膜样品,研究了这叁种环境介质中THg(总汞)及MeHg(甲基汞)的含量及分布情况,并对这叁种环境介质中汞的含量情况进行对比。结果表明:海水中THg和MeHg平均值分别为31.12 ng/L和0.43 ng/L,%MeHg(甲基化比率)平均值为1.10%。沉积物中THg和MeHg平均值分别为169 ng/g和0.41 ng/g,%MeHg平均值为0.63%。生物膜中THg和MeHg平均值为180 ng/g和1.0 ng/g,%MeHg平均值为1.83%。海水、沉积物和生物膜中汞含量最高值均出现在站位2,这与该站位长期受工业污染相关。通过比较,海水中总汞及甲基汞含量均远低于沉积物及生物膜,沉积物和生物膜中总汞含量相差不大,而生物膜中甲基汞含量及甲基化比率均大于沉积物。2.在实验室内人工培养海洋生物膜并开展对汞的吸附实验,目的是为了探究在天然海水中生物膜对汞的吸附特性。研究了生物膜对汞吸附的热力学及动力学过程,并探讨pH值及溶解氧对生物膜吸附汞的影响,结果表明:随着时间的推移,生物膜与汞的反应速率开始较快,之后趋于稳定;随着pH值的升高,生物膜对汞的吸附量先上升后下降,当pH为8时吸附量达到最大;随着溶解氧的升高,生物膜对汞的吸附量逐渐增大,当溶解氧为8 mg/L时,吸附量最大。Langmuir吸附等温式能够描述生物膜对汞的热力学吸附过程;吸附动力学符合准二级动力学模型,相关系数R~2=0.99042。3.采用人工培养的海洋生物膜对汞在低溶氧和高溶氧两种状态下的甲基化作用进行初步探究,结果表明:生物膜中的甲基汞主要通过汞的甲基化作用产生,表明生物膜对汞的甲基化具有积极作用。随着时间的推移,高溶氧状态下生物膜上甲基化比率先保持不变后逐渐下降,低溶氧状态下生物膜上甲基化比率先下降后逐渐上升。实验开始12天后,低溶氧状态下生物膜上甲基化比率大于高溶氧状态下生物膜上甲基化比率。(本文来源于《辽宁师范大学》期刊2019-05-01）
张利文[2]（2018）在《自然水体生物膜/沉积物对氧氟沙星的吸附特征》一文中研究指出抗生素被广泛的应用于人类及动物的传染病治疗,同时也在畜牧业、农业和水产养殖中被用作生长促进剂。抗生素在投入使用后,不能完全被受体吸收和代谢,致使部分抗生素会释放到环境中。进入水环境的抗生素会对水生生物产生潜在危害,增加抗性基因的传播,最终将影响人的健康。因此,抗生素在水环境中迁移转化特征的研究成为环境领域的研究热点。沉积物是水环境中物质迁移转化过程的基础,暴露在水环境中的沉积物可迅速地被微生物占据,微生物与沉积物表面接触,并分泌胞外聚合物(EPS),逐渐形成生物膜。通常认为,生物膜可吸附和降解某些有机污染物,因此沉积物表面生长生物膜将影响原始沉积物对有机污染物的吸附和降解特征。然而,生物膜是否对抗生素在水-沉积物体系中的吸附和降解产生影响还有待验证。基于上述研究背景,本研究选取氧氟沙星(OFL)作为抗生素的代表进行研究。OFL的大量使用和排放,使其在水环境中呈现出假持久性。由于不易发生水解和挥发,水相中OFL的减少主要通过吸附和降解,且现有研究认为吸附是控制有机污染物迁移转化的关键。因此,本文着重研究了OFL在水-生物膜/沉积物体系中的吸附特征,并初步分析了吸附对OFL降解的影响。首先,本研究对荧光分光光度法测定水样中OFL含量的方法进行了优化,确定了OFL的测定方法,为后续研究中准确快速的测定OFL含量奠定了基础。其次,本研究利用原始生物膜和去除EPS的生物膜进行批量吸附实验,并结合不同生物膜样品理化性质的差异以及EPS与OFL的作用方式,分析生物膜吸附OFL的机制。在了解生物膜对OFL吸附机制的基础上,本研究利用原始沉积物和生物膜/沉积物共存固相进行批量吸附实验,并结合生物膜生长前后沉积物理化性质的变化,分析生物膜对沉积物吸附OFL的影响机制。最后,本研究构建了OFL迁移转化模拟体系,旨在研究吸附作用存在时,OFL在水-沉积物和水-生物膜/沉积物体系中的降解行为,并确定了OFL在沉积物和生物膜/沉积物共存固相上的吸附量对相应体系水相中OFL减少总量的贡献。在对OFL测定方法的优化研究中发现:OFL具有荧光性,可采用荧光分光光度计在20℃、pH=7条件下,测定激发波长为293 nm时OFL溶液的荧光发射光谱,确定其荧光峰的荧光强度,并采用基质标线确定OFL的浓度。该方法操作简单、快速,适用于实验室内研究OFL迁移转化批量样品的测定。在对生物膜吸附OFL的研究中发现:EPS可与OFL形成EPS-OFL复合物,限制OFL向生物膜内部扩散,致使吸附发生在生物膜外层的EPS中,且EPS可对吸附过程中存在的线性分配作用和非线性Langmuir吸附产生影响。去除EPS的生物膜样品对OFL的线性分配系数是原始生物膜的1.0-8.2倍,表明EPS可以限制OFL在生物膜中的线性分配作用。此外,去除EPS可影响生物膜吸附OFL的阳离子交换作用和氢键作用,从而影响生物膜对OFL的非线性Langmuir吸附。总之,EPS限制了生物膜对OFL的吸附。在对生物膜和生物膜/沉积物共存固相吸附OFL的研究中发现:经过30天和45天的培养,生物膜的生长使得OFL在沉积物中的线性分配作用降低了50%和60%,而非线性Langmuir吸附能力增强了1.69和2.04倍。这主要是由于生物膜的存在改变了OFL在原始沉积物中的线性分配作用方式和阳离子交换作用等非线性Langmuir吸附作用,这两种吸附机制的共同作用导致生物膜生长前后的吸附等温线存在交点。在对吸附作用存在时OFL在水-沉积物和水-生物膜/沉积物体系中迁移转化特征的研究中发现:吸附和光降解作用存在时,生物膜的生长可影响水相中DOM的组分和含量,同时改变了沉积物对OFL的吸附特征,使得水-生物膜/沉积物体系水相中OFL减少的速率是水-沉积物体系的1.5倍;当吸附和生物降解作用存在时,生物膜通过吸附作用降低了OFL的生物利用度,同时生物膜中的EPS可作为微生物的碳源,降低微生物对OFL的降解速率,使得水-生物膜/沉积物体系水相中OFL减少的速率是水-沉积物体系的80%。总之,生物膜可通过影响吸附作用对OFL在水-沉积物体系中的光降解和生物降解产生影响,且在同一体系中吸附量对水相中OFL减少总量的贡献为77.6至99.7%。综上,生物膜的存在可对OFL在水-沉积物体系中的迁移转化产生影响,且吸附作用是控制水-沉积物和水-生物膜/沉积物体系水相中OFL含量减少的关键。在吸附过程中,生物膜可通过改变线性分配作用和非线性Langmuir吸附作用影响沉积物对OFL的吸附。本研究结果对深入了解OFL在水-天然固相物质界面上的吸附特征具有重要的环境意义,可为OFL在水环境中的迁移转化预测及风险评估研究提供理论支持。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-06-01）
宋娜[3]（2018）在《自然水体生物膜对菲、林丹和氧氟沙星的吸附特征及机制研究》一文中研究指出多环芳烃和有机氯农药是两类典型的持久性有机污染物,由于它们难被降解,能够在环境中累积持续存在,表现为“持久性”。它们在环境中的残留物可对生物体造成叁致效应,并对生态环境造成负面影响。长期以来,多环芳烃和有机氯农药作为经典的环境有机污染物,它们在环境中的迁移转化等行为一直是环境领域研究的热点之一。抗生素作为一类新兴环境污染物,它们在环境中的半衰期普遍较短,但由于它们的生产量、使用量和排放量较高,持续从各类污染源向环境中输入,在环境中呈现“假持久性”的特征。近年来,抗生素在环境中的迁移转化等行为越来越受到人们的关注。水环境中的污染物在水固界面的吸附作用通常是影响污染物的迁移转化行为的关键性步骤之一,极大地影响着污染物的生物累积、降解转化及归趋等后续过程。自然水体生物膜是一种广泛存在于水环境中的天然固相物质,它能够通过吸附等作用影响污染物的水环境行为。目前,多数研究关注生物膜整体或其胞外聚合物对痕量污染物的吸附特征研究。已有研究表明,天然固相物质如土壤/沉积物等,其不同类型的有机碳组分对吸附不同类型的有机污染物的作用机制及贡献存在较大差异。自然水体生物膜含有何种类型的有机碳组分,并且这些组分对经典和新兴有机污染物的吸附机制尚不明确。因此,本研究采集不同季节不同自然水体的水样,在实验室内培养不同批次的生物膜。通过批量吸附实验研究不同生物膜对菲、林丹和氧氟沙星的吸附特征,确定相应的吸附等温模型和参数;通过固相~(13)C核磁,并结合红外光谱和X射线光电子能谱(XPS)等多种辅助技术手段,表征生物膜的有机组成;结合吸附参数和生物膜的结构和组分,分析生物膜中不同有机碳组分对生物膜吸附有机污染物的影响,及不同有机碳组分与分配能力(K_(OC))值之间的关系,并探讨吸附作用机制。研究结果表明:生物膜中的优势生物是藻类,不同季节不同水体水样培养的生物膜中的藻类存在差异,以绿藻居多。生物膜中糖类、蛋白质和总有机碳(TOC)含量具有明显的季节特征,均在夏季表现出最大值。元素分析和X射线能谱分析显示生物膜中有机碳贯穿于整个生物膜而不是仅分布于生物膜表层。固相~(13)C核磁分析显示生物膜中存在脂肪碳、芳香碳和极性碳叁种类型的有机碳,其中脂肪碳含量最高(>74.6%),表明生物膜是一种富含脂肪碳的天然固相物质。生物膜对菲、林丹和氧氟沙星的吸附数据均能用线性(Linear)模型拟合。生物膜吸附菲、林丹和氧氟沙星的吸附系数(K_d值)的大小关系为:菲(58.96 g/L)>林丹(5.31 g/L)>氧氟沙星(2.68 g/L),与叁种有机污染物的辛醇/水分配系数(K_(OW))的相对大小关系一致,表明菲、林丹和氧氟沙星本身的理化性质影响生物膜对其吸附能力。菲、林丹和氧氟沙星的K_(OC)值均与烷基碳呈正相关关系,烷基碳含量较高的生物膜吸附有机污染物的能力较强。无定型结构的烷基碳“固相溶解”和分配有机污染物,表现为线性吸附。脂肪度可以用来预测生物膜吸附林丹和菲的能力,但是不能预测生物膜吸附氧氟沙星的能力。芳香度可以用来预测生物膜吸附菲和氧氟沙星的能力,但是不能预测生物膜吸林丹的能力。综上,生物膜吸附菲、林丹和氧氟沙星主要是通过无定型的烷基碳分配菲、林丹和氧氟沙星;生物膜中烷基碳含量决定生物膜对有机污染物的吸附能力。本研究结果有助于深入了解自然水体生物膜对不同类型的环境有机污染物的吸附特征及机制。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-05-01）
吕亚林,刘宏伟,熊福平,刘宏芳[4]（2017）在《磁场对硫酸盐还原菌生物膜在碳钢表面吸附性能的研究》一文中研究指出本文利用表面分析和电化学手段研究了磁场(magneticfield,MF)对硫酸盐还原菌(sulfate reducing bacteria,SRB)在碳钢表面吸附性能。研究结果表明:150 mT MF对浮游SRB的生长没有明显的影响,但是它可以延迟固着SRB的形成。电化学方法和表面分析表明MF可以抑制SRB生物膜在304不锈钢表面的形成和吸附,4 mT比150 mT效果更好。X射线光电子能谱(XPS)对腐蚀产物分析表明,在MF条件下腐蚀产物中无FeS,但是有铁氧化物的生成。(本文来源于《2017第四届海洋材料与腐蚀防护大会论文集》期刊2017-12-09）
陈益山[5]（2017）在《细颗粒泥沙生物膜生长及对吸附与解吸影响的实验研究》一文中研究指出微生物是水生态系统的重要组成部分,广泛分布在各种天然水体中。泥沙在水生态系统中为微生物聚集提供了良好的基底条件。微生物代谢产物分泌胞外聚合物,在泥沙表面形成生物膜。生物膜的形成一方面改变了原有泥沙的物理性质及其力学运动规律,另一方面也改变了水体中污染、营养等物质的吸附降解特征。已有工作对长膜泥沙的研究主要集中在泥沙表面生长生物膜后对泥沙颗粒原有的形貌特征(絮体密度、粒径级配)、运动特性(沉降速度、流变特性)、输移特性(起动流速)以及床面形态(输沙率、粗糙度)等的影响,对长膜泥沙的生长及其吸附解吸化学特性和环境效应研究相对较少,对长膜泥沙自身生长的定量描述也相对缺乏,这些也是泥沙与水生态环境领域所关注的重要内容。论文研究泥沙表面生物膜生长动力学模型、长膜泥沙群落多样性和吸附解吸特性等叁个方面。对生物膜生长动力学模型的研究,以天然泥沙颗粒为基底进行生物膜培养实验,着重研究泥沙表面生物膜的生长过程。模型采用生物烧失量作为变量,考虑了不同水流速度和泥沙粒径对生物膜形成和生长的影响,并从经典的生物膜生长理论出发,建立了长膜泥沙生物量随时间变化的数学模型。研究表明泥沙表面生物膜的生长速度和生物量变化与泥沙基底的粒径和水流速度有密切关系,泥沙粒径越细,水流速度越小,生物量越多,建立的生物膜生长动力学模型中能够很好的反映和模拟这些规律。对长膜泥沙群落多样性的研究,通过最新的16S rDNA高通量测序技术来得到长膜泥沙的细菌群落关系。群落多样性分析包括基础多样性分析(多样性指数、分类学分析等)和高级多样性分析(Veen图、样本聚类树、PCA分析等)。群落多样性分析结果能很好的反映不同条件下的生物膜中的细菌丰度和多样性,并揭示泥沙粒径和水流速度对多样性的影响,为生物膜的环境影响打下基础。对泥沙生物膜生长后吸附特性的改变研究,以硝酸铜、磷酸二氢钾溶液为吸附剂,进行不同生物膜生长阶段的室内静态吸附实验。吸附实验结果表明,生物膜生长后长膜泥沙对磷的吸附有极大的促进作用,而由于干净沙本身对铜的吸附能力非常强,生物膜的生长对泥沙颗粒吸附铜起了少量的促进作用。(本文来源于《清华大学》期刊2017-11-01）
杨玉双[6]（2017）在《Cupriavidus gilardii CR3对铜的吸附及其生物膜—多孔介质中铜迁移的研究》一文中研究指出重金属铜离子进入地下环境的第一道天然屏障是含有多孔介质的土壤水带层,也是微生物主要存在和运动的区域。在地下环境中,微生物通常以生物膜形式存在,并且微生物的生物膜影响重金属铜在地下环境中的迁移。本文以具有天然铜抗性的细菌(Cupriavidus gilardii CR3)活细胞为研究对象,探讨了C.gilardii CR3对重金属铜的吸附特性和机理,及重金属铜对C.gilardii CR3生物膜的影响,同时,研究了不同铜离子浓度在C.gilardii CR3生物膜-石英砂柱中的迁移。在此基础上,研究了生物膜对重金属铜迁移的影响及其生物膜胞外聚合物(EPS)作用。主要研究结论如下:(1)C.gilardii CR3对重金属铜的吸附特性。利用重金属抗性细菌C.gilardii CR3吸附重金属铜离子,研究pH、初始铜离子浓度和吸附时间对C.gilardii CR3吸附铜的影响,采用等温吸附和动力学模型拟合实验结果。发现C.gilardii CR3对铜离子吸附量随pH的增加而增加,最适的pH为5.0,实际最大吸附量是18.33mg/g;吸附过程符合Langmuir模型,理论预测的最大吸附量是18.25 mg/g,与实测数值接近;吸附过程分两步进行,即初始的快速反应和后续的缓慢反应;吸附过程符合二级动力学和颗粒内扩散方程,这些结果表明该吸附过程是单分子化学吸附和物理内部扩散共同作用。(2)C.gilardii CR3对重金属铜的吸附机理。通过Zeta电位、扫描电子显微镜-X射线能量散射能谱(SEM-EDX)和傅里叶红外光谱(FTIR)方法对吸附铜离子前后的C.gilardii CR3形貌和结构进行表征。Zeta电位表明静电引力使官能团发生去质子化,C.gilardii CR3表面负电荷吸附铜离子。SEM-EDX证明C.gilardii CR3对铜离子的吸附为表面吸附。FTIR结果显示参与吸附的官能团主要有羟基、羧基、磷酸和氨基等。此外,当铜离子存在时,C.gilardii CR3具有自我保护能力,分泌网状的EPS保护细胞受到破损,在实际应用中具有潜在的应用价值。(3)重金属铜对C.gilardii CR3生物膜的影响。利用不同浓度的LB培养基模拟细菌地下环境生存的营养条件,运用结晶紫染色方法分析确定C.gilardii CR3生物膜形成的最适营养条件,发现20%LB可以使C.gilardii CR3形成较好的生物膜。通过结晶紫染色法和CLSM分析32 mg/L铜离子可以促进抗性菌C.gilardii CR3分泌较多的蛋白和多糖,形成的生物膜面积最大。(4)重金属铜在C.gilardii CR3生物膜-石英砂柱中的迁移。在C.gilardii CR3生物膜-石英砂柱中注入12 h的20%LB使C.gilardii CR3短期饥饿,形成均匀稳定生物膜。生物膜柱对叁种浓度的铜离子迁移都有影响,并且6.4 mg/L、32 mg/L和64 mg/L铜离子的穿透曲线(BTCs)在生物膜柱中呈现不规则的“几”字形,随着铜离子浓度升高,生物膜柱对铜离子的截留越小,穿透能力越大。另外,生物膜柱对铜离子的截留和生物量分布趋势一致,即实验柱两端较多,中间最少,并且铜离子在柱中截留主要是EPS对铜离子的吸附作用。(本文来源于《东北师范大学》期刊2017-06-01）
任贺[7]（2016）在《MAP化学沉淀与吸附性生物膜联用处理垃圾渗滤液实验研究》一文中研究指出晚期垃圾渗滤液具有氨氮含量高、有机污染物成分复杂、可生化性差等特点,若未经处理直接排放会对环境造成极大的危害。论文针对晚期垃圾渗滤液该水质特点,以阜新市垃圾填埋场渗滤液为对象,探讨了晚期渗滤液处理高效低成本的途径。论文从提高晚期渗滤液可生化性及降低成本考虑,采用MAP化学沉淀法作为晚期渗滤液的预处理工艺。通过单因素实验研究了搅拌强度、搅拌时间、初始PH及药剂配比对MAP沉淀效果的影响,并且在此基础上,通过响应曲面法进一步优化了 MAP沉淀法改善晚期垃圾渗滤液可生化性的最佳运行工况。预处理后晚期渗滤液生化性虽得到明显提高,但仍不符合垃圾填埋场污染控制标准《GB16889-2008》,后续采用吸附性生物膜作为主体生物处理工艺。以适应预处理后晚期渗滤液水质的优势微生物及具有吸附性能的活性炭纤维载体培养吸附性生物膜。通过静态实验研究了有机负荷、初始PH、溶解氧含量对吸附性生物膜处理晚期渗滤液效果的影响,并且在此基础上,通过动态实验研究了水力停留时间、进水C/N对吸附性生物膜反应器运行效果的影响。基于上述研究内容,获得了以下研究结论:(1)通过MAP单因素及响应曲面实验确定MgO+NaH2PO4·2H2O组合处理晚期垃圾渗滤液的最佳实验条件为搅拌强度200r/min,搅拌时间120min,初始PH值为9.0,药剂配比为n(Mg2+):n(N):n(P)=2.12:1:1.20,在该实验条件下,处理后的晚期渗滤液水质为 COD 浓度 468mg/L,NH3-N 浓度 118.35mg/L,TP 浓度 9.16mg/L,PH 值 8.67,其COD去除率为22%、NH3-N去除率为90.3%、残留磷含量为9.16mg/L。(2)吸附性生物膜可承载有机负荷为96kgCOD/(m3·d),吸附性生物膜最适的PH值为 8.0;在有机负荷为 96kgCOD/(m3 · d)、PH 值为 8.0 条件下,COD、NH3-N、TP去除率随震荡频率的增加而增加;如要保证较好的TP去除效果,要求试验研究应控制震荡频率大于l00r/min。(3)水力停留时间为12h的实验装置对COD、NH3-N的去除效果最好,水力停留时间为4h的实验装置对TP的去除效果最好,最佳去除率分别为98.75%、100%、44.59%;进水C/N比为1的实验装置对COD、TP的去除效果最好,进水C/N比为5的实验装置对NH3-N的去除效果最好,最佳去除率分别为100%、100%、67.18%;并且水力停留时间为8h,进水C/N比为1的1#实验装置的出水水质为:COD浓度Omg/L,NH3-N浓度24.75mg/L,TP浓度2.09mg/L,符合垃圾渗滤液排放标准。综上所述,MAP化学沉淀与吸附性生物膜联用可有效处理晚期垃圾渗滤液,在特定反应条件下出水有机污染物浓度可达到垃圾填埋场污染控制标准《GB16889-2008》。(本文来源于《辽宁工程技术大学》期刊2016-12-01）
李玲,张晴晴,申禹[8]（2016）在《水环境中营养盐磷在生物膜上吸附热力学研究》一文中研究指出营养盐磷是浮游藻类生长繁殖乃至水体发生富营养化的最重要的限制性元素之一,受到水环境中生物膜的强烈吸附作用,探究生物膜对磷的吸附特性对水环境治理有着重要意义.采集天然水体中的生物膜吸附不同初始浓度的正磷酸盐溶液,并分析了多种环境因素对吸附作用的影响,研究了天然水体生物膜吸附磷的热力学特征,获得了多种环境因素影响下的吸附等温线.研究结果表明,天然水体生物膜吸附磷的热力学特征符合Langmuir模型;温度和振荡速率能显着影响生物膜对磷的吸附作用,25~30℃为最佳吸附温度,振荡速率越大,饱和平衡吸附量越大;pH对吸附的影响主要表现为在碱性条件下天然水体中生成的絮状体的间接作用;磷负荷是影响平衡吸附率和单位干质量生物膜平衡吸附量的主要因素,磷的总质量和生物膜的总用量是影响总吸附量的主要因素.(本文来源于《大连理工大学学报》期刊2016年06期）
吕亚林,刘宏伟,熊福平,刘宏芳[9]（2016）在《磁场对硫酸盐还原菌生物膜在碳钢表面吸附性能的研究》一文中研究指出本文利用表面分析和电化学手段研究了磁场(magneticfield,MF)对硫酸盐还原菌(sulfate reducing bacteria,SRB)在碳钢表面吸附性能。研究结果表明:150 mT MF对浮游SRB的生长没有明显的影响,但是它可以延迟固着SRB的形成。电化学方法和表面分析表明MF可以抑制SRB生物膜在304不锈钢表面的形成和吸附,4 mT比150 mT效果更好。X射线光电子能谱(XPS)对腐蚀产物分析表明,在MF条件下腐蚀产物中无FeS,但是有铁氧化物的生成。(本文来源于《2016第叁届海洋材料与腐蚀防护大会暨海洋新材料及防护新技术展览会论文集》期刊2016-09-19）
慕亚南[10]（2016）在《自然水体生物膜及其胞外聚合物对Cu~(2+)的吸附研究》一文中研究指出铜是有机体维持正常生命活动所必不可少的微量元素,但在水体中达到一定浓度时就会对生物产生毒害作用,成为水体中典型的重金属污染物。近年来,自然水体生物膜作为一种可有效结合重金属的复合固相介质倍受关注。论文在江南大学校内小蠡湖中培养春季、夏季和秋季自然生物膜(冬季较难形成生物膜),探究主要环境影响因子对不同季节成熟生物膜及其胞外聚合物(EPS)吸附Cu~(2+)效果的影响,结合扫描电镜(SEM)、变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)、叁维荧光光谱(EEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和扫描电镜-能谱(SEM-EDX)等方法,研究了生物膜及其EPS吸附Cu~(2+)的作用机制,探讨了Cu~(2+)对生物膜及其EPS的形态结构的影响。主要结论如下:(1)通过测定自然生物膜生物量、叶绿素、总有机碳(TOC)、Fe、Mn氧化物、脱氢酶活性以及EPS含量,表征生物膜生长情况,最终确定不同季节获取相对成熟生物膜的培养天数分别为21 d(春季)、15 d(夏季)和35 d(秋季)。(2)通过5种提取方法(高速离心法、加热法、EDTA法、NaOH+NaCl法和超声+CER法)的对比,NaOH+NaCl法是较为理想的EPS提取方法,在NaOH浓度为2 mol·L-1,NaCl质量分数为0.85%,萃取2.5 h,分离转速为7000 g(20 min,4℃)条件下,EPS提取量达到157.57 mg·L-1。同时,结合FT-IR分析表明,蛋白质和多糖是生物膜EPS的主要成分;NaOH的加入,有效的提取了生物膜中的蛋白质。(3)通过单因素实验探究了不同季节成熟生物膜Cu~(2+)的吸附效果,结果表明,在pH值为6、Cu~(2+)初始浓度为5 mg·L-1、20℃条件下,达到吸附平衡时的Cu~(2+)最大吸附量分别为44.68 mg·g-1(夏季)>26.53 mg·g-1(春季)>和15.79 mg·g-1(秋季);准二级动力学模型能较好的描述该吸附过程,吸附速率为夏季>春季>秋季;此外,Pb-Cr-Cu、Pb-Cu和Cr-Cu共存体系中,生物膜对Cu~(2+)的吸附量小于Cu~(2+)单独存在时的吸附量,且Pb~(2+)对Cu~(2+)吸附的影响大于Cr2+。(4)春季成熟自然生物膜吸附Cu~(2+)前后的SEM分析显示,在5 mg·L-1 Cu~(2+)胁迫下,生物膜表面的空隙和通道增多,EPS分泌量增加,有利于促进Cu~(2+)的吸附;PCR-DGGE显示,生物膜吸附Cu~(2+)前后两条泳道的相似度为73%,表明Cu~(2+)的胁迫并未使生物膜微生物群落发生显着改变,但细菌的多样性指数降低;生物膜中主要组分对Cu~(2+)的富集贡献率为:Mn氧化物(46.03%)>有机质(32.67%)>Fe氧化物(15.69%)>其他(5.61%);EEM显示,Cu~(2+)可使蛋白和腐殖质类物质的荧光团发生淬灭。(5)以S-EPS和B-EPS为Cu~(2+)吸附剂,在pH值为6,Cu~(2+)初始浓度为7 mg·L-1,m(S-EPS):m(Cu~(2+))=1.2:1,和m(B-EPS):m(Cu~(2+))=2:1,30℃下吸附平衡时最大吸附量为133.65 mg(Cu~(2+))·g-1(S-EPS)>115.34 mg(Cu~(2+))·g-1(B-EPS)。Langmuir模型和准二级动力学模型更适合描述EPS对Cu~(2+)的吸附过程;FT-IR表明,羟基、氨基和酰胺基是EPS吸附Cu~(2+)过程中的主要作用基团;SEM-EDX检测表明EPS吸附Cu~(2+)过程中存在离子交换;pH=2,0.05 mol·L-1的NaNO3可有效解吸EPS中的Cu~(2+),解吸率为81.34%。(本文来源于《江南大学》期刊2016-06-30）
吸附生物膜理论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
抗生素被广泛的应用于人类及动物的传染病治疗,同时也在畜牧业、农业和水产养殖中被用作生长促进剂。抗生素在投入使用后,不能完全被受体吸收和代谢,致使部分抗生素会释放到环境中。进入水环境的抗生素会对水生生物产生潜在危害,增加抗性基因的传播,最终将影响人的健康。因此,抗生素在水环境中迁移转化特征的研究成为环境领域的研究热点。沉积物是水环境中物质迁移转化过程的基础,暴露在水环境中的沉积物可迅速地被微生物占据,微生物与沉积物表面接触,并分泌胞外聚合物(EPS),逐渐形成生物膜。通常认为,生物膜可吸附和降解某些有机污染物,因此沉积物表面生长生物膜将影响原始沉积物对有机污染物的吸附和降解特征。然而,生物膜是否对抗生素在水-沉积物体系中的吸附和降解产生影响还有待验证。基于上述研究背景,本研究选取氧氟沙星(OFL)作为抗生素的代表进行研究。OFL的大量使用和排放,使其在水环境中呈现出假持久性。由于不易发生水解和挥发,水相中OFL的减少主要通过吸附和降解,且现有研究认为吸附是控制有机污染物迁移转化的关键。因此,本文着重研究了OFL在水-生物膜/沉积物体系中的吸附特征,并初步分析了吸附对OFL降解的影响。首先,本研究对荧光分光光度法测定水样中OFL含量的方法进行了优化,确定了OFL的测定方法,为后续研究中准确快速的测定OFL含量奠定了基础。其次,本研究利用原始生物膜和去除EPS的生物膜进行批量吸附实验,并结合不同生物膜样品理化性质的差异以及EPS与OFL的作用方式,分析生物膜吸附OFL的机制。在了解生物膜对OFL吸附机制的基础上,本研究利用原始沉积物和生物膜/沉积物共存固相进行批量吸附实验,并结合生物膜生长前后沉积物理化性质的变化,分析生物膜对沉积物吸附OFL的影响机制。最后,本研究构建了OFL迁移转化模拟体系,旨在研究吸附作用存在时,OFL在水-沉积物和水-生物膜/沉积物体系中的降解行为,并确定了OFL在沉积物和生物膜/沉积物共存固相上的吸附量对相应体系水相中OFL减少总量的贡献。在对OFL测定方法的优化研究中发现:OFL具有荧光性,可采用荧光分光光度计在20℃、pH=7条件下,测定激发波长为293 nm时OFL溶液的荧光发射光谱,确定其荧光峰的荧光强度,并采用基质标线确定OFL的浓度。该方法操作简单、快速,适用于实验室内研究OFL迁移转化批量样品的测定。在对生物膜吸附OFL的研究中发现:EPS可与OFL形成EPS-OFL复合物,限制OFL向生物膜内部扩散,致使吸附发生在生物膜外层的EPS中,且EPS可对吸附过程中存在的线性分配作用和非线性Langmuir吸附产生影响。去除EPS的生物膜样品对OFL的线性分配系数是原始生物膜的1.0-8.2倍,表明EPS可以限制OFL在生物膜中的线性分配作用。此外,去除EPS可影响生物膜吸附OFL的阳离子交换作用和氢键作用,从而影响生物膜对OFL的非线性Langmuir吸附。总之,EPS限制了生物膜对OFL的吸附。在对生物膜和生物膜/沉积物共存固相吸附OFL的研究中发现:经过30天和45天的培养,生物膜的生长使得OFL在沉积物中的线性分配作用降低了50%和60%,而非线性Langmuir吸附能力增强了1.69和2.04倍。这主要是由于生物膜的存在改变了OFL在原始沉积物中的线性分配作用方式和阳离子交换作用等非线性Langmuir吸附作用,这两种吸附机制的共同作用导致生物膜生长前后的吸附等温线存在交点。在对吸附作用存在时OFL在水-沉积物和水-生物膜/沉积物体系中迁移转化特征的研究中发现:吸附和光降解作用存在时,生物膜的生长可影响水相中DOM的组分和含量,同时改变了沉积物对OFL的吸附特征,使得水-生物膜/沉积物体系水相中OFL减少的速率是水-沉积物体系的1.5倍;当吸附和生物降解作用存在时,生物膜通过吸附作用降低了OFL的生物利用度,同时生物膜中的EPS可作为微生物的碳源,降低微生物对OFL的降解速率,使得水-生物膜/沉积物体系水相中OFL减少的速率是水-沉积物体系的80%。总之,生物膜可通过影响吸附作用对OFL在水-沉积物体系中的光降解和生物降解产生影响,且在同一体系中吸附量对水相中OFL减少总量的贡献为77.6至99.7%。综上,生物膜的存在可对OFL在水-沉积物体系中的迁移转化产生影响,且吸附作用是控制水-沉积物和水-生物膜/沉积物体系水相中OFL含量减少的关键。在吸附过程中,生物膜可通过改变线性分配作用和非线性Langmuir吸附作用影响沉积物对OFL的吸附。本研究结果对深入了解OFL在水-天然固相物质界面上的吸附特征具有重要的环境意义,可为OFL在水环境中的迁移转化预测及风险评估研究提供理论支持。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
吸附生物膜理论文参考文献
[1].高亚倩.海洋生物膜上汞的吸附与转化行为研究[D].辽宁师范大学.2019
[2].张利文.自然水体生物膜/沉积物对氧氟沙星的吸附特征[D].吉林大学.2018
[3].宋娜.自然水体生物膜对菲、林丹和氧氟沙星的吸附特征及机制研究[D].吉林大学.2018
[4].吕亚林,刘宏伟,熊福平,刘宏芳.磁场对硫酸盐还原菌生物膜在碳钢表面吸附性能的研究[C].2017第四届海洋材料与腐蚀防护大会论文集.2017
[5].陈益山.细颗粒泥沙生物膜生长及对吸附与解吸影响的实验研究[D].清华大学.2017
[6].杨玉双.CupriavidusgilardiiCR3对铜的吸附及其生物膜—多孔介质中铜迁移的研究[D].东北师范大学.2017
[7].任贺.MAP化学沉淀与吸附性生物膜联用处理垃圾渗滤液实验研究[D].辽宁工程技术大学.2016
[8].李玲,张晴晴,申禹.水环境中营养盐磷在生物膜上吸附热力学研究[J].大连理工大学学报.2016
[9].吕亚林,刘宏伟,熊福平,刘宏芳.磁场对硫酸盐还原菌生物膜在碳钢表面吸附性能的研究[C].2016第叁届海洋材料与腐蚀防护大会暨海洋新材料及防护新技术展览会论文集.2016
[10].慕亚南.自然水体生物膜及其胞外聚合物对Cu~(2+)的吸附研究[D].江南大学.2016
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