Рефетека.ру / Биология

Реферат: Сорбционные свойства мха по отношению к микроорганизмам и тяжелым металлам

| |
| |
| |
| |
|2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ |
| |
|2.1. Методы исследований |
| |
|2.1.1. Получение микробной суспензии |
| |
|Питательный агар, который готовится согласно прописи, заливают предварительно по|
|5-10 мл в пробирки, которые оставляют наклонными в специальном штативе до |
|полного застывания среды. Бактериологической петлей отбирают клетки |
|микроорганизмов и вводят петлю в пробирку со скошенным агаром до дна. Слегка |
|касаясь бактериологической петлей поверхности среды, проводят от дна пробирки |
|вверх зигзагообразную линию, тем самым, засевая культуру микроорганизмов. После |
|посева пробирки помещают в термостат (30(С) на 1 сутки (по истечению этого срока|
|пробирки извлекают из термостата) и заливают в них по 2.0-3.0 мл |
|физиологического раствора (ФР). Осторожно отделяют микробную культуру от агара |
|постепенным встряхиванием и покачиванием пробирки. Полученную суспензию хранят в|
|холодильнике. |
| |
| |
|2.1.2. Определение количества жизнеспособных клеток методом высева на плотную |
|среду |
| |
|Микробную суспензию разводят в стерильном физиологическом растворе, при этом |
|используя один и тот же коэффициент разведения. |
|Посев осуществляют из 5-ого, 6-ого и 7-ого разведений перенося 0, 1 мл |
|суспензии на поверхность питательного агара в чашках Петри. Затем суспензию |
|равномерно распределяют шпателем по питательному агару. Высев из каждого |
|разведения осуществляют стерильной пипеткой. После посева чашки помещают в |
|термостат (30(С) на сутки. |
|Количество жизнеспособных клеток в 1 мл суспензии рассчитывают по следующей |
|формуле: |
| |
|M=a * 10z/ V; ( 2.1 |
|) |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| |
| | | | | | |БГТУ 02.00.ПЗ |
| | | | | | | |
|И|Кол|Ли|№ |Подп|Дат| |
|з|.уч|ст|док. |ись |а | |
|м|. | | | | | |
|.| | | | | | |
| |Ковалеви| | |Экспериментальная часть |Стади|Лист |Листов |
|Разраб|ч А. | | | |я | | |
|. | | | | | | | |
|Н.конт| | | | | |
|р. | | | | | |
|Утв. | | | | | |

где M – количество клеток в 1 мл исходной суспензии; а - количество колоний, которые выросли на чашках
Петри;

Z - порядковый номер разведения суспензии;

V – объем суспензии, взятой для высева на чашку Петри, мл.

Величину оптической плотности измеряют с помощью фотоколориметра
ФЭК-56М. Для измерения светорассеяния выбирают светофильтр, который обеспечивает максимум пропускания света данной суспензией. В результате опытов получили, что максимум пропускания света обеспечивает длина волны 540 нм.

2.1.3 . Изучение сорбции металлов мхом

Для эксперимента на аналитических весах взвешивают образцы мха массой 200+0,5 мг и помещают их в стеклянные флаконы с привинчивающимися крышками объемом 100мл. Затем в эти же флаконы заливают по 50 мл раствора металла различной концентрации (для эксперимента были выбраны следующие концентрации металлов: 0,1;
0,02;0,005; 0,0001; 0,00002; 0,00001 моль/л), которые готовят путем последовательного разведения исходного раствора соли металла (0,1 моль/л). Флаконы закрывают и оставляют на 24 часа при комнатной температуре (18+2(С) при периодическом перемешивании. После чего мох из суспензии отфильтровывают через бумажный фильтр в колбы для титрования и титруют по следующим методикам.

2.1.3.1. Определение меди комплексонометрическим методом

В качестве источника меди использовали сульфат меди.

Ионы меди образуют с ЭДТА комплексы голубого цвета с константой устойчивости 6,3*1018 (ионная сила 0,1: 20 (С). Анализируемый раствор разбавляют водой до метки в мерной колбе. Равновесные растворы с исходной концентрацией 0,100 моль/л после фильтрования в количестве 48 мл разбавляют водой в мерной колбе до 100 мл. После перемешивания отбирают пипеткой аликвотную часть раствора в коническую колбу, прибавляют 20 мл дистиллированной воды, 5 мл буферного раствора, на кончике металлического шпателя 20-30 мг индикаторной смеси, растворяют ее и титруют раствором ЭДТА 0,0500 М до изменения окраски из зеленовато-желтого цвета в чисто-фиолетовую. Измеряют объем ЭДТА и вводят 1 каплю 2 М раствора NH4ОН, если цвет раствора остается фиолетовым, титрование прекращают; если от добавления аммиака окраска изменилась в желтую или желто-зеленую, продолжают титрование раствором
ЭДТА до устойчивой фиолетовой окраски.

В качестве буферного раствора используют ацетатный буфер (ацетат аммония, 50% раствор) с pH6. Титрование ведут на холоду (при комнатной температуре 18+2(С).

В качестве металлоиндикатора используют мурексид (смесь с хлоридом натрия в соотношении 1:100).

Массу определяемого вещества рассчитывают по формуле (2.2.):

m= (V1*Vж*c1*M)/(V2*1000) ( 2.2 )

где – V1 – объем раствора ЭДТА, пошедшего на титрование;

V2 - объем анализируемого равновесного раствора
(аликвотная часть); c1 - молярная концентрация ЭДТА;

M – молярная масса определяемого вещества;

Vж - объем мерной колбы, из которой отбирали аликвотную часть.

2.1.3.2. Определение кадмия комплексонометрическим методом

В качестве источника кадмия в работе использовали ацетат кадмия.

Отбирают аликвотную часть анализируемого раствора из мерной колбы вместимостью 100 мл, прибавляют 2-3 мл буферного раствора с pH 10
(аммиачный буферный раствор: 67г NH4Cl и 570 мл 25%-ного NH3 в 1 л раствора), 15 мл воды, перемешивают и прибавляют на кончике шпателя 20-
30 мг смеси индикатора эриохромового черного Т и хлорида натрия.
Перемешивают до полного растворения индикаторной смеси и титруют раствором ЭДТА 0,0500 М до изменения окраски раствора из винно-красной в голубую.

Массу определяемого вещества рассчитывают по вышеуказанной формуле
(2.2).

2.1.4. Определение кинетики сорбции металлов мхом

В стеклянные флаконы помещают навески по 200+0,5 мг мха, взвешенные на аналитических весах. Добавляют по 50 мл раствора металла 0,02 моль/л и тщательно перемешивают. Через 5, 10, 20, 30, 60 и 120 мин мох отфильтровывают из анализируемых растворов. Фильтраты меди и кадмия оттитровывают раствором ЭДТА по вышеописанной методике.

2.1.5. Изучение сорбции металлов микроорганизмами

В мерную колбу на 50 мл сначала добавляют 1 мл микробной суспензии, затем доводят объем до метки исследуемым раствором металла.

После этого вливают содержимое мерной колбы во флаконы на 100 мл с привинчивающимися крышками. Флаконы оставляют на 24 часа, по истечении которых растворы центрифугируют при 8000 об/мин в течение 10 минут. Далее раствор, отделенный от микроорганизмов, оттитровывают раствором ЭДТА по вышеописанной методике.

2.1.6. Определение кинетики сорбции металлов микроорганизмами

В мерную колбу на 50 мл сначала добавляют 1 мл микробной суспензии, затем доводят объем до метки исследуемым раствором металла.
После этого вливают содержимое мерной колбы во флаконы на 100 мл с привинчивающимися крышками.

Через 5, 10, 20, 30, 60 и 120 мин отфильтровывают культуру микроорганизмов на микробном фильтре и фильтраты оттитровывают раствором ЭДТА.

2.1.7. Изучение сорбции металлов в системе мох-суспензия микроорганизмов

В стеклянные флаконы помещают пробы мха 200+0,5 мг предварительно взвешенные на аналитических весах. Потом в эти же стеклянные флаконы добавляют 50 мл раствора металла различной концентрации. И затем добавляют 1 мл микробной суспензии. После этого систему при периодическом перемешивании оставляют на 24 часа. Через сутки исследуемые растворы отфильтровывают на микробном фильтре и титруют раствором ЭДТА по методикам указанным в пп. 2.1.3.1. и 2.1.3.2..

2.1.8. Определение кинетики сорбции металлов микроорганизмами, адсорбированными на мхе

В стеклянные флаконы с привинчивающимися крышками помещают навески мха массой 200+0,5 мг, 1 мл микробной суспензии и 50 мл раствора металла 0,02 моль/л. Через 5, 10, 20, 30, 60, 120 мин культуру микроорганизмов отфильтровывают через микробный фильтр и фильтраты оттитровывают раствором ЭДТА.

2.1.9. Получение кривой выживаемости микроорганизмов

Выживаемость микроорганизмов изучают посевом их на чашки Петри с питательным агаром. Микробную суспензию используют после обработки ее металлами в опыте по изучению сорбции металлов микроорганизмами.

2.1.10. Изучение адсорбции микроорганизмов мхом

В мерную колбу на 50 мл сначала добавляют 1 мл микробной суспензии и доводят объем до метки дистиллированной водой. Затем переливают раствор микробной суспензии в качальную колбу и добавляют навески мха массой 200+0,5 мг. Все колбы ставят на качалку на 2 часа. Измеряют оптическую плотность и делают высев на жизнеспособность. Результаты представлены в таблице 2.8.

2.2. Результаты исследований и их обсуждение

В качестве сорбента-носителя микроорганизмов использовался мох из класса мхи (Мusci) подкласса сфагновые, семейства сфагновые, Sphagnum cuspidatum. Данный вид мха был выбран в связи с тем, что он обладает значительным ареалом распространения в нашей республике.

В качестве микроорганизмов, способных к поглощению тяжелых металлов, изучались Pseudomonas aeroginosa B7. Это прямые или слегка изогнутые палочки, размером 0,5-1 мкм. Граммотрицательные, обладают подвижностью за счет одного полярного жгутика, тип дыхания - аэробы, метаболизм чисто дыхательного типа с использованием кислорода как конечного акцептора электронов, данные бактерии могут выделять в среду сине-зеленый пигмент. Данные бактерии широко распространены, так, например, они часто встречаются при гнойных инфекциях в медицинских учреждениях.

Полученные экспериментальные данные в опыте по изучению сорбции металлов мхом (2.1.3.) сведены в таблицу 2.1. и представлены в виде изотерм сорбции на рисунках 2.1. и 2.2..

Таблица 2.1

Данные ионообменной сорбции металлов мхом

|Навеска|Исходная |Объем |Объем ЭДТА 0,05 |Равновесная |Количество |
|мха, г |концентрац|аликвоты|моль/л пошедшего|концентрация |сорбированно|
| |ия соли |, мл |на титрование, |соли металла, |го металла, |
| |металла, | |мл |моль/л |мг-экв/г |
| |моль/л | | | | |
|Сульфат меди, CuSO4 |
|0,2012 |0,1 |10 |9,85 |0,09855 |0,72 |
|0,1998 |0,1 |10 |9,86 |0,09863 |0,68 |
|0,2001 |0,02 |10 |3,73 |0,01865 |0,67 |
|0,2020 |0,02 |10 |3,74 |0,01868 |0,66 |
|0,1995 |0,005 |25 |1,95 |0,00389 |0,55 |
|0,1987 |0,005 |25 |1,99 |0,00397 |0,51 |
|Ацетат кадмия, Cd(CH3COO)2 |
|0,2013 |0,1 |10 |9,86 |0,09864 |0,69 |
|0,2210 |0,1 |10 |9,87 |0,09871 |0,66 |
|0,1899 |0,02 |10 |3,75 |0,01876 |0,62 |
|0,2430 |0,02 |10 |3,76 |0,01880 |0,60 |
|0,2150 |0,005 |25 |1,93 |0,00386 |0,57 |
|0,2000 |0,005 |25 |1,95 |0,00390 |0,55 |

[pic]

Рис.2.1.

[pic]

Рис.2.2.

Изотермы сорбции – это кривые, показывающие зависимость количества сорбированного вещества (мг-экв) в расчете на 1 г сорбента от равновесной концентрации этого вещества в моль/л.

Полученные результаты полностью соответствуют существующим сведениям об ионообменной емкости мха, которая по литературным сведениям считается равной 1мг-экв/г.

На основании представленных рис.2.1. и 2.2. можно говорить, что мох является хорошим природным ионообменником и обладает хорошими сорбционными свойствами по отношению к тяжелым металлам, это достигается наличием в структуре мха таких веществ как полиурониды
(полисахариды, содержащие карбоксильную группу в 6-пложении пиранового или ангидроглюкозного цикла) и пектина. Сравнивания результаты сорбции ионов меди и ионов кадмия можно сделать вывод, что из исследованных тяжелых металлов лучше сорбируется мхом медь (Cu), чем кадмий (Cd). Это может быть связано в первую очередь с тем, что ионы меди лучше удерживаются карбоксильными группами мха в составе клеточной стенки мха, которые и отвечают в основном за ионообменную активность мха.

Полученные экспериментальные данные в опыте по изучению кинетики сорбции металлов мхом (2.1.4.) сведены в таблицу 2.2. и представлены в виде кинетических кривых сорбции на рисунках 2.3 и 2.4..

Таблица 2.2

Данные по кинетике сорбции металлов мхом

|Врем|Навеска|Исходная |Объем |Объем ЭДТА 0,05 |Равновесная |Количество |
|я, |мха, г |концентрац|аликвоты|моль/л пошедшего|концентрация |сорбированно|
|мин | |ия соли |, мл |на титрование, |соли металла, |го металла, |
| | |металла, | |мл |моль/л |мг-экв/г |
| | |моль/л | | | | |
|Ацетат кадмия, Cd(CH3COO)2 |
|5 |0,2014 |0,02 |10 |3,99 |0,01997 |0,01 |
|10 |0,2218 |0,02 |10 |3,94 |0,01972 |0,14 |
|20 |0,1899 |0,02 |10 |3,92 |0,01958 |0,21 |
|30 |0,2434 |0,02 |10 |3,86 |0,01931 |0,35 |
|60 |0,2156 |0,02 |10 |3,81 |0,01903 |0,49 |
|120 |0,2213 |0,02 |10 |3,81 |0,01903 |0,49 |
|Сульфат меди, CuSO4 |
|5 |0,2266 |0,02 |10 |3,82 |0,01912 |0,44 |
|10 |0,2312 |0,02 |10 |3,80 |0,01901 |0,50 |
|20 |0,1899 |0,02 |10 |3,77 |0,01885 |0,57 |
|30 |0,2001 |0,02 |10 |3,75 |0,01874 |0,63 |
|60 |0,2166 |0,02 |10 |3,73 |0,01863 |0,69 |
|120 |0,1959 |0,02 |10 |3,73 |0,01863 |0,69 |

[pic]Рис.2.3.

[pic]Рис.2.4.

Под кинетическими кривыми сорбции принято понимать кривые, показывающие зависимость количества сорбированного вещества (ионов металла) от времени проведения сорбции, t, мин.

По виду кинетических кривых можно говорить о том, что в системе
«мох-раствор металла» достаточно быстро устанавливается равновесное состояние (рис.2.3, 2.4.). Так, уже через полчаса сорбируется 91% ионов меди и 72% кадмия. Также по виду кривой 2.3. можно говорить о присутствии у мха двух активных центров связывания ионов металла, об этом свидетельствуют две точки перегиба на кривой, т.е. основной вклад в сорбцию вносит ионообменная сорбция, а не физическая, т.к. в случае физической сорбции точек перегиба бы не было.

Результаты изучения сорбции металлов микроорганизмами (2.1.5.) сведены в таблицу 2.3. и представлены в виде изотерм сорбции металлов на рис.2.5.и 2.6..

Таблица 2.3

Данные по сорбции металлов микроорганизмами

|Навеск|Исходная |Объем |Объем ЭДТА |Равновесная |Количество|Количество|
|а мха,|концентрац|аликвоты|0,05 моль/л |концентрация|сорбирован|сорбирован|
|г |ия соли |, мл |пошедшего на |соли |ного |ного |
| |металла, | |титрование, |металла, |металла, |металла |
| |моль/л | |мл |моль/л |мг-экв/мл |мг-экв/см3|
| | | | | | | |
| | | | | | |плотно |
| | | | | | |упакованны|
| | | | | | |х клеток |
|Ацетат кадмия, Cd(CH3COO)2 |
|0,1945|0,1 |10 |9,98 |0,09979 |0,11 |8,0046 |
|0,2230|0,1 |10 |9,99 |0,09986 |0,08 |5,6172 |
|0,1981|0,02 |10 |3,96 |0,01979 |0,11 |7,5130 |
|0,2054|0,02 |10 |3,97 |0,01986 |0,07 |4,9151 |
|0,1980|0,005 |25 |2,38 |0,00476 |0,12 |8,4258 |
|0,1996|0,005 |25 |2,40 |0,00480 |0,10 |7,0215 |

Продолжение таблицы 2.3
|Сульфат меди, CuSO4 |
|0,2032|0,1 |10 |9,93 |0,09933 |0,33 |23,1711 |
|0,1975|0,1 |10 |9,94 |0,09941 |0,29 |20,3625 |
|0,1987|0,02 |10 |3,89 |0,01947 |0,27 |18,6071 |
|0,2005|0,02 |10 |3,90 |0,01948 |0,26 |18,2560 |
|0,2400|0,005 |25 |2,24 |0,00449 |0,25 |17,6943 |
|0,2265|0,005 |25 |2,26 |0,00451 |0,24 |16,8517 |

[pic]Рис.2.5.

[pic] Рис. 2.6.

Основываясь на результатах эксперимента можно говорить о том, что исследуемый штам микроорганизмов Pseudomonas aeruginosa В7 обладает сорбционными свойствами по отношению к тяжелым металлам. Так, по отношению к кадмию в результате исследований (п.2.1.5) сорбционная емкость микроорганизмов – 0,114 мг-экв/мл суспензии, по меди – 0,29 мг- экв/мл суспензии.

Однако стоит отметить, что в настоящее время существуют более эффективные формы микроорганизмов, которые используются для биосорбции металлов из растворов, в том числе и штаммы данного рода.
Из исследованных тяжелых металлов лучше сорбируется мхом и микроорганизмами медь (Cu), чем кадмий (Cd) (см. рис.2.5 и 2.6.)
Можно сделать предположение о том, что это связано в первую очередь с тем, что в небольших количествах медь является одним из важнейших биогенных элементов, необходимых для развития микроорганизмов и наряду с сорбцией имеет место утилизация микроорганизмами ионов меди.

Результаты изучения кинетики сорбции микроорганизмами ионов металлов сведены в таблицу 2.4. и представлены в виде кинетических кривых.

Таблица 2.4

Данные по кинетике сорбции металлов микроорганизмами
|Время|Навеск|Исходная|Объем |Объем ЭДТА|Равновесна|Количество|Количество |
|, мин|а мха,|концентр|аликво|0,05 |я |сорбирован|сорбированного|
| |г |ация |ты, мл|моль/л |концентрац|ного |металла |
| | |соли | |пошедшего |ия соли |металла, |мг-экв/см3 |
| | |металла,| |на |металла, |мг-экв/мл |плотно |
| | |моль/л | |титрование|моль/л | |упакованных |
| | | | |, мл | | |клеток |
|Ацетат кадмия, Cd(CH3COO)2 |
|5 |0,1874|0,02 |10 |4,00 |0,01999 |0,01 |0,3511 |
|10 |0,1755|0,02 |10 |3,98 |0,01990 |0,05 |3,3703 |
|20 |0,2100|0,02 |10 |3,98 |0,01988 |0,06 |4,3534 |
|30 |0,1990|0,02 |10 |3,97 |0,01985 |0,07 |5,1257 |
|60 |0,1980|0,02 |10 |3,96 |0,01982 |0,09 |6,2492 |
|120 |0,1996|0,02 |10 |3,96 |0,01981 |0,10 |6,7407 |
|Сульфат меди, CuSO4 |
|5 |0,1955|0,02 |10 |3,97 |0,01985 |0,07 |5,1959 |
|10 |0,2230|0,02 |10 |3,96 |0,01978 |0,11 |7,5833 |
|20 |0,1906|0,02 |10 |3,94 |0,01971 |0,15 |10,2515 |
|30 |0,2054|0,02 |10 |3,93 |0,01964 |0,18 |12,4281 |
|60 |0,1980|0,02 |10 |3,90 |0,01949 |0,26 |17,9751 |
|120 |0,1996|0,02 |10 |3,90 |0,01949 |0,26 |17,9751 |

[pic]

Рис. 2.7.

[pic]

Рис.2.8.

По виду кинетических кривых сорбции можно говорить, что основной вклад в сорбцию ионов металлов микроорганизмами вносит физическая сорбция, чтобы говорить о ионообменной сорбции необходимы дополнительные исследования. Равновесное состояние устанавливается в течение часа. Также можно сказать, что сорбция меди идет быстрее.

Полученные результаты в экспериментах по изучению сорбции металлов в системе мох-суспензия микроорганизмов (п.2.1.6.) сведены в таблицу
2.5. и представлены в виде изотерм сорбции на рис. 2.9.и 2.10..

Таблица 2.5

Данные по сорбции металлов в системе мох-суспензия микроорганизмов

|Навеска|Исходная |Объем |Объем ЭДТА 0,05 |Равновесная |Количество |
|мха, г |концентрац|аликвоты|моль/л пошедшего|концентрация |сорбированно|
| |ия соли |, мл |на титрование, |соли металла, |го металла, |
| |металла, | |мл |моль/л |мг-экв/г |
| |моль/л | | | | |
|Ацетат кадмия, Cd(CH3COO) |
|0,2156 |0,1 |10 |9,84 |0,09842 |0,80 |
|0,2643 |0,1 |10 |9,85 |0,09850 |0,76 |
|0,1986 |0,02 |10 |3,69 |0,01846 |0,77 |
|0,1921 |0,02 |10 |3,70 |0,01850 |0,75 |
|0,1896 |0,005 |25 |1,73 |0,00346 |0,77 |
|0,1955 |0,005 |25 |1,71 |0,00342 |0,79 |
|Сульфат меди, CuSO4 |
|0,2000 |0,1 |10 |9,80 |0,09805 |0,97 |
|0,1955 |0,1 |10 |9,81 |0,09811 |0,94 |
|0,1970 |0,02 |10 |3,63 |0,01816 |0,92 |
|0,1979 |0,02 |10 |3,64 |0,01819 |0,90 |
|0,2053 |0,005 |25 |1,62 |0,00323 |0,88 |
|0,1990 |0,005 |25 |1,61 |0,00322 |0,89 |

[pic]

Рис. 2.9

[pic]Рис.2.10.

По результатам этого эксперимента можно сделать вывод, что совместное использование мха и микроорганизмов значительно повышает эффективность биосорбции и улучшает поглощение тяжелых металлов из растворов этих металлов. Так, если мхом сорбируется 0,655 мг- экв(кадмия )/г, то при совместном использовании мха и микроорганизмов-

0,777 мг-экв/г и мл. Таким образом, эффективность сорбции увеличивается на 16% . При аналогичном сравнивании результатов сорбции по ионам меди эффективность увеличивается на 26%.

Экспериментальные данные по изучению кинетики сорбции металлов микроорганизмами, адсорбированными на мхе сведены в таблицу 2.6. и представлены в виде кинетических зависимостей концентрации металла от времени на рис. 2.11. и 2.12..

Таблица 2.6.

Данные по кинетике сорбции металла в системе мох-суспензия микроорганизмов
|Время|Навеска |Исходная |Объем |Объем ЭДТА 0,05 |Равновесная |Количество|
|, мин|мха, г |концентрац|аликвот|моль/л пошедшего|концентрация |сорбирован|
| | |ия соли |ы, мл |на титрование, |соли металла,|ного |
| | |металла, | |мл |моль/л |металла, |
| | |моль/л | | | |мг-экв/г |
|Ацетат кадмия, Сd(CH3COO)2 |
|5 |0,2251 |0,02 |10 |3,95 |0,01975 |0,13 |
|10 |0,2643 |0,02 |10 |3,95 |0,01974 |0,13 |
|20 |0,1986 |0,02 |10 |3,93 |0,01965 |0,18 |
|30 |0,1921 |0,02 |10 |3,93 |0,01965 |0,18 |
|60 |0,1896 |0,02 |10 |3,69 |0,01845 |0,78 |
|120 |0,1955 |0,02 |10 |3,69 |0,01845 |0,78 |
|Сульфат меди, CuSO4 |
|5 |0,2312 |0,02 |10 |3,79 |0,01897 |0,52 |
|10 |0,2087 |0,02 |10 |3,79 |0,01897 |0,52 |
|20 |0,1982 |0,02 |10 |3,79 |0,01895 |0,52 |
|30 |0,19 |0,02 |10 |3,75 |0,01873 |0,64 |
|60 |0,191 |0,02 |10 |3,68 |0,01841 |0,79 |
|120 |0,24 |0,02 |10 |3,67 |0,01833 |0,83 |

[pic]
Рис.2.11.

[pic] Рис.2.12.

По результатам эксперимента можно сделать следующие выводы: в системе быстро наступает равновесное состояние, так уже через 60 мин сорбируется 95% ионов меди, и 97% ионов кадмия; наличие на кинетических кривых двух точек перегиба свидетельствует о наличие у мха двух активных центров связывания и значимости ионообменной сорбции в суммарном процессе.

Результаты эксперимента по получению кривых выживаемости микроорганизмов Pseudomonas aeruginosa (2.1.9.) представлены на рис.
2.13. и 2.14..

[pic]

Рис. 2.13.

[pic] Рис.2.14.

Результаты данного эксперимента полностью соответствуют литературным сведениям о выживаемости микроорганизмов при воздействии на них ионов тяжелых металлов [5,7]. Сопоставляя результаты этого эксперимента и эксперимента по изучению сорбции металлов микроорганизмами (пп.2.1.5. и 2.1.6.) можно говорить о том, что сорбция ведется и мертвой культурой, что подтверждает физический характер сорбции при использовании микроорганизмов.

Результаты изучения адсорбции микроорганизмов мхом (п.2.1.10.) сведены в таблицу 2.7..

Таблица 2.7

|Концентрация |Оптическая |Оптическая |Концентрация |Фактическая |
|микробной |плотность (D) |плотность (D) |микробной |концентрация,|
|суспензии после|разбавленной |суспензии после|суспензии после |определенная |
|разведения ее |суспензии до |проведения |проведения |путем высева |
|до 50мл, кл/мл |опыта |опыта |эксперимента, |на |
| | | |кл/мл |агаризованную|
| | | |(рис.2.15.) |среду, кл/мл |
|6,8*107 |0,092 |0,073 |5,07*107 |4,5*107 |
|6,8*107 |0,092 |0,069 |5,07*107 |5*107 |
|6,8*107 |0,092 |0,071 |5,07*107 |4*107 |

Согласно результатам этого эксперимента можно говорить о том, что мох губительно воздействует на микроорганизмы так, в результате исследований (п.2.1.10) концентрация микроорганизмов снизилась с
6,8*107 до 5,07*107 кл/мл. Данные свойства мха могут в дальнейшем найти применение в медицине, при использовании мха как энтеросорбента.

Концентрация микробной суспензии, кл/мл*109

Рис. 2.15.

Можно сделать следующие выводы по итогам исследований:

1) Мох является хорошим природным ионообменником и обладает хорошими сорбционными свойствами по отношению к тяжелым металлам, это достигается наличием в структуре мха таких веществ как полиурониды
(полисахариды, содержащие карбоксильную группу в 6-пложении пиранового или ангидроглюкозного цикла) и пектина. Ионообменная емкость мха по меди 0,7 мг-экв/г, по кадмию 0,65 мг-экв/г.
2) Мох оказывает губительное воздействие на микроорганизмы.
3) Исследуемый штам микроорганизмов Pseudomonas aeruginosa В7 обладает сорбционными свойствами по отношению к тяжелым металлам. Так, по отношению к кадмию в результате исследований (п.2.1.5) сорбционная емкость микроорганизмов – 0,114 мг-экв/мл суспензии, по меди – 0,29 мг- экв/мл суспензии.
4) По виду кинетических кривых сорбции, согласно современным представлениям о механизме процесса сорбции можно сделать вывод, что в исследованных гетерогенных системах достаточно быстро устанавливается равновесное состояние.
5) Совместное использование мха и микроорганизмов значительно повышает эффективность биосорбции и улучшает поглощение тяжелых металлов из растворов этих металлов.

2.3. Статистическая обработка

2.3.1. Расчет статистической ошибки определения сорбции микроорганизмов мхом

n:=3 i:= 1..n

X1:=0.073 X2:=0.069 X3:=0.071- объем раствора ЭДТА пошедшего на титрование;

X:=0.071 – среднее значение;

S:=0.0006

t:=3.14

D:=0.0015

Z:=0.103

2.3.2. Расчет статистической ошибки определения концентрации металлов путем титрования

Рассчитаем ошибку в опыте по изучению сорбции меди мхом

(п.2.1.3) для исходной концентрации 0,1 моль/л (табл.2.1):

n:=3 i:= 1..n

X1:=9.85 X2:=9.86 X3:9.84 - объем раствора ЭДТА пошедшего на титрование;

X:=9.85– среднее значение;

S:=0.0007

D:=0.002

Z:=0.109

-----------------------

[pic]

Похожие работы:

  1. • Хитин-глюкановый комплекс грибного происхождения. Состав ...
  2. • Анализ возможностей использования сорбентов при ...
  3. • Технология производства из отходов полиолефинов ...
  4. • Изучение влияния различных факторов на сорбционные ...
  5. • Экологическое состояние Челябинской области
  6. • Безотходная очистка гальваностоков
  7. • Остеодистрофия
  8. • Новейшие достижения современной химии
  9. • Определение легколетучих элементов методом ЭТААС ...
  10. • Исследование сорбционных свойств углеродистого ...
  11. • Хитин-глюкановый комплекс грибного происхождения. Состав ...
  12. •  ... сред с применением сорбционного концентрирования
  13. • Иммобилизованные соединения
  14. • Синтез и физико-химические свойства магний ...
  15. • Получение сорбционных материалов с биогенными ...
  16. • Особенности интерпретации данных газового каротажа при ...
  17. • Использование торфяных мелиорантов для реабилитации ...
  18. • Сорбционные методы экстракорпоральной интоксикации
  19. • Новый сорбент на основе природных материалов для ...
Рефетека ру refoteka@gmail.com