Реферати » Реферати по біології » Сорбційні властивості моху стосовно мікроорганізмам і важких металах

Сорбційні властивості моху по відношенню до мікроорганізмів і важких металах

таблиці 2.8.

2.2. Результати досліджень та їх обговорення

В якості сорбенту-носія мікроорганізмів використовувався мох з класу мохи (Мusci) підкласу сфагнові, сімейства сфагнові, Sphagnum cuspidatum. Даний вид моху був обраний у зв'язку з тим, що він володіє значним ареалом поширення в нашій республіці.

В якості мікроорганізмів, здатних до поглинання важких металів, вивчалися Pseudomonas aeroginosa B7. Це прямі або злегка зігнуті палички, розміром 0,5-1 мкм. Грамнегативні, мають рухливість за рахунок одного полярного джгутика, тип дихання - аероби, метаболізм чисто дихального типу з використанням кисню як кінцевого акцептора електронів, дані бактерії можуть виділяти в середу синьо-зелений пігмент. Дані бактерії широко поширені, так, наприклад, вони часто зустрічаються при гнійних інфекціях в медичних установах.

Отримані експериментальні дані в досвіді з вивчення сорбції металів мохом (2.1.3.) Зведені в таблицю 2.1. і подані у вигляді ізотерм сорбції на малюнках 2.1. та 2.2 ..

Таблиця 2.1

Дані ионообменной сорбції металів мохом

| Навішування | Вихідна | Обсяг | Обсяг ЕДТА 0,05 | Рівноважна | Кількість |
| моху, г | концентрац | аліквоти | моль / л пошедшего | концентрація | сорбированная |
| | ия солі |, мл | на титрування, | солі металу, | го металу, |
| | металу, | | мл | моль / л | мг-екв / г |
| | моль / л | | | | |
| Сульфат міді, 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 кадмію, 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 |

Рис.2.1.

Рис.2.2.

Ізотерми сорбції - це криві, що показують залежність кількості сорбованого речовини (мг-екв) у розрахунку на 1 г сорбенту від рівноважної концентрації цієї речовини в моль / л.

Отримані результати повністю відповідають існуючим відомостями про іонообмінної ємності моху, яка за літературними відомостями вважається рівною 1 мг-екв / г.

На підставі поданих рис.2.1. та 2.2. можна говорити, що мох є хорошим природним іонообмінником і володіє хорошими сорбційними властивостями по відношенню до важких металів, це досягається наявністю в структурі моху таких речовин як поліуроніди
(полісахариди, що містять карбоксильну групу в 6-пложеніі піранового або ангідроглюкозного циклу) і пектину. Порівнювання результати сорбції іонів міді та іонів кадмію можна зробити висновок, що з досліджених важких металів краще сорбується мохом мідь (Cu), ніж кадмій (Cd). Це може бути пов'язано в першу чергу з тим, що іони міді краще утримуються карбоксильними групами моху у складі клітинної стінки моху, які і відповідають в основному за іонообмінну активність моху.

Отримані експериментальні дані в досвіді з вивчення кінетики сорбції металів мохом (2.1.4.) Зведені в таблицю 2.2. і подані у вигляді кінетичних кривих сорбції на малюнках 2.3 і 2.4 ..

Таблиця 2.2

Дані по кінетиці сорбції металів мохом

| брешемо | Навішування | Вихідна | Обсяг | Обсяг ЕДТА 0,05 | Рівноважна | Кількість |
| я, | моху, г | концентрац | аліквоти | моль / л пошедшего | концентрація | сорбированная |
| хв | | ия солі |, мл | на титрування, | солі металу, | го металу, |
| | | металу, | | мл | моль / л | мг-екв / г |
| | | моль / л | | | | |
| Ацетат кадмію, 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 міді, 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 |

Рис.2.3.

Рис.2.4.

Під кінетичними кривими сорбції прийнято розуміти криві, що показують залежність кількості сорбованого речовини (іонів металу) від часу проведення сорбції, t, хв.

По виду кінетичних кривих можна говорити про те, що в системі
«мох-розчин металу» досить швидко встановлюється рівноважний стан (рис.2.3, 2.4.). Так, вже через півгодини сорбируется 91% іонів міді і 72% кадмію. Також по виду кривої 2.3. можна говорити про присутність у моху двох активних центрів зв'язування іонів металу, про це свідчать дві точки перегину на кривій, тобто основний внесок в сорбцію вносить іонообмінна сорбція, а не фізична, т.к. в разі фізичної сорбції точок перегину б не було.

Результати вивчення сорбції металів мікроорганізмами (2.1.5.) Зведені в таблицю 2.3. і подані у вигляді ізотерм сорбції металів на ріс.2.5.і 2.6 ..

Таблиця 2.3

Дані по сорбції металів мікроорганізмами

| навішуванням | Вихідна | Обсяг | Обсяг ЕДТА | Рівноважна | Кількість | Кількість |
| а моху, | концентрац | аліквоти | 0,05 моль / л | концентрація | сорбирован | сорбирован |
| г | іє солі |, мл | який пішов на | солі | ного | ного |
| | металу, | | титрування, | металу, | металу, | металу |
| | моль / л | | мл | моль / л | мг-екв / мл | мг-екв / см3 |
| | | | | | | |
| | | | | | | щільно |
| | | | | | | упаковані |
| | | | | | | х клітин |
| Ацетат кадмію, 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 |

Продовження таблиці 2.3
| Сульфат міді, 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 |

Рис.2.5.

Рис. 2.6.

Грунтуючись на результатах експерименту можна говорити про те, що досліджуваний штам мікроорганізмів Pseudomonas aeruginosa В7 володіє сорбційними властивостями по відношенню до важких металів. Так, по відношенню до кадмію в результаті досліджень (п.2.1.5) сорбційна ємність мікроорганізмів - 0,114 мг-екв / мл суспензії, по міді - 0,29 мг-екв / мл суспензії.

Проте варто відзначити, що в даний час існують більш ефективні форми мікроорганізмів, які використовуються для біосорбції металів з розчинів, у тому числі і штами даного роду.
З досліджених важких металів краще сорбується мохом і мікроорганізмами мідь (Cu), ніж кадмій (Cd) (див. Рис.2.5 і 2.6.)
Можна зробити припущення про те, що це пов'язано в першу чергу з тим, що в невеликих кількостях мідь є одним з найважливіших біогенних елементів, необхідних для розвитку мікроорганізмів і поряд з сорбцией має місце утилізація мікроорганізмами іонів міді.

Результати вивчення кінетики сорбції мікроорганізмами іонів металів зведені в таблицю 2.4. і подані у вигляді кінетичних кривих.

Таблиця 2.4

Дані по кінетиці сорбції металів мікроорганізмами
| Час | навішуванням | Вихідна | Обсяг | Обсяг ЕДТА | рівноважного | Кількість | Кількість |
|, хв | а моху, | концентр | алікво | 0,05 | я | сорбирован | сорбованого |
| | г | ація | ти , мл | моль / л | концентрац | ного | металу |
| | | солі | | пошедшего | іє солі | металу, | мг-екв / см3 |
| | | металу, | | на | металу, | мг-екв / мл | щільно |
| | | моль / л | | титрування | моль / л | | упакованих |
| | | | |, мл | | | клітин |
| Ацетат кадмію, 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 міді, 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 |

Рис. 2.7.

Рис.2.8.

По виду кінетичних кривих сорбції можна говорити, що основний внесок в сорбцію іонів металів мікроорганізмами вносить фізична сорбція, щоб говорити про ионообменной сорбції необхідні додаткові дослідження. Рівноважний стан встановлюється протягом години. Також можна сказати, що сорбція міді йде швидше.

Отримані результати в експериментах з вивчення сорбції металів в системі мох-суспензія мікроорганізмів (п.2.1.6.) Зведені в таблицю
2.5. і подані у вигляді ізотерм сорбції на рис. 2.9.і 2.10 ..

Таблиця 2.5

Дані по сорбції

Сторінки: 1 2 3