Бесплатные Рефераты >>> Биология, Химия  



 

 

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]

 


 

Свойства и роль в биохимических процессах аминокислот, входящих в состав белковых молекул
Министерство охраны здоровья Украины Национальный фармацевтический университет Реферат по дисциплине: «Биохимия» ...

Определение фенола методом броматометрического титрования
3 Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального...

Анатомия человека
67 АНАТОМИЯ ЧЕЛОВЕКА ВВЕДЕНИЕ В АНАТОМИЮ ЧЕЛОВЕКА Анатомия человека - наука о строении организма человека, составляющих его...

Красавица с Амура
Красавица с Амура. С тех пор, как в шестидесятых годах в декоративных аквариумах появились новые рыбы - амурские косатки, бассейн р.Амура стал привлекать все большее внимание аквариумистов всего мира. Ведь нет-нет, да и...

Перепончатокрылые
Оглавление: 1) Оглавление 2) Общие, разновидности 3) Система определения пола 4) Шмель: много шума ни из чего 5) Укус шершня убил рыбака 6) Приложение Отряд перепончатокрылые...

Алюминий
Введение. Около 100 лет назад Николай Гаврилович Чернышевский, сказал об алюминии, что этому металлу суждено великое будущее, что алюминий – металл социализма. Он оказался провидцем: в XX в. элемент №13 алюминий стал основой многих...

Бутадиеновые каучуки
Ивчин Алексей. 11”А” Бутадиеновые каучуки. Бутадиеновые каучуки, или дивиниловые каучуки, или полибутадиены являются полимерами 1,3-бутадиена. 1,3-Бутадиен принадлежит к классу сопряженных диенов, т.е. таких диенов в которых...

Метан
6 Метан СН4 Метан - наиболее важный представитель органичес-ких веществ в атмосфере (рис.1). Его концентрация су-щественно превышает...

Загальна характеристика хімічних властивостей Купруму
"Загальна характеристика хімічних властивостей Купруму" Хімічний елемент Купрум у земній корі не надто поширений, всього лише 0,01 %,...

Свойства и структура воды
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Кафедра химии РЕФЕРАТ Свойства и структура воды Выполнил студент группы 2-В-1 Горохов М. В. Принял доцент Л. И....

Лантаноиды
ВВЕДЕНИЕ. Самое знаменательное в элементе лантане, несомненно, то, что он возглавляет шеренгу из четырнадцати лантаноидов - элементов с черезвычайно сходными свойствами. Лантан и лантаноиды - всегда вместе: в минералах, в нашем ...