реферат скачать
 

Сорбционные свойства мха по отношению к микроорганизмам и тяжелым металлам

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

Страницы: 1, 2


ИНТЕРЕСНОЕ



© 2009 Все права защищены.