3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 3.1. Обоснование схемы проведения эксперимента Из аналитического обзора видно, что сорбционные свойства мха по отношению к тяжелым металлам недостаточно изучены в настоящее время, но возможность использования мха как биосорбента очень привлекательна в силу его протектирующего действия, которое основано на присутствии в составе мха таких веществ как полиурониды (полисахариды, содержащие карбоксильную группу в 6-ом положении пиранового или ангидроглюкозного цикла) и которое выражается в прочном избирательном связывании ионов тяжелых металлов. Задачами данной дипломной работы являются: Изучение возможности использования системы «мох-микроорганизмы» к извлечению ионов тяжелых металлов (ионов меди(II) и кадмия(II)) из разбавленных растворов солей этих металлов. В качестве микроорганизмов исследовалась суспензия Pseudomonas aeruginosa B7. В качестве мха - мох вида сфагнум. Выявление доли участия каждого компонента системы «мох-микроорганизмы» в процессе сорбции металлов. В связи с этим исследования проводились в трех основных направлениях: Изучение сорбции металлов мхом. Изучение сорбции металлов микроорганизмами. Изучение сорбции металлов в системе «мох-микроорганизмы». В качестве источников тяжелых металлов использовались соли этих металлов (сульфат меди и ацетат кадмия), тяжелые металлы, входящие в состав этих солей представляют собой большую экологическую проблему. При высоких концентрациях ионов металлов в растворах существует достаточно различных методов, позволяющих высоко эффективно извлекать эти металлы из растворов, однако эти методы неэффективны при извлечении тяжелых металлов из разбавленных растворов. Именно поэтому концентрационный интервал растворов, используемых в исследованиях был взят от 0,1 моль/л до 0,00001 моль/л. Бактерии Pseudomonas aeruginosa можно культивировать как на жидкой, так и на плотной питательной среде.
						БГТУ 03.00.ПЗ
Изм.	Кол.уч.	Лист	№ докум	Подпись	Дата
Разраб.		Ковалевич А.				Технологическая часть	Стадия			Лист	Листов
Пров.		Собещук О.П.								1	4
Консульт.		Собещук О.П.					БГТУ 7140607 2004
Н. контр.		Собещук О.П.
Утв.		Гриц Н.В.

Однако при выращивании бактерий на жидкой среде микробная суспензия содержит большое количество взвешенных частиц питательной среды, что в дальнейшем будет вносить большую погрешность в результаты фотометрического определения концентрации микробной суспензии. В связи с этим наиболее целесообразно с точки зрения получения чистой микробной суспензии и достоверности результатов производить наращивание биомассы на твердой питательной среде и затем отделять ее от питательного агара путем смыва культуры небольшим количеством физиологического раствора.

После того, как сорбенты (микроорганизмы и/или мох) обрабатываются растворами тяжелых металлов необходимо отделение самих сорбентов от раствора тяжелых металлов. Для отделения мха использовался бумажный фильтр. Для отделения микроорганизмов применялось центрифугирование на скорости 8000 об/мин в течение 10 минут.

При изучении сорбционной способности системы «мох-микроорганизмы» для отделения растворов металлов от сорбентов наиболее целесообразно применение микробного фильтра. Этот процесс длителен, поэтому при изучении кинетики сорбции металлов системой «мох - микроорганизмы» надо это учитывать, для того чтобы не вносить большую погрешность в измерения.

Определение ионов тяжелых металлов в растворах возможно фотоколориметрическим, фотометрическим и титриметрическим методами. В случае первых двух методов требуется перевод ионов металлов в комплексы. Эти методы трудоемки, сложны в исполнении и требуют значительных навыков исполнения.

Титриметрический метод в отличии от двух вышеперечисленных методов определения ионов тяжелых металлов прост и удобен в применении, а также имеет высокую точность определения. Он позволяет быстро и качественно провести определение ионов исследуемых металлов. Ионы металлов оттитровываются раствором ЭДТА в присутствии металлоиндикаторов (мурексид, эриохромовый черный Т).

3.2. Описание схемы проведения эксперимента

Приготовление растворов меди и кадмия. Сначала готовятся растворы с концентрацией 0,1 моль/л. Растворы остальных концентраций готовятся путем последующего разбавления исходных растворов (0,1моль/л), так называемых маточных растворов (0,02; 0,005; 0,0001; 0,00002; 0,00001 моль/л).

Приготовление суспензии микроорганизмов. Бактерии Pseudomonas aeruginosa выращивались в пробирках на скошенном питательном агаре. Микробную культуру от агара отделяют физиологическим раствором, который заливают в пробирки и затем постепенным встряхиванием и покачиванием пробирки отделяют культуру. Полученную суспензию хранят в холодильнике.

Затем сорбенты (мох, суспензия микроорганизмов, гетерогенная система «мох-микроорганизмы») обрабатываем растворами металлов. По истечении необходимого времени сорбенты отделяются вышеперечисленными способами.

Общая схема исследований представлена на рис.3.1.

Схема исследований

Приготовление ПА. Приготовление реактивов.

Приготовление микробной суспензии

Изучение сорбции металлов

Изучение сорбции микроорганизмов мхом

Обработка растворами металлов

Фильтрование через бумажный фильтр

Фильтрование через микробный фильтр

Центрифугирование 8000 об/мин

Разведение

Посев на чашки

Петри

Инкубирование в термостате

Подсчет выросших колоний

Титрование раствором ЭДТА в присутствии металлоиндикатора

Обработка экспериментальных результатов

Рис.3.1.