鉛鋅礦區(qū)先鋒植物根際土壤耐性微生物的篩選及其吸附機(jī)理研究.pdf

1、隨著采礦、冶煉、電鍍、電子及燃料生產(chǎn)等行業(yè)的快速發(fā)展，越來越多的鉛鋅等重金屬通過多種途徑進(jìn)入土壤或水體環(huán)境中，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康造成了嚴(yán)重威脅。近年來，利用耐性微生物治理重金屬污染已成為一個(gè)新型的研究領(lǐng)域。
　　本研究通過從湖南某鉛鋅礦區(qū)的先鋒植物根際土壤中，分離、篩選出一株對(duì)鉛鋅耐性較強(qiáng)的菌株，考察了其對(duì)鉛、鋅去除能力的主要影響因素，并對(duì)其吸附機(jī)理進(jìn)行初步探討，以期為今后重金屬污染微生物修復(fù)的工業(yè)化應(yīng)用提供參考。本論文研究的主

2、要內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)從鉛鋅礦區(qū)純化分離出11株菌株，初步篩選得到3株耐性菌，選定其中耐性最高的菌株HA作為本研究的實(shí)驗(yàn)菌株，菌株HA對(duì)鉛、鋅離子都有較高耐性的，且其對(duì)鉛離子的去除效率高于鋅離子。通過對(duì)菌株HA的形態(tài)及DNA測(cè)序分析，最終鑒定HA為米曲霉（Aspergillus oryzae）。
　　(2)通過單因素實(shí)驗(yàn)及正交實(shí)驗(yàn)對(duì)耐性菌HA吸附鉛鋅離子的環(huán)境條件進(jìn)行了優(yōu)化，得到如下結(jié)論:
　?、僭诔跏笺U、鋅濃

3、度的實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)(100-800 mg/L)，HA對(duì)鉛、鋅離子的去除率隨著其初始濃度增加而減小，當(dāng)鉛、鋅初始濃度為100 mg/L、pH為5.0時(shí)，HA對(duì)鉛、鋅離子的去除率均達(dá)到最高，分別為97.8％、54.1％;生長(zhǎng)曲線分析表明，25 h后HA的生長(zhǎng)進(jìn)入平穩(wěn)期，且對(duì)鉛、鋅離子的去除率趨于穩(wěn)定。當(dāng)HA接種量為1mL時(shí)，其對(duì)鉛、鋅去除率的增長(zhǎng)率達(dá)到最大。
　?、谠趩我蛩貙?shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，選擇重金屬離子的初始濃度、pH、接種量、吸附時(shí)間

4、四因素中，較顯著的3個(gè)水平，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，最終確定HA吸附鉛、鋅離子的最優(yōu)方案都為:初始濃度為100mg/L時(shí)，培養(yǎng)基pH為5.5，接種量為菌濃度為0.01 g/mL的菌液1.5 mL，吸附時(shí)間為3d。
　　(3)通過等溫吸附模型、動(dòng)力學(xué)分析、掃描電鏡、能譜分析、紅外光譜等手段對(duì)耐性菌HA吸附鉛和鋅離子的機(jī)理進(jìn)行初步探討，并對(duì)HA細(xì)胞吸附鉛、鋅的吸附部位進(jìn)行了初步研究，得到如下結(jié)論:
　?、賹?duì)菌株HA吸附鉛、鋅離子的吸附等溫

5、模式和吸附動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)HA對(duì)鉛、鋅的吸附過程滿足Langmuir吸附模型，其吸附以單層吸附為主。在動(dòng)態(tài)吸附過程中，HA對(duì)Pb2+、Zn2+離子吸附性能與準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)吸附方程的擬合程度更高，且對(duì)Pb2+的吸附效果明顯高于Zn2+。
　?、趯?duì)HA細(xì)胞吸附鉛、鋅離子的吸附部位進(jìn)行研究，結(jié)果表明耐性菌株HA對(duì)Pb2+、Zn2+的生物吸附和累積主要以細(xì)胞壁吸附和細(xì)胞內(nèi)累積為主，其中胞壁吸附量高于胞內(nèi)累積量，說明菌株HA細(xì)胞壁上的某些