雄黃礦區(qū)微生物多樣性分析及砷氧化菌株的篩選與應(yīng)用.pdf

1、隨著現(xiàn)在工業(yè)的迅速發(fā)展，環(huán)境污染的問題也越來越嚴(yán)重，特別是含砷金礦的開采，由于砷對人及其他生物的毒害，砷污染已經(jīng)是嚴(yán)重阻礙國民身體健康的關(guān)鍵，尋找一種快速，綠色的方法解決砷污染的問題是當(dāng)務(wù)之急。鑒于上述背景，本研究主要致力于研究如何更好的運(yùn)用生物學(xué)處理含砷廢水的問題。
　　湖南石門雄黃礦是一個(gè)具有1500年歷史的老礦，具有悠久的開采歷史。從該礦區(qū)尾礦堆積處積水、積水底層污泥表層及其地下400米處的礦坑水中取樣，分別命名為SY，NY

2、和XY。對三個(gè)樣品利用ICP-MS進(jìn)行全元素分析后，利用變性梯度凝膠電泳(DGGE)和限制性片段長度多態(tài)性（RFLP）技術(shù)，對三個(gè)樣品的群落結(jié)構(gòu)及其多樣性進(jìn)行分析。為了獲得氧化As3+的混合菌群，利用含砷的培養(yǎng)基對樣品中的菌群進(jìn)行富集，多次傳代使菌群穩(wěn)定，并對三種混合菌群進(jìn)行砷耐受能力及氧化能力的測定。同時(shí)為了獲得氧化As3+的單菌，分別將混合菌種利用含砷的培養(yǎng)基富集，平板分離后，利用五價(jià)砷和硝酸銀的顏色反應(yīng)，對單菌落的五價(jià)砷的氧化能力

3、進(jìn)行檢測，獲得可高效氧化As3+的菌株。最后利用獲得的可氧化As3+的混合菌群處理從華西集團(tuán)車河選礦廠取來的含砷廢水，檢測其處理效果。
　　經(jīng)過DGGE與RFLP分析可知，NY的群落多樣性遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于SY和XY。將三個(gè)樣品中的典型克隆子進(jìn)行測序分析，所得序列經(jīng)NCBI比對后，發(fā)現(xiàn)與測序結(jié)果相似程度較高序列所屬菌株，也大都來自于相似的環(huán)境條件。對序列進(jìn)行鑒定后發(fā)現(xiàn)，在三個(gè)樣品中檢測出α-變形菌、β-變形菌、γ-變形菌及許多類型的桿菌，

4、而且NY存在一定的假單胞菌，根據(jù)相關(guān)的研究結(jié)果，可能為具有氧化As3+能力的菌株。由于三個(gè)樣品中都還有較高濃度的硫，因此也檢測出了硫桿菌。與樣品所處環(huán)境相關(guān)，XY處于地下400米的位置，所以出現(xiàn)較多類型的嗜氫菌屬，而NY中檢測出相對較多的硅藻門類。
　　經(jīng)過對樣品中所篩選出的可氧化As3+的菌株16S rDNA序列鑒定，主要為一些變形菌和桿菌等。利用獲得的單一菌株處理含砷廢水，分別檢測每種單菌氧化As3+的能力，都起到不錯(cuò)的效果。

5、同時(shí)通過對獲得的目的菌株進(jìn)行氧化As3+的蛋白酶基因的克隆，發(fā)現(xiàn)具有氧化能力的菌株，并不一定具有三價(jià)砷氧化酶基因。
　　將取來的樣品在高于來源砷濃度的富集培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得了可氧化As3+的混合菌群，經(jīng)檢測主要為不動(dòng)桿菌屬、假單胞菌屬及各種變形菌。在一定梯度砷濃度的培養(yǎng)基中分別檢測這三種菌群的耐受能力，發(fā)現(xiàn)這三種菌群在砷濃度高達(dá)0.5g/L的條件下，雖生長較慢，但也可以達(dá)到108-109。利用這三種菌群處理一定濃度的含砷廢水，廢水