鐵細菌修復(fù)土壤中重金屬污染的研究.pdf

1、隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展以及農(nóng)藥、化肥的大量使用，大量含重金屬的污染物通過各種途徑進入土壤，造成土壤嚴重污染。由于重金屬不易被降解，易富集在活的生物機體中，重金屬超標將嚴重危害著包括人類在內(nèi)的各種生命體的健康與生存。因此，土壤中的重金屬污染已經(jīng)成為環(huán)境保護領(lǐng)域中的一個突出問題。
　　在前期實驗中發(fā)現(xiàn)，鐵細菌是一種具有加固效果的礦化菌，能夠在其生長過程中形成有很大吸附性的活性膠泥，可改善土體的液化特性。此時，如果能利用其吸附

2、性來處理重金屬污染，將具有很好的開發(fā)利用價值。為此，本研究利用鐵細菌來修復(fù)五種重金屬(Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+和Cr3+)污染，研究了其對重金屬離子的修復(fù)效果，并通過環(huán)境掃描電鏡、X射線衍射儀、傅里葉變換紅外光譜等分析手段，進一步研究了生物修復(fù)機理。本研究所取得的主要結(jié)論如下:
　　(1)鐵細菌生理特性研究結(jié)果表明:鐵細菌可在標準培養(yǎng)基濃度為0.5～1.0倍，溫度為25℃～35℃，pH為5～8的條件下生長。菌體的耐受

3、性實驗表明:鐵細菌的最大Pb2+耐受濃度約為700mg/L左右，最大Cd2+耐受濃度約為100mg/L左右，最大Cu2+耐受濃度約為400mg/L左右，最大Zn2+耐受濃度約為500mg/L左右，最大Cr3+耐受濃度約為400mg/L左右。經(jīng)過馴化，鐵細菌對Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+、Cr3+五種重金屬離子的耐受濃度分別達到1000mg/L、400mg/L、800mg/L、900mg/L、450mg/L左右。
　　(2

4、)鐵細菌修復(fù)水中重金屬離子Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+、Cr3+的實驗結(jié)果表明:在優(yōu)化條件下（溶液中重金屬離子濃度分別為200mg/L、20mg/L、110mg/L、150mg/L、60mg/L左右，培養(yǎng)基濃度濃度為1.0倍，溫度為30℃，pH為7），鐵細菌對Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+、Cr3+的最大去除率可分別達到90％、85％、83％、65％、70％左右。
　　(3)模擬污染土修復(fù)實驗結(jié)果表明:經(jīng)過一次菌

5、懸液處理后，土壤中有效態(tài)Pb2+、Cd2+、Cu2+、Zn2+、Cr3+的含量分別減少了58.37％、34.15％、45.92％、50.45％、40.18％;經(jīng)過二次處理后土壤中有效態(tài)重金屬含量進一步降低，與未處理土壤相比有效態(tài)重金屬含量分別減少了76.04％、49.89％、68.14％、70.28％、58.7％。其中，對土壤中有效態(tài)Pb2+和Zn2+的去除效果較為顯著。
　　(4)掃描電鏡(SEM)分析表明，鐵細菌生成的沉積物表

6、面的顆粒相對較大，修復(fù)重金屬離子后，沉積物的表面密布了許多較小顆粒，為鐵細菌的代謝產(chǎn)物與重金屬離子的共沉產(chǎn)物。X-射線衍射(XRD)分析表明，修復(fù)前后沉積物均以無定型為主。修復(fù)重金屬離子前后沉積物的紅外光譜(FTIR)研究分析表明，鐵細菌生成的沉積物表面具有羥基、羧基、硫酸基等活性基團，且沉積物均以吸附性較強的施氏礦物為主。重金屬離子與這些活性基團的結(jié)合、共沉反應(yīng)是修復(fù)重金屬離子的主要機理。最后，通過分子生物學(xué)16SrDNA基因序列分析