用于礦化重金屬離子的微生物材料配方優(yōu)化與應(yīng)用.pdf

1、隨著工業(yè)與社會的發(fā)展，產(chǎn)生了大量的重金屬污染，這些重金屬污染最終進入土壤，嚴重影響糧食安全與人類的健康。生物修復(fù)由于快速有效，且不產(chǎn)生二次污染而受到人們關(guān)注。本文基于生物礦化原理，將重金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)榈V化物，可以降低其被植物吸收的風(fēng)險。本文選擇的碳酸鹽礦化菌，在其生長代謝過程中產(chǎn)生的脲酶具有分解底物產(chǎn)生碳酸根的能力，能在污染體系內(nèi)部產(chǎn)生人量碳酸根離子，有效固結(jié)重金屬離子。
　　微生物礦化重金屬離子形成的產(chǎn)物由于顆粒尺寸較小，仍然存在

2、被植物根莖吸收的風(fēng)險。本文選擇檸檬酸和聚丙烯酰胺(PAM)作為晶粒粗化劑，發(fā)現(xiàn)摻量均在底物質(zhì)量分數(shù)0.5％時產(chǎn)物尺寸得到粗化，復(fù)摻加入0.25％的檸檬酸和0.25％的PAM，礦化產(chǎn)物平均粒徑達到最大的114μm。研究了反應(yīng)體系的pH值對礦化效果的影響，發(fā)現(xiàn)pH值不僅影響產(chǎn)物穩(wěn)定性，也影響產(chǎn)物的顆粒尺寸，當反應(yīng)體系pH值低于5，產(chǎn)物生成量明顯減少且顆粒粒徑較小，因此建議將被污染體系pH值調(diào)整至5以上再進行修復(fù)。
　　研究了碳酸鹽礦化

3、菌的脲酶在低溫和常溫保存條件酶活性的變化，發(fā)現(xiàn)在低溫40℃條件下，脲酶活性在29d內(nèi)出現(xiàn)不同程度下降，在常溫范圍內(nèi)，一般3d后活性下降明顯。為提高酶的熱穩(wěn)定性，選擇甘油作為保護劑，發(fā)現(xiàn)脲酶活性在30℃內(nèi)3d內(nèi)保持不變，且在常溫范圍內(nèi)的最佳體積分數(shù)為20％，4℃冷凍保藏30d，添加10％甘油后對底物的分解能力保持95％。
　　研究了環(huán)境條件如溫度、pH和重金屬離子對微生物材料的酶活性和使用效果的影響，發(fā)現(xiàn)環(huán)境溫度在20℃左右，底物分

4、解量相比減少25％，pH在弱酸性條件下，分解能力減少15％，重金屬離子銅、鉛對脲酶有抑制作用，但濃度繼續(xù)增加，抑制作用并未繼續(xù)加??；Zn2+并無影響；復(fù)合污染情況下，均表現(xiàn)為抑制作用。
　　根據(jù)待修復(fù)的實際污染土壤中重金屬離子含量確定微生物材料的基本用量，根據(jù)污染土壤pH、環(huán)境溫度等確定額外用量，在現(xiàn)場使用時加水稀釋提高滲透深度，使得微生物材料在土壤中至少可以滲透到耕作層20cm范圍。將制備好的微生物材料噴灑于1000m2的某選礦