黃孢原毛平革菌對(duì)重金屬鎘的富集及其交互作用機(jī)理研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐步加快，各類環(huán)境污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，環(huán)境中各種有機(jī)、無(wú)機(jī)及重金屬等污染物對(duì)環(huán)境所造成的污染問(wèn)題已不容忽視。其中重金屬由于具有毒性強(qiáng)、傳播范圍廣泛、隱蔽性強(qiáng)和難以修復(fù)這4大特點(diǎn)，因而增加了環(huán)保領(lǐng)域治理的難度。如何高效科學(xué)地處理含重金屬?gòu)U水已經(jīng)成為世界各國(guó)科研工作者及環(huán)保機(jī)構(gòu)研究的熱點(diǎn)。黃孢原毛平革菌作為白腐真菌的典型代表菌種可以高效富集環(huán)境中的重金屬離子，故利用該真菌作為生物吸附劑在生物吸附法處理重金屬?gòu)U水中得到了廣泛關(guān)注

2、。然而，重金屬濃度在超過(guò)一定范圍后都會(huì)對(duì)白腐真菌的生長(zhǎng)代謝過(guò)程產(chǎn)生毒害作用，因此白腐真菌逐步形成了主動(dòng)防御機(jī)制以減輕重金屬的毒性損傷。
　　因此，本研究利用實(shí)驗(yàn)室含Cd2+廢水模擬環(huán)境中受重金屬Cd2+污染廢水，研究了黃孢原毛平革菌對(duì)Cd2+富集效應(yīng)及機(jī)理。通過(guò)測(cè)定不同發(fā)酵時(shí)間內(nèi)黃孢原毛平革菌細(xì)胞內(nèi)外提取液中Cd2+濃度及利用環(huán)境掃描電鏡(ESEM)和X射線能譜儀(EDS)對(duì)富集了Cd2+的菌球進(jìn)行進(jìn)一步表征，結(jié)果顯示黃孢原毛平革

3、菌的細(xì)胞表面可以強(qiáng)烈地富集環(huán)境中的Cd2+，吸附效率隨著環(huán)境中Cd2+濃度增加而升高;同時(shí)黃孢原毛平革菌在細(xì)胞內(nèi)也可以累積微量的Cd2+，但其胞內(nèi)累積并不起主要作用，真菌的表面絡(luò)合作用才是主要吸附機(jī)理。
　　本研究還考察了不同初始Cd2+濃度下，重金屬Cd2+對(duì)黃孢原毛平革菌生理代謝的毒性損傷及真菌的抗性效應(yīng)。通過(guò)測(cè)定不同初始Cd2+濃度下，黃孢原毛平革菌生物量、LiP酶活、MnP酶活、草酸濃度及硝酸提取液中Cd2+濃度等指標(biāo)，結(jié)

4、果顯示Cd2+對(duì)真菌屬于毒性很強(qiáng)的重金屬，Cd2+的毒性主要對(duì)真菌產(chǎn)生抑制生長(zhǎng)的影響而并非殺死真菌;Cd2+濃度為50mg/L時(shí)便會(huì)嚴(yán)重抑制真菌的生長(zhǎng)繁殖。微量的Cd2+便會(huì)抑制LiP和MnP酶活，同時(shí)隨著Cd2+濃度的增加，LiP和MnP酶活逐漸降低，抑制作用逐漸加強(qiáng)。Cd2+濃度為50mg/L和100mg/L時(shí)強(qiáng)烈地抑制黃孢原毛平革菌LiP和MnP酶活，而20mg/L的Cd2+其抑制作用不顯著。黃孢原毛平革菌因抵抗重金屬Cd2+的毒

5、性損傷，產(chǎn)生了通過(guò)草酸螯合重金屬Cd2+的積極防御機(jī)制。重金屬Cd2+濃度在本實(shí)驗(yàn)研究的范圍內(nèi)（0-100mg/LCd2+），對(duì)黃孢原毛平革菌胞外分泌草酸具有促進(jìn)作用。
　　進(jìn)一步對(duì)不同重金屬Cd2+濃度下黃孢原毛平革菌胞外分泌有機(jī)酸的影響情況進(jìn)行分析研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:對(duì)草酸而言，Cd2+濃度在0-0.8mmol/L范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)黃孢原毛平革菌胞外分泌草酸具有促進(jìn)作用;當(dāng)Cd2+濃度在1.0mmol/L及以上時(shí)，會(huì)抑制真菌胞外草酸

6、的分泌，Cd2+濃度越高其抑制草酸分泌作用越明顯。對(duì)蘋果酸而言，在所有Cd2+濃度下，Cd2+均對(duì)黃孢原毛平革菌胞外分泌蘋果酸有抑制作用，且Cd2+濃度越高其抑制作用越顯著。對(duì)富馬酸而言，Cd2+濃度在0-0.8mmol/L范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)黃孢原毛平革菌胞外分泌富馬酸具有促進(jìn)作用，Cd2+濃度為0.5mmol/L時(shí)促進(jìn)作用最強(qiáng);當(dāng)重金屬Cd2+濃度在1.0mmol/L及以上時(shí)，會(huì)顯著地抑制真菌胞外富馬酸的分泌，同時(shí)Cd2+濃度越高其抑制分泌