發(fā)布時(shí)間：2020-08-29 09:08

　　 本文將解有機(jī)磷菌和菜籽粕應(yīng)用于Pb,Cd和Cu重金屬污染的酸性土壤中,研究其對(duì)酸性土壤中重金屬的鈍化效應(yīng)及微生物鈍化機(jī)制。本實(shí)驗(yàn)采用的解有機(jī)磷菌為粘質(zhì)沙雷氏菌(Serratia marcescens)OPDB3-6-1。OPDB3-6-1的解有機(jī)磷能力為167.62mg/L,培養(yǎng)基pH在其降解有機(jī)磷過(guò)程中從7升高至8.95,在400 mg/L Pb~(2+)、100mg/LCd~(2+)、200 mg/L Cu~(2+)條件下生長(zhǎng)良好。同時(shí),OPDB3-6-1對(duì)于多種抗生素有很強(qiáng)耐性,該菌株可以分泌吲哚乙酸IAA,并且ACC脫氨酶的活性較高,促生效果較好。將OPDB3-6-1和菜籽粕分兩次加入不同梯度(中高低三個(gè)梯度)鉛鎘銅污染的土壤中,每次修復(fù)周期30天,分別檢驗(yàn)兩次修復(fù)后重金屬形態(tài)變化。實(shí)驗(yàn)的研究表明:在Pb污染土壤中,Pb為200 mg/kg、600 mg/kg和1200 mg/kg時(shí),在添加菜籽粕與解磷菌之后,酸可提取態(tài)由初始的14.37%、19.97%、34.15%降低到4.90%、7.43%、10.46%;而殘?jiān)鼞B(tài)由初始的2.89%、11.55%、10.53%上升至8.76%、17.37%、23.76%,第二次加菌后殘?jiān)鼞B(tài)進(jìn)一步上升至11.37%、28.12%、28.14%。在添加Cd的污染土壤中,Cd濃度分別為1,5,20 mg/kg時(shí),初次加菌后,酸提取態(tài)分別由初始的36.80%、37.39%、43.39%降低到18.46%、20.08%、33.56%;殘?jiān)鼞B(tài)由初始的3.55%、5.41%、1.31%上升至13.1%、7.59%、8.89%,第二次加菌后殘?jiān)鼞B(tài)上升至19.94%、12.84%、19.20%。在Cu污染土壤中,初次加菌水溶態(tài)由初始的5.17%、2.25%、3.20%降低到1.81%、0.37%、1.68%,殘?jiān)鼞B(tài)由初始的5.67%、5.68%、3.72%上升至10.2%、10.93%、5.59%,二次加菌后殘?jiān)鼞B(tài)上升至24.52%、16.76%、13.07%,復(fù)合污染的鈍化效果也十分顯著。第二輪加菌(第60天)后土壤pH和土壤養(yǎng)分的變化為:所有梯度重金屬污染土壤中修復(fù)后pH顯著上升,漲幅最大為4.5-6.1,酸性土壤改良效果明顯。同時(shí),土壤酶活性,陽(yáng)離子交換量等參數(shù)的升高表明土壤活性的明顯提升。OPDB3-6-1對(duì)于不同濃度梯度的Pb,Cd和Cu微生物吸附沉淀效率實(shí)驗(yàn)表明,OPDB3-6-1在1h內(nèi)能快速去除溶液中的金屬離子,對(duì)Cu(濃度為200 mg/L)的吸附效果最好,吸附率可達(dá)到97%,Pb(濃度為200 mg/L)的沉淀作用最好,達(dá)到73%。OPDB3-6-1對(duì)重金屬離子的沉淀作用比吸附作用穩(wěn)定性高,不易被解吸出來(lái)。OPDB3-6-1重金屬固定的機(jī)理包括對(duì)重金屬的吸附和沉淀作用兩方面,通過(guò)X射線衍射(XRD)以及X射線熒光(XRF)分析每種重金屬的生物沉淀,數(shù)據(jù)顯示鉛鎘銅生物可能的沉淀形式分別為,磷氯鉛礦(Pb_5(PO4)_3Cl)、碳酸鎘(CdCO_3)和堿式氯化銅(Cu_4(OH)_6Cl_2)。此外,通過(guò)FTIR和SEM研究了生物吸附的機(jī)理。我們發(fā)現(xiàn)P=O,P-OH,PO_4~(3-)和C-O在重金屬的吸附中起重要作用�？傮w而言,微生物鈍化重金屬的機(jī)制主要涉及生物吸附和生物沉淀,解有機(jī)磷菌和有機(jī)磷化合物的聯(lián)合使用在重金屬污染控制和酸性土壤改良方面具有良好的應(yīng)用前景。
【學(xué)位單位】：西北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：X53;X172
【部分圖文】：

OPDB3-6-1鈍化重金屬機(jī)制

圖 2.1 磷含量標(biāo)準(zhǔn)曲線液 pH 的測(cè)定：活化好的菌種液按 2%比例接種添加大豆卵磷脂床中培養(yǎng)。每天取樣，使用校準(zhǔn)后的 pH 計(jì)測(cè)量。屬能力測(cè)定濁法。將菌株 OPDB3-6-1 接種在含不同濃度重金屬的 LB 培養(yǎng)基用 Pb(NO3)2、CdCl2和 Cu(NO3)2來(lái)配制濃度梯度為 Pb2+（200，400 100 mg L-1），Cu2+（100，200 mg L-1）或重金屬組合（Pb2+，Cd2+00； 400，100，200 mg L-1）重金屬溶液。600 nm 波長(zhǎng)下用分光�；匦詼y(cè)定菌形態(tài)的觀察布平板法。將活化好的菌株梯度稀釋在 LB 和解磷固體培養(yǎng)基后涂時(shí)將菌液在兩種固體培養(yǎng)基中劃線，分別觀察其生長(zhǎng)形態(tài)。

圖 2.2 IAA 標(biāo)準(zhǔn)曲線抗生素抗性實(shí)驗(yàn)對(duì)抗生素的敏感性實(shí)驗(yàn)采用 Kirby Bauer 紙片擴(kuò)散法。共有 6 種霉素（10 μg），氯霉素（30 μg），紅霉素（15 μg），諾氟沙（10 μg）和環(huán)丙沙星（5 μg）。將菌株涂布之后無(wú)菌環(huán)境下將基的表面。置于 28℃培養(yǎng)箱培養(yǎng) 18-24 h 后測(cè)量抑菌圈直徑，其分為三個(gè)級(jí)別：敏感、中介和耐藥。C 脫氨酶活性測(cè)定測(cè)量菌液產(chǎn)生的脫氨酶來(lái)催化降解 ACC 脫氨形成 α－丁酮酸 μmol/(h·mg)，protein］。測(cè)定結(jié)果為 3 次重復(fù)的平均值[78]。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2808348