耐铅镉菌株的筛选及其在污染土壤修复中的应用

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1、摘要!I．．．．．．I．．．．．．．．_．．．．．．．．．-．．．．．．．．--．．．．．．．．I．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，——————————II——————————————--—一—-————

2、11耐铅镉菌株的筛选及其在污染土壤修复中的应用环境科学专业硕士研究生：靳治国指导教师：张进忠教授周培教授摘要重金属污染土壤修复的传统方法主要有物理法、化学法和生物法。物理法工程量大、费用高，化学法易造成二次污染，生物修复技术正在成为污染土壤修复的主要手段。近年来植物修复法和微生物修复法受到特别的重视，并取得了显著进展。植物根际．微

3、生物系统的相互促进作用，能够有效提高污染土壤的生物修复能力。如何筛选耐受重金属的微生物，以强化植物对重金属的吸收，。直是生物修复研究的热点问题，但是将植物和微生物联合用于污染土壤的修复还少见报道。为此，本文筛选了耐受铅、镉的菌株，以提高植物对Pb、Cd的吸收效率，并将植物和微生物修复联合，应用于污染土壤中重金属的去除。采用瓶培养法富集技术，从重金属污染土壤中分离和筛选出耐Pb、Cd的菌株。鉴定了它们的生物学特性，获得了能够耐受高浓度Pb的菌株一绿色木霉菌(Hypocreavirens)，耐受高浓度cd的菌株——淡紫拟青霉菌(Paecilomyce

4、slilacinus)。两种真菌对环境均有良好的适应能力，在15～300C、pH4～12的条件下生长良好，最佳生长和产孢温度为25～300C，菌丝生长最佳pH为5~9。菌株对环境的良好适应性和耐受能力为重金属污染土壤的生物修复提供了基础。以两种真菌的菌丝体活细胞为吸附剂，分别用绿色木霉菌吸附Pb2+、淡紫拟青霉菌吸附Cd2+，考察了温度、茵量、pH值、重金属的初始浓度等吸附条件对吸附效果的影响。结果表明：随着菌量和pb2+、Cd2+初始浓度的增加，菌株对两种重金属离子的吸附量逐渐增大，去除率逐渐降低。吸附液pH值是影响菌丝体吸附重金属离子的重要因

5、素，绿色木霉菌吸附Pb2+的最佳pH为5，每克菌丝体(干重)对Pb2+的吸附量为53．56mg／g，去除率为20．65％；淡紫拟青霉矧tCd2+的最佳pH为7，每克菌丝体(干重)对Cd2+的吸附量为28．5mg／g，去除率为12．0％。菌株吸附两种重金属离子的最佳温度均为300C，最大吸附量分别达到53。7mg／g和45．4mg／g。在最佳的吸附实验条件下，研究了两种真菌分别对Pb2+、Cd2+的吸附动力学特征和等温吸附特征。结果表明Elovich方程、双常数方程均能较好地描述绿色木霉菌对Pb2+的吸附过程，双常数方程能较好地描述淡紫拟青霉菌对C

6、d2+的吸附过程。绿色木霉菌对Pb2+的吸附速率大于淡紫拟青霉菌对Cd2+的吸附。研究发现L觚gmuir和Frendlich等温吸附模型均可用于描述两种菌株两南大学硕十学伊论文对重金属离子的吸附，并获得绿色木霉菌对Pb2+、淡紫拟青霉菌对Cd2+的最大吸附量分别为126．58mg／g菌丝体(干重)、90．09mg／g菌丝体(干重)。其中，Langmuir方程能更好地描述绿色木霉菌对Pb2+的吸附特征，Freundlich方程能更好地描述淡紫拟青霉菌对Cd2+的吸附。绿色木霉菌与Pb2+结合的稳定性和亲和力大于淡紫拟青霉菌-与Cd2+的结合。两种菌

7、株对重金属离子都有较高的吸附量，说明它们在重金属污染土壤修复中具有潜在的应用价值。在温室用盆栽试验培育龙葵，在供试土壤中接种两种菌株，研究了微生物．植物对土壤中CdH、pb2+的联合去除效果。结果表明：菌株对龙葵生长具有明显的促进作用，提高了龙葵对两种重金属离子的吸收富集能力。其中，淡紫拟青霉菌对Cd2+有较好的活化作用，促进了Cd2+从地下向地上部分的迁移，在高浓度的Cd2+存在下，可提高去除率35．5％；单一Pb处理下绿色木霉菌对Pb”的活化作用不明显：复合污染下混合菌液能明显促进龙葵对Cd2+和Pb2+的吸收和富集，高浓度的重金属离子处理下

8、，可分别提高去除率20．6％和64．8％：龙葵对Cd2+的富集系数最高可达到4．25，而对Pb2+的富集系数较低。关键词：铅；镉；耐受菌株；生物修复IIABS下RACTScreeningofHeavyMetal-TolerantStrainsandTheirApplicationtotheRemediationofContaminatedSoilMasterCandidateofEnvironmentalScience：JinZhiguoSupervisor：Prof．ZhangJinzhongProf．ZhouPeiABSTRACTThetra

9、ditionalremediationmethodsofthesoilcontaminatedbyheavymetalsweremain