對(duì)重金屬鉻污染環(huán)境具修復(fù)作用的真菌初步研究.pdf

1、隨著電鍍、制革、印染等工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，金屬鉻(Cr)被廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中。未經(jīng)處理的從上述過(guò)程中產(chǎn)生的含Cr(VI)廢液、廢渣直接排到環(huán)境中，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，同時(shí)，Cr(VI)對(duì)生物系統(tǒng)有很強(qiáng)的毒性，對(duì)生物體有致突變、致癌和致畸作用，屬于一類污染物。并且Cr(VI)水溶性高、易移動(dòng)，因此很容易轉(zhuǎn)移，游離出最初污染的部位。而Cr(III)相對(duì)惰性比較強(qiáng)，不易移動(dòng)，生物利用度低；此外，Cr(VI)化合物的毒性約為Cr(III)的1

2、00倍，致突變率約為Cr(III)的1000倍。
　　現(xiàn)有的化學(xué)和電化學(xué)處理過(guò)程一般是將水溶液中的Cr(VI)的還原為Cr(III)，隨后調(diào)整溶液的pH值至接近中性的條件下生成沉淀從而降低Cr(VI)的濃度。然而，這些方法被認(rèn)為是不可取的，因?yàn)樘幚磉^(guò)程中需要使用昂貴的化學(xué)試劑，而且去除效率難以滿足實(shí)際的需求，另外在修復(fù)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量不易收集回收的化學(xué)污泥。生物修復(fù)的方法還原Cr(VI)，即利用耐鉻微生物將Cr(VI)還原成較穩(wěn)定

3、、毒性較低的Cr(III)進(jìn)而將其吸附被認(rèn)為是一種有效解決Cr(VI)污染環(huán)境的方法；微生物在生物還原Cr(VI)中的潛在作用，已在各種可以還原的實(shí)驗(yàn)中得以證實(shí)。另外，生物修復(fù)法所需設(shè)備簡(jiǎn)單，投資小，對(duì)環(huán)境的危害小，在Cr(VI)去除方面值得推廣。
　　本實(shí)驗(yàn)從上海某廢棄鋼鐵廠內(nèi)采集土壤樣品，測(cè)定土壤中重金屬含量確定耐重金屬菌株存在的可能性；利用選擇性培養(yǎng)基孟加拉紅培養(yǎng)基從該土壤樣品中分離出20株霉菌，再利用Cr(VI)耐受性和C

4、r(VI)修復(fù)性實(shí)驗(yàn)篩選出一株對(duì)Cr(VI)有較強(qiáng)耐受能力和修復(fù)能力的菌株M-13，并對(duì)其進(jìn)行了分子生物學(xué)鑒定和形態(tài)學(xué)鑒定，鑒定結(jié)果表明M-13為橘綠木霉Trichoderma citrinovirideM-13。
　　從廢棄鋼鐵廠內(nèi)土壤中分離出一株對(duì)Cr(VI)具有高去除性的微生物，對(duì)其生物學(xué)特性進(jìn)行研究。采用孟加拉紅培養(yǎng)基對(duì)上海某廢棄鋼鐵廠內(nèi)重金屬污染土壤中耐Cr(VI)真菌進(jìn)行分離篩選純化，用菌落形態(tài)和18S rRNA序列分

5、析鑒定菌株,研究菌株的Cr(VI)耐性和去除率，分析不同影響因素對(duì)其去除Cr(VI)的影響。結(jié)果得出M-13為橘綠木霉（Trichoderma citrinoviride），能耐1.7mmol/L的Cr(VI)，且每克菌絲吸附0.5 mg以上的Cr(VI)。菌株生長(zhǎng)至72 h時(shí)菌絲含量達(dá)到最大，培養(yǎng)至42 h的菌絲對(duì)Cr(VI)去除率最高。在pH為1.09左右，溫度在28?C，菌絲加入量在0.5 g（干重），Cr(VI)初始濃度為100

6、 mg/L時(shí)，Cr(VI)去除率最大，為99.3％，幾乎將100ml溶液中的Cr(VI)完全去除。橘綠木霉M-13能較好的去除Cr(VI)離子，可以作為試驗(yàn)材料應(yīng)用于生物修復(fù)廢水中Cr(VI)的研究。
　　本課題利用紫外燈照射對(duì)菌株進(jìn)行誘變，以分離鑒定出的綠色木霉菌株作為出發(fā)菌株，利用紫外誘變進(jìn)行處理，得到了耐Cr(VI)性強(qiáng)，還原效率高、且具有一定遺傳穩(wěn)定性的菌株M-13M（mutagenesis）；對(duì)該誘變菌株的耐Cr(VI)

7、性和修復(fù)Cr(VI)能力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明，當(dāng)誘變的條件為：紫外燈的照射瓦數(shù)為30 W，垂直照射距離為30 cm，照射時(shí)間為120 s時(shí)，橘綠木霉M-13的致死率為92.3％，在此條件下選取菌株M-13M4，具有良好的遺傳穩(wěn)定性。利用該菌株，在修復(fù)條件為：初始菌絲投入量為0.17 g、初始Cr(VI)濃度為120 mg/L、初始pH值1.21時(shí)，Cr(VI)的修復(fù)率能夠達(dá)到94.2％。結(jié)果表明該株橘綠木霉M-13經(jīng)過(guò)紫外誘變后，其耐

8、Cr(VI)能力及Cr(VI)修復(fù)能力有了一定程度的提高。
　　研究菌株 M-13對(duì)Cr(III)和Cr(VI)修復(fù)過(guò)程的生物學(xué)特性，得到了Cr(III)的修復(fù)是一個(gè)均勻的表面修復(fù)過(guò)程的結(jié)論，三價(jià)鉻Cr(III)的修復(fù)要更加符合 Langmuir等溫吸附方程。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，六價(jià)鉻Cr(VI)的修復(fù)過(guò)程 Freundlich等溫吸附方程比 Langmuir等溫吸附方程的擬合度要好，這可能是由于Cr(VI)的修復(fù)過(guò)程并不僅僅是一個(gè)均勻表