微生物強(qiáng)化植物修復(fù)重金屬污染土壤.pdf

1、土壤重金屬污染日益嚴(yán)重，嚴(yán)重威脅糧食安全生產(chǎn)和人類(lèi)健康，污染治理已成備受關(guān)注的重心。微生物強(qiáng)化植物修復(fù)土壤重金屬污染是頗具潛力的治理方法，微生物的優(yōu)劣直接影響土壤修復(fù)的效率和經(jīng)濟(jì)效益，因此研究土著微生物在土壤重金屬修復(fù)方面的應(yīng)用具有重要意義。
　　本研究首先檢測(cè)了湘江流域某冶煉廠(chǎng)周邊五個(gè)采樣區(qū)土壤中七種重金屬元素（Cd、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni、Hg）的含量，然后利用內(nèi)梅羅單因子（Pi）和綜合因子（P綜）污染指數(shù)法以及Lars

2、 Hakanson提出的單因子（Ei）和綜合因子（RI）潛在生態(tài)危害指數(shù)法對(duì)采樣區(qū)重金屬進(jìn)行對(duì)比評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，土壤受Cd污染程度最高，已受Zn、Hg的污染和受Pb輕微污染，土壤未受Cu、Ni、Cr等重金屬的污染。從重金屬橫向分布情況看，A區(qū)菜地靠近工廠(chǎng)密集區(qū)，位于冶煉廠(chǎng)下風(fēng)方向，污染最為嚴(yán)重，屬于重金屬重污染和高生態(tài)危害水平；D區(qū)為山地，植被茂密，離冶煉廠(chǎng)約4公里，離生活區(qū)較遠(yuǎn)，比其它采樣區(qū)環(huán)境污染較輕；B、C、E區(qū)域污染程度介于

3、A、D區(qū)域之間。A區(qū)重金屬縱向分布結(jié)果顯示：不同土壤層中受到重金屬的污染不同，上層土壤比下層土壤遭受的污染嚴(yán)重，其中采樣點(diǎn)0~30 cm鎘含量平均值(7.52 mg·kg-1)是40~90 cm鎘含量的12.1倍。通過(guò)研究土壤重金屬的空間分布，解析土壤重金屬的污染源。污染主要是由人類(lèi)工業(yè)活動(dòng)引起，尤其是冶煉廠(chǎng)在冶煉過(guò)程中，鎘以尾礦和冶煉廢渣、廢氣、廢水形式排放至環(huán)境，使重金屬富集在0~30 cm土壤層，使土壤和農(nóng)作物受鎘污染嚴(yán)重。

4、>　　其次，通過(guò)馴化、篩選和分離，在污染最重的A區(qū)土壤中篩選出20余株重金屬高耐性微生物，其耐鎘離子濃度均在4 mmol?L-1以上，耐重金屬銅、鉛離子濃度在50 mmol?L-1以上。利用改進(jìn)的CAS平板法進(jìn)一步篩選出一株高產(chǎn)鐵載體菌株H1，分析H1形態(tài)、生理生化特征和16S rDNA序列同源性分析結(jié)果均顯示其與假單胞桿菌一致，其同源性與 Genbank中的Pseudomonas sp. RE*1-1-14(NC020209.1)親緣

5、關(guān)系相似度達(dá)99％，因此將其鑒定命名為Pseudomonas sp. H1，其產(chǎn)鐵載體類(lèi)型經(jīng)紫外-可見(jiàn)光譜鑒定其光譜圖與2，3-二羥基苯甲酸(2,3-DHBA)類(lèi)似，初步確定其應(yīng)為側(cè)鏈連有氨基酸的兒茶酚型鐵載體。在274.0 nm熒光激發(fā)波長(zhǎng)下，其代謝產(chǎn)物在548 nm有明顯的發(fā)射峰，具有熒光性。另一方面，篩選出一株產(chǎn)酸真菌 Su1和纖維素降解菌 Su2，對(duì) Su1產(chǎn)檸檬酸條件進(jìn)行優(yōu)化后，其產(chǎn)檸檬酸的能力提高36.5%，達(dá)到0.7389

6、 g?L-1。對(duì)影響CMC酶活的發(fā)酵因素進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)CMC-Na與苧麻粉1︰l混合條件下的酶活是純CMC-Na組的35余倍，是純苧麻粉組的7倍多；在C/N分別為l.5︰l時(shí)，Aspergillus fumigatus Su2生長(zhǎng)較好，pH為6時(shí)，菌株產(chǎn)酶活性最高。通過(guò)ITS序列同源性分析表明，Su1與GenBank中的棘孢青霉菌Penicillium aculeatum strain H23(gb|GU566285.1|)的同源性最高

7、達(dá)98%，將其命名為Penicillium aculeatum Su1，并確定Su2纖維素降解菌為Aspergillus fumigatus Su2。
　　最后對(duì)篩選出的菌株進(jìn)行土壤重金屬（Cu、Cd、Pb）活化研究。利用改進(jìn)的BCR法對(duì)供試土壤中五種形態(tài)的Cd、Pb、Cu的濃度進(jìn)行分析檢測(cè)，土壤中碳酸鹽結(jié)合態(tài)（E&C）鎘濃度占總濃度的70%左右，銅的占10%左右，鉛的占14%。經(jīng)原子吸收光譜檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，Pseudomonas sp

8、. H1還對(duì)土壤中鎘和銅 E&C態(tài)的重金屬活化作用明顯，均可將此態(tài)的重金屬溶解在溶液中，尤其對(duì)鎘的活化能力突出，可將土壤中90%的鎘溶解但是對(duì)鉛的活化能力較弱。Penicillium aculeatum Su1其活化重金屬Cu、Pb、Cd的能力均較強(qiáng)，其中對(duì)鎘活化能力突出。
　　菌株P(guān)seudomonas sp. H1和菌株P(guān)enicillium aculeatum Su1，因其優(yōu)秀的產(chǎn)鐵載體能力，產(chǎn)有機(jī)酸能力以及活化土壤不溶性鎘