蠟樣芽孢桿菌Cr4-1對六價鉻污染土壤的修復(fù)及其土壤微生態(tài)影響.pdf

1、鉻(Cr)是工業(yè)活動中最常用的一種重金屬，主要用于電鍍、木材防腐、染料、皮革制作、合金制造。鉻的生物毒性極強(qiáng)，近年來，遭受鉻污染的農(nóng)田土壤面積逐年擴(kuò)大。傳統(tǒng)的鉻污染修復(fù)方法處理所需費(fèi)用較高，經(jīng)常給環(huán)境帶來二次污染。而微生物修復(fù)方法具有安全，費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)，是一種經(jīng)濟(jì)、綠色的方法。
　　本研究利用從某鉻鹽廠活性污泥中分離的一株的六價鉻還原菌株Cr4-1，經(jīng)鑒定為蠟樣芽孢桿菌，對六價鉻污染土壤進(jìn)行修復(fù)，探討了碳氮源、初始六價鉻濃度、溫

2、度三種因素對六價鉻還原的影響，獲得其在土壤中的最適還原條件，并對蠟樣芽孢桿菌對六價鉻污染土壤的微生態(tài)影響進(jìn)行了評價，為其應(yīng)用于原位生物修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。
　　第一部分:蠟樣芽孢桿菌Cr4-1對鉻污染土壤的還原效果研究
　　目的：對蠟樣芽孢桿菌Cr4-1對土壤中六價鉻[Cr(VI)]的還原效果進(jìn)行探討，獲得其在土壤中的最適還原條件。
　　方法：建立三組土壤微宇宙，研究蠟樣芽孢桿菌在不同碳氮源添加量、初始Cr(VI)濃度、

3、溫度下對土壤六價鉻的還原效果，分析不同初始Cr(VI)濃度下六價鉻的還原數(shù)據(jù)，獲得其動力學(xué)方程。
　　結(jié)果：向初始Cr(VI)濃度為120mg/kg的污染土壤中添加碳、氮源后，發(fā)現(xiàn)蠟樣芽孢桿菌Cr4-1還原Cr(VI)的速率加快。蠟樣芽孢桿菌能夠修復(fù)初始Cr(VI)濃度為60、120、240mg/kg的污染土壤，經(jīng)過20天的修復(fù)，土壤Cr(VI)的還原率達(dá)到95％以上，隨著初始Cr(VI)濃度的增加，還原反應(yīng)的半衰期延長；在20℃

4、、25℃、30℃條件下，還原菌Cr4-1均能較好的還原土壤中的Cr(VI),對Cr(VI)的還原效率隨著環(huán)境溫度的升高而提高，當(dāng)溫度為30℃時，Cr(VI)的還原率達(dá)到最高，還原20d后，土壤Cr(VI)的還原率達(dá)到了97.1%。一級反應(yīng)動力學(xué)模型能較好地描述Cr(VI)在土壤中的生物還原過程。
　　結(jié)論：蠟樣芽孢桿菌Cr4-1對土壤中的Cr(VI)具有良好的還原效果，碳、氮源能夠促進(jìn)Cr(VI)的還原；環(huán)境溫度達(dá)到30℃時，Cr

5、(VI)的還原效率達(dá)到最優(yōu)。
　　第二部分:蠟樣芽孢桿菌Cr4-1對鉻污染土壤微生態(tài)的影響
　　目的：研究蠟樣芽孢桿菌Cr4-1對鉻污染土壤微生態(tài)的影響
　　方法：使用土壤微宇宙模擬生態(tài)系統(tǒng)，向六價鉻污染土壤中添加蠟樣芽孢桿菌Cr4-1，并以未添加蠟樣芽孢桿菌Cr4-1的污染土壤作為對照，分別采集修復(fù)第0d、5d、10d、15d、20d的土壤作為高通量測序樣品，并同時采集無污染土壤樣品進(jìn)行高通量測序，與上述樣品一起進(jìn)行

6、OTU分析，alpha多樣性分析、Metastats分析
　　結(jié)果：無污染土壤中細(xì)菌群落多樣性較污染組和污染修復(fù)組豐富。修復(fù)組土壤與污染組土壤第20d豐度差異性比較，在屬水平上僅有9個屬的細(xì)菌豐度存在差異，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，P＜0.05，占所有菌屬的4.07%。修復(fù)組土壤第0d與第20d在屬水平上有72個屬的細(xì)菌豐度發(fā)生變化，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，P＜0.05，占所有菌屬的32.58%。
　　結(jié)論：鉻污染土壤可導(dǎo)致土壤微生物的