黃孢原毛平革菌對重金屬鎘的富集及其交互作用機理研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟發(fā)展逐步加快，各類環(huán)境污染問題日趨嚴重，環(huán)境中各種有機、無機及重金屬等污染物對環(huán)境所造成的污染問題已不容忽視。其中重金屬由于具有毒性強、傳播范圍廣泛、隱蔽性強和難以修復這4大特點，因而增加了環(huán)保領域治理的難度。如何高效科學地處理含重金屬廢水已經(jīng)成為世界各國科研工作者及環(huán)保機構(gòu)研究的熱點。黃孢原毛平革菌作為白腐真菌的典型代表菌種可以高效富集環(huán)境中的重金屬離子，故利用該真菌作為生物吸附劑在生物吸附法處理重金屬廢水中得到了廣泛關注

2、。然而，重金屬濃度在超過一定范圍后都會對白腐真菌的生長代謝過程產(chǎn)生毒害作用，因此白腐真菌逐步形成了主動防御機制以減輕重金屬的毒性損傷。
　　因此，本研究利用實驗室含Cd2+廢水模擬環(huán)境中受重金屬Cd2+污染廢水，研究了黃孢原毛平革菌對Cd2+富集效應及機理。通過測定不同發(fā)酵時間內(nèi)黃孢原毛平革菌細胞內(nèi)外提取液中Cd2+濃度及利用環(huán)境掃描電鏡(ESEM)和X射線能譜儀(EDS)對富集了Cd2+的菌球進行進一步表征，結(jié)果顯示黃孢原毛平革

3、菌的細胞表面可以強烈地富集環(huán)境中的Cd2+，吸附效率隨著環(huán)境中Cd2+濃度增加而升高;同時黃孢原毛平革菌在細胞內(nèi)也可以累積微量的Cd2+，但其胞內(nèi)累積并不起主要作用，真菌的表面絡合作用才是主要吸附機理。
　　本研究還考察了不同初始Cd2+濃度下，重金屬Cd2+對黃孢原毛平革菌生理代謝的毒性損傷及真菌的抗性效應。通過測定不同初始Cd2+濃度下，黃孢原毛平革菌生物量、LiP酶活、MnP酶活、草酸濃度及硝酸提取液中Cd2+濃度等指標，結(jié)

4、果顯示Cd2+對真菌屬于毒性很強的重金屬，Cd2+的毒性主要對真菌產(chǎn)生抑制生長的影響而并非殺死真菌;Cd2+濃度為50mg/L時便會嚴重抑制真菌的生長繁殖。微量的Cd2+便會抑制LiP和MnP酶活，同時隨著Cd2+濃度的增加，LiP和MnP酶活逐漸降低，抑制作用逐漸加強。Cd2+濃度為50mg/L和100mg/L時強烈地抑制黃孢原毛平革菌LiP和MnP酶活，而20mg/L的Cd2+其抑制作用不顯著。黃孢原毛平革菌因抵抗重金屬Cd2+的毒

5、性損傷，產(chǎn)生了通過草酸螯合重金屬Cd2+的積極防御機制。重金屬Cd2+濃度在本實驗研究的范圍內(nèi)（0-100mg/LCd2+），對黃孢原毛平革菌胞外分泌草酸具有促進作用。
　　進一步對不同重金屬Cd2+濃度下黃孢原毛平革菌胞外分泌有機酸的影響情況進行分析研究，實驗結(jié)果顯示:對草酸而言，Cd2+濃度在0-0.8mmol/L范圍內(nèi)時，對黃孢原毛平革菌胞外分泌草酸具有促進作用;當Cd2+濃度在1.0mmol/L及以上時，會抑制真菌胞外草酸

6、的分泌，Cd2+濃度越高其抑制草酸分泌作用越明顯。對蘋果酸而言，在所有Cd2+濃度下，Cd2+均對黃孢原毛平革菌胞外分泌蘋果酸有抑制作用，且Cd2+濃度越高其抑制作用越顯著。對富馬酸而言，Cd2+濃度在0-0.8mmol/L范圍內(nèi)時，對黃孢原毛平革菌胞外分泌富馬酸具有促進作用，Cd2+濃度為0.5mmol/L時促進作用最強;當重金屬Cd2+濃度在1.0mmol/L及以上時，會顯著地抑制真菌胞外富馬酸的分泌，同時Cd2+濃度越高其抑制分泌