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随着我国工业化进程的加快,重金属污染事件呈现高发态势,镉污染是我国最严重的重金属污染之一。微生物修复技术是利用生物技术治理污染环境的一种新方法。筛选强抗镉微生物种质资源是微生物修复中基础而重要的工作。论文系统研究从电子垃圾污染区环境中筛选出的5株镉抗性菌,运用常规方法和分子生物学方法进行鉴定;菌株对多种重金属的抗性及抗性机理初探;测定了菌株对3种难溶性磷酸盐的溶磷量,并对其中筛选到的C.lunatus(Cd4)和P.lilacinus(Cd5)吸附污染溶液中重金属离子的能力进行研究;在实验室可控条件下,通过土壤培养实验,研究了在不同浓度镉污染土壤中设置不加菌株和添加2株强抗镉霉菌处理,培养60天,研究抗镉菌株在土壤中的动态变化及对镉污染土壤的修复作用,为所筛选菌株作为生物修复剂在重金属污染环境中的应用提供理论支持。
本研究主要结论如下:
1.运用选择性培养基,从电子垃圾污染区土壤中筛选到5株抗镉微生物编号为Cd1、Cd2、Cd3、Cd4和Cd5。经鉴定分别为肠杆菌属(Enterobacter sp.)、镰刀菌(Fusarium solani)、多变根毛霉(Rhizomucor variabilis)、月状旋孢腔菌(Cochliobolus lunatus)和淡紫拟青霉菌(Paecilomyces lilacinus)。其中真菌对镉的抗性强于细菌。
2.Enterobacter sp.(Cd1)在镉浓度低于50 mg·L-1培养液中生长良好,达到100mg·L-1时生长完全受到抑制。菌株Cd1对Cu2+、pb2+、Zn2+、Cr6+等重金属离子的抗性各不相同,对pb2+的抗性最强,对Cr6+的抗性最弱。镉胁迫下Cd1菌体形态变得短小或趋向球状。质粒消除试验未发现该菌株的抗镉性质与抗性质粒的存在有关。
3.C.lunatus(Cd4)和P.lilacinus(Cd5)具有较强的抗镉能力,菌株生长过程中培养液pH值均升高,并对多种重金属具有抗性。Cd2+胁迫下菌丝体粗细不均一,菌丝体表面粗糙,有晶体状物质存在。
4.不同菌株对3种难溶性的磷酸盐均有一定溶磷作用,溶磷能力顺序为:C.lunatus(Cd4)>P.lilacinus(Cd5)>Enterobacter sp.(Cd1)。
5.C.lunatus(Cd4)和P.lilacinus(Cd5)对溶液中重金属离子的吸附有显著差异。菌株Cd4对镉的吸附量高于菌株Cd5。
6.C.lunatus(Cd4)和P.lilacinus(Cd5)可显著提高土壤中有效磷含量,降低土壤中有效态镉的含量。
由此可见,本研究在利用微生物吸附作用去除污水中重金属和通过接种镉抗性菌降低土壤中镉有效性,并通过溶磷作用促进植物生长方面取得了新的进展。