抗铅菌株的筛选鉴定及其对铅污染麦田土壤修复效应
近年来，随着含铅产品使用量的增加以及工业“三废”的排放，造成土壤铅污染的现象日益严重。重金属一旦进入人体内，危害非常大，并且很难逆转，不易排出。传统处理土壤重金属污染的方法主要是物理化学法，如反渗透、化学沉淀和离子交换法，容易产生二次污染，费用高、耗能大、操作困难等缺点。而微生物修复方法可以解决以上的缺点，取材容易，操作简单。因此，本研究从长期受重金属污染的土壤中筛选出对重金属铅具有较强抗性的菌株，旨在为抗铅菌株修复铅污染土壤提供合理的科学依据和试验材料。 首先，本试验从铅污染土壤中分离、筛选出2株抗铅菌株(BY-10和FB-6)，研究它们对Pb2+的吸附特性，最佳生长条件，并对其进行鉴定。结果表明:菌株BY-10和FB-6分别为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)和团青霉(Penicillium commune)。它们对铅的耐受浓度分别高达1700 mg/L和2500 mg/L。研究其最适生长条件表明，蜡状芽孢杆菌温度35℃，团青霉温度30℃;pH值均为7;装液量均为80 mL～100 mL(250 mL摇瓶)。菌株BY-10和FB-6在Pb2+浓度为600 mg/L范围内，生长趋势随着铅浓度的升高，都表现出减弱的趋势。在相同Pb2+浓度下，随着生长时间的延长，菌株BY-10和FB-6对Pb2+的吸附率在开始一段时间内呈现增大趋势，达到最大值后，表现出下降趋势，对Pb2+吸附量也表现出相同趋势。而生长时间相同时，菌株BY-10和FB-6对Pb2+的吸附率均随着Pb2+浓度的升高而降低，吸附量则呈上升趋势。 其次，用水培法培养小麦幼苗，分别研究Bacillus cereus菌液和Penicillium commune菌液对Pb2+胁迫下小麦幼苗的生长状况。结果表明:Pb2+胁迫下，小麦幼苗的生长受到抑制，Pb2+浓度越高，抑制作用越明显。在相同铅浓度下，小麦植株体内各个部位的铅含量中，根含量要高于苗含量，并且小麦体内各个部位中的铅含量均随着外界Pb2+浓度升高呈现上升趋势。随着Pb2+浓度的增加，小麦幼苗根系活力和叶片中叶绿素(Chlorophyll，Chl)含量呈下降趋势;叶片中超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase，SOD)活性、过氧化物酶(Peroxidase，POD)活性和丙二醛(Malondialdehyde，MDA)的含量则呈上升趋势。加入Bacillus cereus菌液后，小麦植株苗、根中铅含量的降幅分别为26.23％～34.05％和13.35％～17.55％;加入Penicillium commune菌液后，小麦植株苗、根中铅含量的降幅分别为15.29％～24.09％和8.77％～10.85％。同时根系活力有所恢复，数值升高。幼苗叶片中叶绿素含量也有所升高。小麦叶片中SOD、POD活性和MDA含量有所降低。 再者，通过盆栽试验的方法种植小麦，同时添加两株抗铅菌株，研究其共同修复铅污染土壤的效果。本内容共分三次盆栽试验。首先研究菌株Bacillus cereus和Penicilliumcommune不同配比下对污染土壤中小麦生长的影响，确定两者的最佳配比。接着在最优配比的基础上，研究接入质量为1 g/kg、2 g/kg、3 g/kg、4 g/kg的菌剂时，对小麦生长的影响，确定两者修复效果最佳的添加量。最后，两菌株为最优配比下的最有添加量时，研究其对不同铅污染水平土壤的修复效果。主要研究结果为:(1)在Bacillus cereus和Penicillium commune的配比为1∶1时，小麦的生长较其他处理相比最佳，确定为最佳配比。(2)在菌剂添加量为1 g/kg、2 g/kg、3 g/kg、4 g/kg时，小麦的生长都比空白对照要好。小麦叶铅含量降低了9.47％～23.5％，根铅含量降低了7.36％～26.95％;土壤有效态含量也降低了8.8％～22.86％。在2 g/kg的处理下，与其他处理相比，上述指标降幅最大，小麦长势最旺盛，确定2 g/kg为最适合的添加量。(3)随着Pb2+浓度的升高，小麦的长势越来越弱，小麦体内各个部位铅含量却随之升高。加入混合菌剂后，小麦生长有所好转，体内各部分的铅含量下降，土壤pH值升高，铅的生物有效性降低，土壤中有效态铅含量降低。
土壤环境;铅污染;抗性菌株;土壤修复效应
河南师范大学
硕士
生态学
邵云
2016
中文
X53;X506
77
2017-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）