《解磷菌修復土壤鉛污染機理探索》是依託西北大學，由朱曉麗擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：解磷菌修復土壤鉛污染機理探索
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朱曉麗
- 依託單位：西北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目將選用具有較強抗鉛生長能力的解磷菌（Enterobacter agglomerans）RKMC-7固定污染土壤中的鉛，採用現代儀器分析手段如等X-射線衍射、透射電鏡（SEM）、傅立葉變換紅外光譜分析（FTIR）和變性梯度凝膠電泳（DGGE）等技術並結合傳統的物理化學方法，通過對解磷菌固定鉛的影響因素的分析、解磷菌對鉛的吸附、富集和誘導沉澱作用的研究以及解磷菌產生的有機酸在固定過程中的作用分析，並通過解磷菌對植物吸收鉛、根際和非根際土壤中鉛的生物可利用性和微生物群落結構的比較分析，解釋解磷菌固定鉛的作用機制。其研究成果可直接用於修復工藝的最佳化，並在修復的同時提高作物的產量和安全性，為提高環境重金屬污染的生物修復效率提供理論依據；最後，本研究是利用微生物沉澱作用固定環境中的重金屬，可對現有的關於微生物沉澱作用的研究理論體系進行重要的補充。
結題摘要
土壤鉛污染已成為全球關注的環境問題之一。本項目選用多株具有較強抗鉛生長能力的解磷菌株固定污染土壤中的鉛，分析了解磷菌固定鉛的影響因素；解磷菌對鉛的吸附、富集和誘導沉澱作用；比較分析了解磷菌對植物吸收鉛、根際和非根際土壤中鉛的生物可利用性和微生物的群落結構，初步探討了解磷菌固定土壤鉛污染的作用機制。 實驗結果表明：RKMC-7抗鉛生長能力最佳，運用回響面法擬合分析得到解磷菌修復鉛污染土壤的最優方案：水分、TOC和氯離子含量分別為5.33g/kg、803.91mg/kg和3610.9mg/kg，溫度為22.14℃，pH為6時，解磷菌RKMC-7固定效率達到最大值為67.46%；解磷菌對Pb2+的吸附和富集作用分析結果表明：吸附Pb2+後，細胞表面出現橢圓形的粒狀物，密集處表面呈現片狀暗灰色，表面孔隙被填充，並出現結晶。FTIR分析結果表明：細胞中參與吸附Pb2+的主要是含有N-H，C-O，C=O，C-H，O-H，C-N，P=O，P-OH，PO43-等鍵的基團。其中，羰基氧吸附Pb2+能力最強。解磷菌培養上清液對鉛離子的沉澱作用和菌體對鉛離子的吸附作用結果表明：上清液對鉛離子的去除率高達92.45%，菌體對鉛離子的去除率略低，達到87.46%。因此，解磷菌菌體和上清液均能夠迅速去除溶液中的鉛離子，且效率較高。盆栽實驗結果表明：隨著施加的重金屬鉛濃度的增加，青菜生長的情況受到明顯的抑制作用，植株的生物量先增加後減少再升高最後緩慢降低；植株地下部分和地上部分鉛含量隨著土壤中鉛濃度的升高均呈現先升高后降低最後緩慢上升的趨勢；施加解磷菌菌劑能夠顯著降低植株地上部分鉛的含量，但植株地下部分鉛的含量明顯上升，其原因可能是解磷菌在植物根際的活動明顯增加了根部對鉛的沉積作用，可以通過植物根部富集鉛的作用降低甚至去除土壤中的鉛污染，這一點在國內外尚未見報導。
