耐铅镉微生物的筛选及其对污染土壤铅镉化学形态的影响

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重金属污染已成为全球严重的环境问题,其不仅危害生态环境,还能通过食物链危及到人类的健康。本试验从Pb、Cd污染土壤中通过稀释平板法,筛选出耐高浓度Pb、Cd的细菌和真菌,并通过液体培养测定其对重金属的去除效果,并选定两个菌种来进行盆栽试验,研究其对重金属污染土壤的修复效应。主要结果如下:1.从污染的土壤中筛选出耐Pb、Cd的微生物共22株,其中真菌菌株为1~10号,细菌菌株为11~22号,真菌和细菌耐重金属Pb浓度分别达到了1500和500 mg·kg-1,耐Cd浓度分别达到了600和700 mg·kg-1,耐重金属Pb、Cd复合污染的浓度均达到了1200&600 mg·kg-1;经过液体培养对Pb、Cd降低效果的测试,发现22株菌对液体培养基中的Pb、Cd都有一定的去除效果,其中1号、2号、6号对Pb的去除率均在60%以上,其菌丝体内Pb的含量分别为22.52 mg·kg-1、7.39 mg·kg-1、0.4 mg·kg-1,而1号菌株对重金属Pb的去除率高达72.45%,9号(耐Pb和Cd复合污染)对Pb、Cd的去除率分别达到54.82%和20.86%,菌丝体内Pb、Cd的含量分别达到了18.46和0.206 mg·kg-1。为了对比单一菌和复合菌对重金属污染的修复效果,选用1号菌和9号菌作为供试菌种,通过形态学观察及DNA测序,经鉴定分别为产黄头孢霉(Cephalosporiumchrysogenum)和头孢霉(Cephalosporium SP.)。2.盆栽试验结果显示,两种菌均能显著促进小白菜的生长发育,且灭菌处理较未灭菌处理的小白菜生长好,处理之间达到显著水平,其中接种1号菌10mL的灭菌处理的小白菜生长最好,且小白菜植株内Pb、Cd的累积量分别只有0.142μg·株·DW-1和0.117μg·株·DW-1,是灭菌空白处理的1/2。3.盆栽试验结果表明,两株菌均能促使土壤中Pb、Cd向生物有效性低的形态转化,苗期达到最好的转化,重金属Pb、Cd生物有效性最低。在苗期(19d)时,灭菌和未灭菌处理盆栽土壤中交换态和碳酸盐结合态Pb、Cd的含量均显著降低,铁锰氧化物结合态和残渣态含量变化差异不显著,而有机结合态含量显著增加,接种1号菌10mL的灭菌处理对重金属Pb、Cd转化率分别达到了83.54%、78.04%。接种1号和9号菌株能够有效降低重金属Pb、Cd在土壤中的毒性,减少作物对重金属的吸收,有利于作物生长。
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