【摘 要】
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丝状真菌是当今最经济的生物友好型吸附剂之一,其环境适应性强,且具有发达的空隙结构,在水污染生物处理技术中具有广阔应用前景。在极端环境中长期生存的真菌具有耐低p H,耐高浓度重金属,环境适应性强的生理特点,所以从酸性矿山废水中筛选出该类真菌,再将其作为生物菌剂应用于酸性矿山废水的生物修复是很有应用潜力的。本研究从安徽某矿山废水中分离纯化出3株丝状真菌,选择其中的优势真菌Aspergillus sp.
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丝状真菌是当今最经济的生物友好型吸附剂之一,其环境适应性强,且具有发达的空隙结构,在水污染生物处理技术中具有广阔应用前景。在极端环境中长期生存的真菌具有耐低p H,耐高浓度重金属,环境适应性强的生理特点,所以从酸性矿山废水中筛选出该类真菌,再将其作为生物菌剂应用于酸性矿山废水的生物修复是很有应用潜力的。本研究从安徽某矿山废水中分离纯化出3株丝状真菌,选择其中的优势真菌Aspergillus sp.MF1为研究对象,探究其在不同浓度Cu2+和Mn2+胁迫下的生长特性以及对Cu2+、Mn2+的去除作用。在此基础上,以Aspergillus sp.MF1为菌剂,外加人工合成碳源,在实验室条件下利用采集自某矿山的酸性矿山废水,初步考察真菌用于矿山废水修复的作用过程与机制。具体研究内容与结果如下:（1）分离得到3株丝状真菌,通过形态学及18Sr DNA分子鉴定为曲霉Aspergillus sp.MF1、青霉Penicillium sp.MF2和Penicillium sp.MF3。耐酸及耐金属实验表明,Aspergillus sp.MF1为优势菌;对其生长的碳源、氮源等培养条件进行优化后,生物量提高了30.25%。（2）Aspergillus sp.MF1在Cu2+、Mn2+的胁迫作用下,初期菌体因活性氧上升受到氧化损伤。随后菌体加速代谢,产生蛋白质多糖固定Cu2+、Mn2+以解除金属毒性,活性氧水平逐渐降低。（3）初始培养基p H为3.5时,考察了Aspergillus sp.MF1对不同浓度Cu2+的去除效果及其作用机制,结果表明Aspergillus sp.MF1对Cu2+的最大耐受浓度为770.18 mg·g-1,当Cu2+初始浓度为50 mg·L-1和100 mg·L-1时去除率可以达到78.49%和64.63%,菌体对Cu2+的最大去除量为123.99 mg·g-1;在Aspergillus sp.MF1抗Cu2+胁迫的生理响应过程中,蛋白质通过生物吸附作用去除Cu2+。（4）初始培养基p H为3.5时,考察了Aspergillus sp.MF1对不同浓度Mn2+的去除效果及其作用机制,结果表明Aspergillus sp MF1对Mn2+的最大耐受浓度为682.59 mg·g-1,Aspergillus sp.MF1在Mn2+浓度为100 mg·g-1时有最大去除率92.16%,酸性条件下,因为氢离子与金属阳离子形成吸附竞争,Aspergillus sp.MF1对Mn2+去除率小于中性条件下的去除率;p H=3.5时,Aspergillus sp.MF1抗Mn2+胁迫的生理响应过程中,Aspergillus sp.MF1通过生物吸附去除Mn2+,p H=7.0时,Aspergillus sp.MF1可能通过生物氧化途径去除解除Mn2+胁迫。（5）利用Aspergillus sp.MF1复配获得菌剂并构建其强化生物修复酸性矿山废水的反应体系,实验结果表明,Aspergillus sp.MF1对酸性矿山废水环境有良好的修复作用。培养248天后,p H由3.27上升至4.02,Fe、Zn、Cu及Cd的去除率分别达到79.39%、83.76%、97.10%及99.01%。氧化还原点位（ORP）以及废水中酚酞酸度持续下降。综上所述,从极端环境酸性矿山废水中筛选出的曲霉菌Aspergillus sp.MF1具有强酸、高浓度金属的耐受能力。Aspergillus sp.MF1在酸性及中性条件下与Mn2+和Cu2+的交互作用实验表明,菌体产生应激生理响应解除金属毒害作用,并在金属去除方面起到了重要作用。Aspergillus sp.MF1的复配菌剂对矿水废水的酸度及金属离子有良好的治理效果,这对矿山废水的生物修复具有一定的借鉴意义。
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