微生物诱导碳酸盐沉积介导的Cd2+固定

摘要：

实验室条件下,研究了碳酸盐矿化菌施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和巴氏芽孢杆菌(Bacillus pasteurii)的生长对Cd2+的耐受性和固定效果,以及羟基磷灰石对3种菌固定Cd2+的影响,通过扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)对碳酸盐矿化菌的诱导矿化产物进行了表征.结果表明,3种菌生长过程中B.pasteurii的脲酶活性最强,是P.stutzeri和B.subtilis脲酶活性的10倍左右,且P.stutzeri,B.subtilis,B.pasteurii产CO32-的最高浓度分别为588.19,661.72,1735.18mg/L,培养体系中pH值均呈现升高的趋势,最高pH值分别为8.23,9.06,9.52;Cd2+浓度在0～10mg/L范围内对P.stutzeri的生长影响较小,而当Cd2+浓度高于1mg/L时则会抑制B.subtilis和B.pasteurii的生长.初始Cd2+浓度为0.5mg/L时,培养120h,P.stutzeri,B.subtilis和B.pasteurii对Cd2+的固定去除率分别为96.37％,99.40％,97.57％;加入羟基磷灰石能够提高碳酸盐矿化菌对Cd2+的去除率.SEM和EDS结果显示,P.stutzeri和B.subtilis诱导形成的矿化产物多聚集在菌体周围或附着在菌体表面,呈球状或网状结构,表面疏松多孔,B.pasteurii的矿化产物附着在菌体表面,结构致密,呈不规则的球状;FTIR分析表明矿化产物中存在CO32-,结合XRD结果,证实3种菌诱导沉淀矿化产物主要是CaCO3,而Cd2+与Ca2+会以同晶置换的方式形成CdCO3晶体,B.pasteurii在诱导矿化的过程中可将Cd2+以Ca0.67Cd0.33CO3共沉淀的方式固定.

关键词：微生物矿化;Cd2+;羟基磷灰石;碳酸盐沉淀

所属期刊栏目：41

分类号：X172(环境生物学)

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金;安徽高校协同创新项目

在线出版日期：2022-02-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：5912-5920