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随着采矿、冶炼、电镀、电子及燃料生产等行业的快速发展,越来越多的铅锌等重金属通过多种途径进入土壤或水体环境中,对生态环境和人类健康造成了严重威胁。近年来,利用耐性微生物治理重金属污染已成为一个新型的研究领域。本研究通过从湖南某铅锌矿区的先锋植物根际土壤中,分离、筛选出一株对铅锌耐性较强的菌株,考察了其对铅、锌去除能力的主要影响因素,并对其吸附机理进行初步探讨,以期为今后重金属污染微生物修复的工业化应用提供参考。本论文研究的主要内容和结论如下:(1)从铅锌矿区纯化分离出11株菌株,初步筛选得到3株耐性菌,选定其中耐性最高的菌株HA作为本研究的实验菌株,菌株HA对铅、锌离子都有较高耐性的,且其对铅离子的去除效率高于锌离子。通过对菌株HA的形态及DNA测序分析,最终鉴定HA为米曲霉(Aspergillus oryzae)。(2)通过单因素实验及正交实验对耐性菌HA吸附铅锌离子的环境条件进行了优化,得到如下结论:①在初始铅、锌浓度的实验范围内(100-800 mg/L),HA对铅、锌离子的去除率随着其初始浓度增加而减小,当铅、锌初始浓度为100 mg/L、pH为5.0时,HA对铅、锌离子的去除率均达到最高,分别为97.8%、54.1%;生长曲线分析表明,25 h后HA的生长进入平稳期,且对铅、锌离子的去除率趋于稳定。当HA接种量为1 mL时,其对铅、锌去除率的增长率达到最大。②在单因素实验结果的基础上,选择重金属离子的初始浓度、pH、接种量、吸附时间四因素中,较显著的3个水平,进行正交实验,最终确定HA吸附铅、锌离子的最优方案都为:初始浓度为100mg/L时,培养基pH为5.5,接种量为菌浓度为0.01 g/mL的菌液1.5 mL,吸附时间为3 d。(3)通过等温吸附模型、动力学分析、扫描电镜、能谱分析、红外光谱等手段对耐性菌HA吸附铅和锌离子的机理进行初步探讨,并对HA细胞吸附铅、锌的吸附部位进行了初步研究,得到如下结论:①对菌株HA吸附铅、锌离子的吸附等温模式和吸附动力学进行分析,发现HA对铅、锌的吸附过程满足Langmuir吸附模型,其吸附以单层吸附为主。在动态吸附过程中,HA对Pb2+、Zn2+离子吸附性能与准二级动力学吸附方程的拟合程度更高,且对Pb2+的吸附效果明显高于Zn2+。②对HA细胞吸附铅、锌离子的吸附部位进行研究,结果表明耐性菌株HA对Pb2+、Zn2+的生物吸附和累积主要以细胞壁吸附和细胞内累积为主,其中胞壁吸附量高于胞内累积量,说明菌株HA细胞壁上的某些成分及活性基团对Pb2+、Zn2+的结合能力较强。③扫描电镜和能谱分析结果表明在吸附Pb2+、Zn2+后菌株表面有较多含铅、锌的沉淀物。IR分析表明:HA细胞中羟基、烷基、酰胺基、羰基、磷酸基等参与了Pb2+、Zn2+的吸附,使特征峰吸收强度和位置都出现不同程度的变化。