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东北老工业基地在建国后几十年来的经济建设中,曾为国家工业建设作出了巨大贡献,但与此同时也付出了沉重的环境代价,造成了严重的重金属污染。而微生物修复作为一种环保、高效、经济的新兴土壤修复方法日益受到人们的关注。
因此,研究微生物对重金属形态,活性和有效性的影响,选育耐重金属的微生物菌株,利用分子生物技术构建超累积重金属的功能菌,进行重金属污染的生物修复,对生态环境和人类的可持续发展具有重要的作用。
本论文研究了从冶炼厂周边土壤重金属污染对土壤中微生物多样性、微生物有效性的影响,并且从冶炼厂周边土壤中分离筛选出菌株1#和2#,从该地区的无工业区玉米地土壤中分离出3#菌株,分别对它们的生理特性、形态特征、抗重金属性进行了比较研究,得到以下结论:
冶炼厂周边土壤中,随着重金属污染程度的加剧,土壤微生物的总数下降了82.51%~93.65%,主要微生物类群(优势类群)所占比例亦有一定变化,细菌、放线菌数量分别下降了83.08%~94.79%、63.97%~79.14%。土壤微生物各主要生理类群数量明显减少,土壤生化作用强度降低。不同微生物区系对重金属的敏感程度不同,本区系中微生物的敏感性顺序为:细菌>放线菌>真菌。
在对筛选出的菌株进行一系列的生理特性试验中得出:1#菌生长缓慢,对数期较长,生长周期近120h;2#菌对数期短且增长快,生长周期仅为72h;3#菌稳定期较长,生长周期约为96h。
抗重金属试验中,1#菌抗Cu、Zn毒性强,均高达64mmol/L,抗Cd、Pb能力分别为8mmol/L、16mmol/L,高于2#菌抗性。1#、2#菌对重金属吸附率随重金属浓度的增加而增加。在Cu初始浓度为32mmol/L条件下,1#菌对铜的最高吸附率达60%;2#菌在锌初始浓度为16mmol/L时具有最大吸附率达61.7%。
试验分析确定:微生物具有高敏感性,土壤的重金属污染严重破坏正常的土壤微生物环境,使土壤质量下降:从污染区土壤筛选出的菌株比无污染区的菌株更具有抗重金属性能,且吸附重金属能力强,生长环境要求不苛刻,大致符合微生物修复菌种的条件,具有进一步试验探索的可行性。