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城市污泥中含有大量的铅等重金属,极大的限制了污泥的资源化利用。利用微生物的成矿作用将铅等重金属污染物转化成热力学稳定、极难溶解的矿物,从而降低其迁移性和生物活性,被认为是土壤和污泥重金属污染修复最有效的方法之一。然而,当前报道的铅成矿菌都是常温菌(最适生长温度<40 ℃),无法在堆肥或超高温堆肥这样的高温环境中生长繁殖。本研究从污泥超高温堆肥样品中分离筛选获得一株铅成矿超嗜热菌,研究其在超高温条件下对铅的吸附和成矿机制,探索超嗜热菌介导下污泥高温堆肥中铅的钝化,为解决污泥堆肥中的重金属污染问题提供了一种新思路,对污泥的再生利用具有重要的实践意义。论文主要结论如下:1、从城市污泥超高温堆肥样品中分离获得一株具有较好的铅耐受性的超嗜热菌株FAFU013。革兰氏染色和显微镜观察表明,该菌为革兰氏阴性杆状菌。16S rDNA鉴定和DNA-DNA杂交结果表明,FAFU013菌株为嗜热栖热菌(Thermus thermophilus),并命名为Thermus thermophilus FAFU013。2、菌株FAFU013对Pb2+有很强的吸附能力,最大吸附量为115 mg/g。吸附动力学和等温线研究表明,FAFU013对Pb2+吸附满足准二级吸附动力学模型和Freundlich等温吸附,暗示该菌对铅的吸附是基于非均匀表面上发生的多层的化学吸附。Zeta电位、FTIR分析和官能团的屏蔽实验表明,FAFU013菌株主要通过静电吸附和官能团配位协同作用实现对Pb2+的有效快速吸附。此外,共存离子竞争吸附实验表明,在其他共存金属阳离子存在的情况下,FAFU013对Pb2+仍然有很好的吸附性能。3、扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)表面,研究FAFU013吸附Pb2+后形貌的变化,发现细菌表面形成颗粒状的含铅沉积物。X-射线衍射(XRD)和高分辨透射电镜-能谱分析-选区电子衍射(HRTEM-EDS-SAED)证实这些沉积物为磷氯铅矿Pb5(P04)3Cl晶体矿物。进一步的研究表明,表明FAFU013菌株的代谢过程或蛋白酶在铅的成矿过程发挥着重要作用。此外,FAFU013对Pb2+的成矿作用不受其他共存金属阳离子的影响。4、以含铅污泥为研究对象,模拟超高温堆肥发酵过程,研究FAFU013对污泥堆肥重金属形态变化的影响。结果表明,FAFU013使堆肥中有效态的Pb2+含量降低17.64%,而残渣态的Pb2+含量增加15.74%。此外,FAFU013菌株对Ni、Cu、Zn等重金属也有不同程度的钝化效果。