芽孢杆菌对铀、锰、砷富集植物体的减容机理研究.pdf

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1、芽孢杆菌对铀、锰、砷富集植物体的减容机理研究2014司慧硕士生物学罗学刚教授ClassifiedIndex:Q935U.D.C:579SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisStudyontheMechanismofReducingofBacaillustotheU,Mn,AsEnrichmentPlantsGrade:2014Candidate:SiHuiAcademicDegreeAppliedfor:MasterDegreeSpeciali

2、ty:BiologySupervisor:ProfessorLuoXuegangApril.5.2017西南科技大学硕士研究生学位论文第I页西南科技大学硕士研究生学位论文第II页摘要本论文围绕铀及伴生重金属富集植物体如何处理的关键技术问题，利用项目前期研究筛选得到的枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌及蜡样芽孢杆菌对秸秆进行处理，分析其对秸秆中铀、锰、砷重金属的富集率以及秸秆的失重率。并且在含铀或重金属的液体培养基中探讨枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌对铀、锰、砷的吸附情况和作用机理。为微生物快速减容超富集生物体提供了一定的

3、参考。主要结论如下：（1）在含有多种重金属的秸秆中，三种芽孢杆菌可有效对其进行降解。15天时混合芽孢杆菌可使秸秆失重20.54%，对铀、锰、砷的富集率达到28.43%、48.53%、45.43%。加入芽孢杆菌后，细菌可富集秸秆表面的重金属，并且破坏秸秆的纤维结构。（2）枯草、地衣、蜡样芽孢杆菌均可在25~100mg/L的铀浓度下正常生长，且可对铀进行富集。枯草、地衣、蜡样芽孢杆菌对铀的最大吸附率依次为86.09%、79.73%、87.94%。FTIR表明菌体对UO2+2的吸附位点主要是羟基、胺基、羧基及菌体蛋白质等活性位点

4、。XPS表明芽孢杆菌与铀作用后，多数以U(VI)形式存在。SEM-EDS表明铀出现在菌体的表面及周围，菌体表面粗糙。即芽孢杆菌可通过细胞表面羟基、氨基、羧基等活性位点与铀作用，在表面形成铀的沉淀，并随微生物代谢过程形成细胞内部的积累。（3）枯草、地衣、蜡样芽孢杆菌也可在含锰和含砷的培养基中生长，并可对锰、砷进行富集。枯草、地衣、蜡样芽孢杆菌对锰的最大吸附率分别为76.21%、78.3%、82.02%，红外图谱结果表明菌体对锰的吸附位点主要是羟基、胺基、羧基等活性位点。枯草、地衣、蜡样芽孢杆菌对砷的最大吸附率分别为86.09

5、%、79.73%、87.94%，红外图谱结果表明，芽孢杆菌中的酰胺基、羟基、羧基等活性位点参与了对砷的吸附过程。（4）在20~100mg/L的铀、锰、砷复合污染下，Mn显著抑制枯草芽孢杆菌对U富集（r=-0.5235*）。Mn显著促进混合芽孢杆菌对Mn的富集（r=0.7514**），As显著抑制混合芽孢杆菌对As的富集（r=-0.5208*）。关键词：芽孢杆菌；铀；复合污染；富集植物体；减容西南科技大学硕士研究生学位论文第III页AbstractThispaperaimsatthekeytechnicalproblemso

6、fhowtodealwithuraniumandassociatedheavymetalsenrichmentplants,probingintotheadsorptionrateofU,Mn,AsandweightlessnessrateofstrawunderthedecomposeofBacillussubtilis,BacilluslicheniformisandBacilluscereus,anddiscussestheadsorptionandmechanismofactionofBacillussubtili

7、s,BacilluslicheniformisandBacilluscereustoU,MnandAsinliquidnutrientmedium,whichprovidesacertainreferencefortherapidreductionofsuperenrichmentorganismsbymicroorganisms.Themainconclusionsareasfollows:(1)Bacillussubtilis,BacilluslicheniformisandBacilluscereuscanbeeff

8、ectivelydegradedthestrawthatcontainsheavymetals.In15days，thethreekindsofbacillusmadethestrawlossweight20.54%andtheenrichmentrateofU,Mn,andAswas28.43%、48