耐砷芽孢杆菌对As 3+ 的吸附性能与机制研究

为了给砷污染水体的微生物修复提供理想材料和必要的理论依据，从湖南某矿区筛选分离得到一株高耐砷菌株，利用16S rDNA基因测序分析对其进行鉴定.同时，采用单因素试验研究了耐性菌吸附As3+的影响因素及规律，通过研究等温吸附属性、吸附动力学和热力学属性，分析亚细胞赋存特性，并结合扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）等技术手段，初步探讨了吸附发生的可能机理.结果表明，通过形态学、生理生化及分子鉴定，初步鉴定为芽孢杆菌属（Bacillus sp.），命名为Bacillus sp. strain AsT4.该菌株固体平板培养对砷的耐受阈值为40 mmol·L-1；菌株最适生长条件为温度35℃、pH=7.0、NaCl浓度5 g·L-1、转速180 r·min-1；芽孢杆菌湿菌体吸附As3+的优化条件为：温度35℃，溶液pH=6.0，培养时间36 h，As3+初始浓度10 mg·L-1，菌量1.5 mL，此条件下的去除率为69.3%.干菌体吸附As3+的优化条件为：温度35℃，pH=7.0，吸附时间90 min，As3+初始浓度10 mg·L-1，投加量0.5 g·L-1，此条件下的吸附率为72.8%.无论是湿菌体还是干菌体，Langmuir等温吸附模型和拟二级动力学方程能更好地描述耐砷芽孢杆菌AsT4对As3+的吸附过程，并且是自发、墒增的吸热过程.耐性菌对As3+的生物吸附和累积以胞内累积和细胞壁富集为主，菌粉表面的羧基、羟基、胺基等活性基团可能在吸附过程中起主要作用.