黑麦草修复重金属污染土壤与废水及富集植物的微生物降解

为了研究黑麦草(Lolium perenne)修复复合重金属污染土壤与废水的综合利用效应,探索微生物对富集重金属黑麦草的降解效果,以复合重金属污染的土壤与废水为修复对象,利用黑麦草对土壤和废水进行修复,并考察了黑麦草的重金属含量、富集量、富集系数和转移系数。采用8种微生物对富集重金属黑麦草进行降解,考察黑麦草的失重率,黑麦草纤维素、半纤维素和木质素的变化情况以及重金属的浸出效果。结果表明:黑麦草对重金属污染的土壤与水体均具有较好的修复效果;在土壤修复阶段,黑麦草对U的富集系数最大,达到7.43;而对Cd的富集系数为2.61,对Pb和Sr的修复效果不明显;在废水修复阶段,黑麦草对U的富集量达到1 213.70 mg·kg-1DW,U、Cr、Sr、Co的富集系数和转移系数均大于1,其中U的富集系数达到11.24。另外,里氏木霉(Trichoderma ressei)和黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)对富集黑麦草的总降解率达到60%以上;里氏木霉(Trichoderma ressei)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和地衣芽孢杆菌(Bacillus lincheniformis)对重金属的平均浸出率分别达到87.19%、90.58%和90.33%。在重金属污染的土壤和水体中,通过对黑麦草的循环使用,可以提高黑麦草的综合利用效率,有效减少富集生物质的产生;同时微生物对富集生物质有较好的降解能力。研究为重金属富集生物质微生物处置以及重金属回收技术奠定基础。     

锰铝双氧化物改性生物炭减缓土壤重金属对黑麦草的毒性作用

电子垃圾拆解过程中引起的土壤重金属铜(Cu)和镉(Cd)复合污染现象成为一个严峻的问题,为了解决这一问题,利用废弃的螃蟹壳生物质与锰铝盐进行共沉淀后共热解制备了螃蟹壳生物炭(BC)和片状锰铝双氧化物改性的螃蟹壳生物炭(LDO/BC)材料.污染土壤经过BC和LDO/BC修复后,土壤pH、有效磷、速效钾和酶活性得到了提升,土壤中的DTPA-Cu和DTPA-Cd含量显著降低.微生物群落分析表明BC-1%能促进Gemmatimonadota(芽单胞菌)和Acidobacteriota(酸杆菌)相对丰度的上升,而LDO/BC-1%能促进Proteobacteria(变形菌)相对丰度的上升,且变形菌有利于减少Cd在植物中的积累作用.在修复后的土壤中种植黑麦草培养28 d,结果表明,经过投加量为5%BC和1%LDO/BC分别修复后土壤种植的黑麦草发芽率分别提高29%和60%,生长状况更佳,并且黑麦草植株内Cu和Cd的含量相对于未经生物炭材料处理的空白组显著降低.LDO/BC-1%处理组相对于其他处理组表现出更优异的修复效果,且负载在LDO/BC上的Mn可以有效地降低黑麦草吸收土壤中的重金属Cd.     

粘质沙雷氏菌对U(Ⅵ)、Co(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的耐受性研究

为探索粘质沙雷氏菌对重金属U(Ⅵ)、Co(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的耐受性,考察不同浓度的单一重金属及混合重金属条件下粘质沙雷氏菌的生长情况,并初步研究电子供体乙醇的添加对粘质沙雷氏菌去除Cr(Ⅵ)的影响,同时采用SEM-EDX技术分析粘质沙雷氏菌与Cr(Ⅵ)作用后形貌及元素组成的变化。试验结果表明:粘质沙雷氏菌对单一重金属Co(Ⅱ)、U(Ⅵ)及其混合重金属耐受性较强,当Co(Ⅱ)和U(Ⅵ)-Co(Ⅱ)的浓度≤50mg/L时均能促进粘质沙雷氏菌的生长,且菌浓度最大增加量分别为12.3%和19.9%;在150mg/L U(Ⅵ)浓度下,粘质沙雷氏菌生长良好;Cr(Ⅵ)对粘质沙雷氏菌的生物毒性表现较强,当Cr(Ⅵ)的浓度为10mg/L时,粘质沙雷氏菌生长便受到抑制,乙醇的添加略提升了粘质沙雷氏菌对Cr(Ⅵ)的耐受能力和去除作用;SEX-EDX分析显示,粘质沙雷氏菌与Cr(Ⅵ)作用的机理主要是细胞分泌物与Cr(Ⅵ)的结合。