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耐砷芽孢杆菌对As3+的吸附性能与机制研究
引用本文:麻淳雅,朱健,汤思敏,王玉竹,李心怡,王沛颖,姚璐,王平,刘志明.耐砷芽孢杆菌对As3+的吸附性能与机制研究[J].环境科学学报,2020,40(8):2758-2770.
作者姓名:麻淳雅  朱健  汤思敏  王玉竹  李心怡  王沛颖  姚璐  王平  刘志明
作者单位:中南林业科技大学环境科学与工程学院,长沙410004;稻米品质安全控制湖南省工程实验室,长沙410004,中南林业科技大学环境科学与工程学院,长沙410004;稻米品质安全控制湖南省工程实验室,长沙410004,中南林业科技大学环境科学与工程学院,长沙410004;湖南省水利水电勘测设计研究总院,长沙410004,中南林业科技大学环境科学与工程学院,长沙410004;稻米品质安全控制湖南省工程实验室,长沙410004,中南林业科技大学环境科学与工程学院,长沙410004;稻米品质安全控制湖南省工程实验室,长沙410004,中南林业科技大学环境科学与工程学院,长沙410004,中南林业科技大学环境科学与工程学院,长沙410004,中南林业科技大学环境科学与工程学院,长沙410004;稻米品质安全控制湖南省工程实验室,长沙410004,中南林业科技大学环境科学与工程学院,长沙410004;稻米品质安全控制湖南省工程实验室,长沙410004
基金项目:国家重点研发计划(No.2016YFD0800805-4);国家自然科学基金(No.21707169);湖南省重点研发计划项目(No.2017SK2273,2019SK2191);湖南省高校创新平台开放基金项目(No.19K107);湖南省教育厅科学研究一般项目(No.19C1900)
摘    要: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.

关 键 词:As3+  吸附  芽孢杆菌  亚细胞
收稿时间:2020/3/9 0:00:00
修稿时间:2020/4/7 0:00:00

Study on adsorption properties and mechanism of As3+ by an arsenic-resistant Bacillus strain
MA Chuny,ZHU Jian,TANG Simin,WANG Yuzhu,LI Xinyi,WANG Peiying,YAO Lu,WANG Ping,LIU Zhiming.Study on adsorption properties and mechanism of As3+ by an arsenic-resistant Bacillus strain[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2020,40(8):2758-2770.
Authors:MA Chuny  ZHU Jian  TANG Simin  WANG Yuzhu  LI Xinyi  WANG Peiying  YAO Lu  WANG Ping  LIU Zhiming
Institution:1. College of Environmental Science and Engineering, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004;2. Hunan Engineering Laboratory for Control of Rice Quality and Safety, Changsha 410004;1. College of Environmental Science and Engineering, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004;2. Hunan Hydro & Power Design Institution, Changsha 410004
Abstract:
Keywords:As3+  adsorption  Bacillus  subcellular fraction
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