植物—微生物联合作用在镉污染废水处理及土壤修复中的应用研究

发布时间：2020-04-16 12:29

【摘要】：本研究采用植物-微生物联合作用修复镉污染,通过筛选出的耐镉菌株分别与鸢尾和龙葵组成联合修复体系处理镉污染废水及修复镉污染土壤,并研究该体系的作用效果。从土壤中分离鉴定耐镉菌株,经测序鉴定为链霉菌属;通过光镜/电镜观察,在是否存在Cd~(2+)的情况下,耐镉菌株的形态特征。采用鸢尾-耐镉菌株联合修复方法处理镉污染废水,通过对鸢尾、鸢尾加耐镉菌株、碱处理鸢尾、碱处理鸢尾加耐镉菌株对Cd~(2+)去除率的研究可知,鸢尾能够很好的处理镉污染废水,镉浓度为50mg/L时去除率最高为73.6%;添加耐镉菌株后,鸢尾对Cd~(2+)的去除效果明显增强,去除率达91%;鸢尾经过碱处理后,Cd~(2+)浓度为100mg/L时,去除率最高为84.3%;向处理过的鸢尾中添加耐镉菌株后,增加了5.39%,由此耐镉菌株能够促进鸢尾对Cd~(2+)的处理效果,种植鸢尾并添加耐镉菌株时去除率最高;吸附动力学的研究可知,在吸附过程中扩散方程并不是唯一的限制条件,它是由膜扩散和粒子内扩散共同控制。准二级动力学方程的相关系数R~2值均大于0.99,平衡吸附量模拟所得的数据同实验值相差无几,说明准二级动力学方程可以较好的说明鸢尾对Cd~(2+)的吸附动力;红外光谱图分析,鸢尾含有丰富的有机官能团,像羟基、羧基、酚类、羰基、醛基等官能团,能够很好的处理镉污染的废水;经过处理后的鸢尾使得纤维素相对含量有大幅度的提高,增强了基团的弯曲振动吸收峰,从而促进了鸢尾对Cd~(2+)的吸附效果;添加耐镉菌株之后,增加了细胞壁中蛋白质C-H键、N-H键的伸缩、碳水化合物中结合水的O-H的伸展振动,从而更好的促进了鸢尾对Cd~(2+)的吸附。利用龙葵-微生物联合修复方法改良镉污染土壤,对龙葵的干重、株高、富集系数、转移系数以植株内部镉含量的分析比较,可以说明浓度为20mg/kg时龙葵具有最佳的耐性和吸收能力;当土壤中添加不同浓度的Cd~(2+)时,较高浓度的处理会抑制龙葵株高、干重、吸附和转移速率,添加耐镉菌株后,镉抑制植物的生长等情况减弱,龙葵对Cd~(2+)的吸收速率也有明显的提高,富集系数最高可达1.98,表现出对Cd~(2+)的超富集能力。
【图文】：

技术路线图

2.2 结果与讨论2.2.1 耐镉菌株分析、鉴定图2-1 耐镉菌株的基因组DNA 图2-2 耐镉菌株16SrDNA的PCR结果图谱Fig.2-1 Genome DNAof Cadmium resistant strainsFig. 2-2 PCR results of cadmium-resistant strains选用特定菌株的 DNA（图 2-1）为模板，采用 16SrDNA 通用引物，并进行 PCR扩增测序，得到扩增产物的长度为 1.46（图 2-2），序列的扩增及测定均由上海生工公司完成。因 rDNA 在细胞中相对来说比较稳定，目前为止认为，如果两个菌株的 16SrDNA 的同源性大于 95％，那么这两个菌株属可以认为是同一属。登录NCBI 上的 blast 进行对比分析序列可知该耐镉菌株为链霉菌属（Streptomyces sp.）S489。2.2.2 耐镉菌株在不同浓度镉溶液中的生长情况2.2.2.1 耐镉菌株在不同浓度 Cd2+
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X53;X703

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本文编号：2629734