寡氧单胞菌、水稻秸秆和蚯蚓协同修复Cr（Ⅵ）污染土壤

为探究水稻秸秆和蚯蚓联合抗Cr细菌对Cr污染土壤的修复效果和机制,本研究通过室内模拟试验探讨细菌(寡氧单胞菌,Stenotrophomonas sp.,F)、水稻秸秆(S)、细菌+水稻秸秆(SF)、水稻秸秆+蚯蚓(赤子爱胜蚓,Eisenia foetida,SE)和细菌+水稻秸秆+蚯蚓(SFE)对50、300 mg·kg^-1 Cr(Ⅵ)污染土壤的修复效果,生物有效态Cr的变化及总Cr和Cr(Ⅵ)在各粒径团聚体中的分布。结果表明：在试验早、中、后期各处理的总Cr和Cr(Ⅵ)去除率逐渐增加,在50、300 mg·kg^-1 Cr(Ⅵ)暴露后期SFE处理的总Cr和Cr(Ⅵ)去除率最高,其总Cr去除率分别为35.68%、35.29%,Cr(Ⅵ)去除率分别为99.28%、75.33%。SFE处理显著降低了土壤氧化还原电位,增加了土壤p H和有机质含量,并促进了微团聚体凝聚胶结为大团聚体。在0、50、300 mg·kg^-1 Cr(Ⅵ)暴露下SE处理大团聚体的占比最高,与CK相比分别增加了14.57、9.51、9.85个百分点,与SFE...     

外源刺激剂强化芽孢杆菌高效修复Cr（Ⅵ）污染水体

目前,利用微生物修复六价铬[Cr（Ⅵ）]污染的土壤和水体已经在实验室及场地大量应用,但由于土著微生物的竞争及场地的寡营养条件,导致外源铬（Cr）高效还原微生物定殖困难。鉴于此,本研究从成本低廉且无二次污染的氮源型/碳源型/矿物型/离子型的微生物刺激剂筛选出发,探讨了不同刺激剂添加方式（非包埋型和包埋型）对抗铬芽孢杆菌（Bacillus sp.）高效还原Cr（Ⅵ）的影响,并采用扫描电子显微镜-能谱（SEM-EDS）对芽孢杆菌表面进行表征。结果表明,甘蔗粉（碳源型）、豆粕粉（氮源型）、钙离子[Ca（Ⅱ）,离子型]、蒙脱石（矿物型）这四种刺激剂的添加显著增加了芽孢杆菌对Cr（Ⅵ）的还原效率,进一步利用单因素多水平试验确定了它们的最佳投加量分别为10 g∙L^-1、10 g∙L^-1、10 mmol∙L^-1、8 g∙L^-1,在第8天时与裸菌相比,分别添加这4种刺激剂的芽孢杆菌对Cr（Ⅵ）的还原率分别提高了17.48、15.56、11.70、18.84个百分点。在单因素试验的基础上,挑选2个效果最佳的刺激剂甘蔗粉和蒙脱石,利用响应曲面法建立了混合型刺激剂（甘蔗粉+蒙脱石）与菌的最佳投加量,结果显示甘蔗粉投加量为8 g∙L^-1、蒙脱石投加量为6 g∙L^-1、菌剂投加量为0.3%（V/V）时,培养8 d后,与裸菌相比,添加混合刺激剂的芽孢杆菌对Cr（Ⅵ）还原率增加了32.53个百分点,显著高于单一非混合刺激组。考虑到刺激剂直接加入环境亦会被土著微生物利用,导致对外源铬还原微生物刺激作用的长效性差,本研究还探究了包埋型缓释刺激剂对芽孢杆菌还原Cr（Ⅵ）的长效刺激作用,结果发现,在包埋型刺激剂的辅助下,芽孢杆菌对Cr（Ⅵ）的还原能力随着时间延长而不断增加,其Cr（Ⅵ）还原率分别从86.08%（第2天）增加到97.09%（第28天）,添加了非包埋型混合刺激剂的菌从86.92%（第2天）下降到75.93%（第28天）。SEM观察修复28 d的菌,发现未加任何刺激剂的裸菌出现严重皱缩,部分断裂,形态结构不完整;添加非包埋混合刺激剂的菌出现轻微皱缩,点状断裂,形态结构较为完整;而添加包埋型刺激剂的菌光滑,形态结构完整,表面有绒毛状产物,EDS显示绒毛状产物O和Cr含量相对于其他元素较多,包埋型刺激剂提升了菌细胞表面参与的铬固定,降低了铬对细菌细胞的毒性。研究表明,混合刺激剂还原效果优于单一非混合刺激组,确定最佳投加量分别为甘蔗粉（8 g∙L^-1）、蒙脱石（6 g∙L^-1）和菌剂（0.3%）。利用非包埋型刺激剂有利于短期内快速提升菌对Cr（Ⅵ）还原,而包埋型刺激剂使菌还原Cr（Ⅵ）具有长效性并有效地降低了Cr（Ⅵ）毒性。