耐铜细菌的分离鉴定生理特性和对土壤铜的钝化研究
毕业论文关键词：铜污染；耐铜细菌；土壤 pH；有效态铜
Isolation and identification of a copper-resistant bacteria and itsphysiological characteristics and immobilization of copper in soils
Abstract：In recent years, copper has become one of the soil pollution with much attention and its pollutioremediation is urgently needed. In order to explore the effective biological remediation method on copperpollution,the experiment first screened for and isolated a copper-resistant bacterium from the copper minein Ma’anshan Anhui. First of all,the bacterium was purified and identified. Secondly,a series of biochemicaexperiments were carried out on the bacteria to understand its physiological characteristics.In addition,theeffects of environmental factors on the bacterial growth were investigated to find the optimal growthconditions. The soil pH and available copper of the soils were measured for the blank and bacterialtreatment.The results show that the strain could grow well in the soil pH of 6 to 8. The bacteria could raisepH and reduce the content of available copper in the soil and the maximum units was up to 1.79 and57mg/kg respectively.
Key words: copper pollution；copper-resistant bacteria；soil pH；available copper
目 录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
绪论1
1 材料与方法2
1.1 材料 2
1.1.1 菌株来源2
1.1.2 培养基2
1.1.3 试剂2
1.1.4 主要仪器2
1.2 方法 2
1.2.1 菌株的分离和筛选2
1.2.2 菌株的观察和鉴定3
1.2.3 菌株生理特性3
1.2.4 培养条件对菌株生长的影响3
1.2.5 土壤 pH 值的测定4
1.2.6 土壤有效态铜的测定4
2 结果与分析4
2.1 菌株的鉴定和特性4
2.2 菌株的生长特性5
2.3 细菌对土壤 pH 值的影响6
2.4 细菌对土壤有效态铜的影响6
3 讨论 7
致谢7
参考文献7
绪论：铜是生物正常生长发育所必需的微量元素，但过量的铜会干扰动植物和人的正常生理功能，造成植物生长缓慢甚至死亡且通过食物链危害人类健康，导致环境恶化，如江西德兴铜矿尾矿库全铜含量高出当地土壤背景值的102倍， 超过土壤环境标准的50倍[1]。且随着工农业的发展有进一步的扩大趋势，由此可见铜污染问题危害极大，铜污染修复具有重要的现实意义[2]。重金属污染土壤修复的研究目前已成为农业、生态和环境领域研究的重要内容，可采用物理、化学和生物修复等方法进行修复[3、4]，主要可通过两种作用影响土壤重金属：一是固化作用，使重金属在土壤中由活化态转变为稳定态，从而减少重金属的迁移性和生物可利用性；二是活化作用，将重金属从土壤中去除，使其残留浓度接近或达到背景值。其中后者是永久性方法。重金属污染土壤的物理修复技术是基于机械物理或物理化学原理的工程技术，但由于存在工程量大、治理费用高和易引起土壤肥力减弱等缺点，因而目前只用于小面积污染严重的土壤[5]。土壤重金属污染的化学修复技术主要包括化学固化法和土壤淋洗法。通过向污染土壤中投加改良剂和抑制剂，改变土壤理化性质，使土壤中重金属发生氧化、还原、沉淀和吸附等作用，降低重金属生物有效性。化学修复方法成本适中，但土壤中污染物只是形态发生变化，并不能将重金属从土壤中清除，容易再度活化，造成污染。且土壤中有机质、阳离子代换量和粘粒的含量增加，一些理化性质如 pH、Eh 和电导等发生改变，可能会影响土壤生物的生态系统[5]。可见，釆用物理或化学方法修复土壤重金属污染会导致土壤结构破坏、土壤生物活性下降和土壤肥力退化等土壤质量降低的问题[5、6]。生物修复是利用某些特定的动、植物和微生物降低土壤中重金属污染物而达到净化土壤的目的，技术成本低、污染少、操作简单，且不破坏土壤结构，是铜污染土壤修复的重要手段，在矿山重金属污染环境治理中显示出较好的前景。目前，用于土壤修复研究的微生物的研究以具重金属抗性的细菌和真菌为主。但菌根真菌对宿主植物有一定的选择性，并非所有植物都能形成菌根，且丛枝菌根真菌难分离纯化及纯培养，目前主要依靠盆鉢培养法获得孢子、菌丝和被侵染根段的混合物，且培育周期长，一定程度上限制了其应用价值[7]。而土壤细菌分类广泛，种类众多，代谢旺盛[8]，可通过促进植物生长、提高植物的生物量和促进重金属溶解，提高重金属的生物有效性两个方面提高植物修复重金属的效率[9、 10]。 变价元素 Cu 可以在土壤中以不同的形式存在，而细菌的生长代谢活动可以通过其氧化还原作用改变 Cu的价位，从而改变Cu 元素的活性，如硫-铁杆菌类就能氧化 Cu[11]。本实验主要探究细菌进行铜污染土壤生物修复的潜力，从铜矿附近土壤中筛选出耐铜细菌进行培养和研究，分析该细菌对土壤pH、有效态铜含量等指标的影响，为微生物修复土壤污染提供依据。