重金屬污染底泥中硫酸鹽還原菌的篩選及其As(V)還原活性研究.pdf

1、砷化合物是一類常見的有毒甚至具有致癌效應(yīng)的環(huán)境污染物，砷化合物的毒性、生物有效性及其在環(huán)境介質(zhì)中的賦存形態(tài)和遷移轉(zhuǎn)化過程均與砷的化學(xué)形態(tài)密切相關(guān)。近些年來，砷污染已經(jīng)成為全球性的環(huán)境污染問題之一。微生物在砷化合物形態(tài)轉(zhuǎn)化過程中發(fā)揮著重要作用。其中，硫酸鹽還原菌(SRB)是厭氧環(huán)境中參與砷活化和釋放的重要微生物類群，由SRB驅(qū)動(dòng)的砷還原過程是影響砷賦存形態(tài)及其轉(zhuǎn)化、遷移等環(huán)境行為的重要因素，進(jìn)而關(guān)聯(lián)到砷在環(huán)境中毒性的釋放，因此，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)

2、境中微生物砷形態(tài)轉(zhuǎn)化過程及其機(jī)制等相關(guān)研究具有重要的科學(xué)意義。
　　本研究采用了基于 MiSeq測序平臺(tái)的高通量測序技術(shù)分析了復(fù)合重金屬污染底泥中微生物種群結(jié)構(gòu)，并著重采用亨蓋特(Hungate)技術(shù)和夾層平板法從底泥中分離篩選了硫酸鹽還原菌，又對(duì)其As還原活性進(jìn)行了初步考察。研究結(jié)果表明：錦州灣受重金屬污染的底泥中微生物的群落結(jié)構(gòu)與多樣性隨著重金含量的嚴(yán)重程度而產(chǎn)生變化。在相對(duì)較少的重金屬污染中微生物種類多于較高金屬污染中的微生

3、物種類。采用Hungate厭氧滾管技術(shù)和夾層平板法從錦州灣受砷污染的底泥中篩選出110株SRB的純菌株，通過酶切分型后得到3株不同OTU類型的菌株，分別編號(hào)為S2、S3-11和S13。16S rRNA基因序列顯示這3株菌分別與梭菌屬內(nèi)的不同―種‖之間親緣關(guān)系最近。3株菌都具有 As(V)的還原性，其中，在As(V)初始濃度為1.0 mmol·L-1時(shí)，菌株S3-11可在10 h內(nèi)還原23.4％的As(V)，但當(dāng)As(V)初始濃度增加到3

4、.0 mmol·L-1或5.0 mmol·L-1時(shí)，菌株S2和S13則相對(duì)于S3-11展現(xiàn)出更強(qiáng)的砷還原能力，菌株S2甚至可以在7.0 mmol·L-1的砷環(huán)境中生長并在24 h內(nèi)將14.2%的As(V)還原。菌株S2是嚴(yán)格厭氧菌，為直桿狀革蘭氏陽性菌，產(chǎn)芽孢，其細(xì)胞大小約2.0μm×0.6μm，16S rRNA基因序列與梭菌屬中Clostridium sporogenes strain JCM7849同源性為99%。菌株S2可利用蔗糖