Shewanella oneidensis MR-1對(duì)硫化汞的生物利用性研究.pdf

1、汞作為一種特殊的重金屬物質(zhì),因易造成全球性污染而日益受到人們的關(guān)注。自然界中硫化汞具有極低的溶解性,卻廣泛存在于礦石、沉積物以及土壤中,而任何形式的汞都能在微生物的作用下轉(zhuǎn)化為甲基汞。汞甲基化微生物多以硫酸鹽還原菌的研究為主,在鐵還原菌ShewanellaoneidensisMR-1作用下的研究相對(duì)較少,并且硫化汞在鐵還原菌的作用下是否會(huì)對(duì)環(huán)境造成汞污染卻很少有人探討。在實(shí)驗(yàn)室模擬條件下,研究了鐵還原菌Shewanellaoneiden

2、sisMR-1在不同影響因素下對(duì)固態(tài)硫化汞的生物溶解及生物甲基化作用。研究結(jié)果為自然水體生態(tài)系統(tǒng)中鐵還原菌ShewanellaoneidensisMR-1對(duì)固態(tài)硫化汞的溶解及甲基化過(guò)程提供了直接證據(jù),以及證明了固態(tài)硫化汞也是環(huán)境汞污染的主要來(lái)源之一。主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　1.通過(guò)微生物純培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),鐵還原菌ShewanellaoneidensisMR-1對(duì)硫化物的濃度具有一定的耐受極限,當(dāng)硫化物濃度超過(guò)3.4mg?L-1時(shí)

3、即無(wú)法生存。但S.oneidensisMR-1在小于3mg?L-1硫化物溶液中能夠生長(zhǎng),但生長(zhǎng)受到一定程度的抑制,主要表現(xiàn)在菌株生長(zhǎng)曲線(xiàn)遲緩期的延長(zhǎng),而對(duì)于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的時(shí)長(zhǎng)沒(méi)有明顯影響。
　　2.當(dāng)鐵還原菌S.oneidensisMR-1不存在時(shí),考察了不同影響因素對(duì)固態(tài)硫化汞溶解量的影響。結(jié)果表明:在不同的影響因素下,固態(tài)硫化汞的溶解量會(huì)稍有增加,但最大濃度不超過(guò)30μg?L-1。其中,硫化汞的溶解量會(huì)隨著硫化鈉濃度的增大而增加

4、,并且中堿性比酸性和弱酸性的環(huán)境更有利于硫化汞的溶解;當(dāng)腐殖酸濃度增大時(shí),硫化汞的溶解量也會(huì)隨之增加,但不同濃度的半胱氨酸對(duì)硫化汞的溶解量基本上沒(méi)有影響。
　　3.考察了鐵還原菌S.oneidensisMR-1在不同的影響因素下,如不同濃度硫化鈉、腐殖酸、半胱氨酸、不同pH值對(duì)硫化汞溶解量的影響。結(jié)果表明:固態(tài)硫化汞的溶解量會(huì)隨著硫化鈉濃度和腐殖酸濃度的增加而增大,弱酸性比酸性及中堿性的環(huán)境更有利于硫化汞的溶解,但半胱氨酸的濃度對(duì)

5、硫化汞的溶解影響較小。另外,從溶解量來(lái)看,鐵還原菌S.oneidensisMR-1的存在大大促進(jìn)了固態(tài)硫化汞的溶解。
　　4.研究發(fā)現(xiàn)鐵還原菌S.oneidensisMR-1在生長(zhǎng)過(guò)程中能夠同時(shí)將溶解態(tài)的硫化汞轉(zhuǎn)化為甲基汞。結(jié)果表明:當(dāng)溫度30℃,硫化汞1mg,pH6.0,硫化鈉濃度為1mg?L-1,總體積為20mL時(shí),S.oneidensisMR-1對(duì)硫化汞的甲基化率達(dá)到30％;當(dāng)其他條件相同,腐殖酸濃度為5mg?L-1時(shí),S.

6、oneidensisMR-1對(duì)固態(tài)硫化汞的生物甲基化率最大值為10.55%;當(dāng)加入300mg?L-1半胱氨酸時(shí)能夠使生物甲基化率提高為19.16%。
　　5.考察了鐵還原菌S.oneidensisMR-1在不同影響因素下對(duì)固態(tài)硫化汞生物甲基化的影響。結(jié)果表明:鐵還原菌S.oneidensisMR-1在適宜的硫化鈉濃度下,能夠迅速對(duì)硫化汞進(jìn)行甲基化,但硫化鈉濃度范圍在2mg?L-1~3.0mg?L-1時(shí)則會(huì)產(chǎn)生抑制作用,且弱酸性比酸