混合白腐真菌的固定化及其在治理铅污染废水中的应用

【目的】为缓解重金属废水污染对全球食品安全和人类健康的威胁,降低铅(plumbum,Pb)在土壤及动植物体内的积累,借助固定化技术提高菌株的重金属去除效率。【方法】以白腐真菌(white rot fungi)为实验材料,通过混菌兼容性及铅离子(Pb^(2+))去除能力筛选出吸附效果好且兼容性优的复合菌种,探究最优混菌类型及其比例,优化菌球最佳固定化助剂配方,在此基础上深入探究菌球在实际应用中的最优吸附条件。【结果】黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)、云芝(Coriolus versicolor)、凤尾菇(Lentinus sajor-caju)和平菇(Pleurotus ostreatus)4种菌株兼容效果佳,可进行后续实验;其中云芝和凤尾菇以体积1:1混合后对Pb^(2+)去除效果显著优于各单菌作用;固定化条件优化实验中,20.0 g/L海藻酸钠、15.0 g/L生物炭和2.0×10^(6)个/mL白腐真菌组成混菌体系,辅以二氧化硅及沸石制得的固定化菌球在96 h Pb^(2+)去除率为90.63%,且制得的固定化菌球机械强度高,耐受机械剪切力强;环境条件优化实验中,固定化菌球投加量为8.35 g/L、pH 5.64时,96 h Pb^(2+)去除率可达97.45%;本固定化菌球吸附-解吸-再吸附后可重复利用7次并保持高效Pb^(2+)去除能力。【结论】固定化白腐真菌混合菌株相较传统的单菌处理方式能够显著提高微生物利用率及含铅废水处理效率,在适宜的条件下短时间内可极大程度吸附废水中的Pb^(2+),减轻重金属污染物造成的环境生态威胁,因此将固定化白腐真菌混合菌株应用于重金属废水修复领域对推进环境保护事业具有重要意义。

硼铝互作对栝楼根系生理代谢的调控效应

铝是酸性土壤中导致植物生长受阻的关键因素.为探究硼铝互作对栝楼根系生理调控效应,以耐铝性差异较大的安国栝楼和浦江栝楼为材料,探究了不同浓度梯度铝(0、300、800μmol·L^(-1))和硼(0、25、50、100μmol·L^(-1))共处理对栝楼各时期(10、20、30 d)根系生理代谢及遗传稳定性的影响.结果表明:栝楼根系生理受铝胁迫严重,各指标随铝浓度增加程度不断加深,且相较于浦江栝楼,安国栝楼对抗铝能力更强,生理响应更为稳定.浓度为25、50μmol·L^(-1)的硼与铝互作能缓解铝胁迫对栝楼根系造成的抑制效果,其中,细胞壁各多糖组分含量增加,果胶甲酯化程度(Degree of Methylation,DM)提升;有机酸的代谢中,柠檬酸合酶(Citrate Synthetase,CS)活性增加,顺乌头酸酶(Aconitase,ACO)活性降低,促进了柠檬酸(Citric Acid,CA)的积累以抵抗外界铝胁迫;根系DNA损伤得到一定修复,进而导致根长、根系活力、抗氧化酶活性提高,铝转运能力下降,最终降低植株地上地下部分铝含量.可见硼铝互作利于栝楼抵抗铝毒,且在25~50μmol·L^(-1)时效果最明显.