微生物还原五价钒的电子传递过程及其钒还原对藻类生长的影响

为探究微生物还原五价钒[V(Ⅴ)]的机理,从钒污染土壤中筛选出一株V(Ⅴ)还原菌,经鉴定为神户肠杆菌(Enterobacter kobei NC1-2),研究不同电子传递抑制剂和电子穿梭体对菌株NC1-2还原V(Ⅴ)的电子传递过程的影响,以及V(Ⅴ)微生物还原前后的毒性变化及其对藻类生长的影响。结果表明,当V(Ⅴ)初始浓度20 mg·L^(-1),培养3 d时菌株NC1-2对V(Ⅴ)的还原率为90.3%。扫描电镜(SEM)结果显示菌株表面附着无定形物质,结合能量散射X射线谱(EDS)分析证实无定形物质中含有钒元素;X射线光电子能谱(XPS)分析表明菌株NC1-2将V(Ⅴ)还原为V(Ⅳ)。电子传递抑制剂辣椒素、奎那克林和氯化铜能抑制菌株NC1-2对V(Ⅴ)的还原;核黄素作为电子穿梭体可缩短电子传递距离,促进胞外电子传递,有利于V(Ⅴ)的还原,进而加快菌株NC1-2对V(Ⅴ)的还原。V(Ⅴ)还原成V(Ⅳ)后毒性降低,减少了对小球藻Chlorella pyrenoidosa和斜生栅藻Scenedesmus obliquus的生长胁迫,两种藻生长96 h时的藻密度显著增加,且叶绿素a含量均有所提高,分别为17.4 mg·L^(-1)和15.8 mg·L^(-1)。研究表明,强化微生物还原V(Ⅴ),能降低其对水生生物的毒性。