土壤微生物的应用
土壤微生物的应用
微生物对土壤环境中重金属的影响 微生物对重金属的影响主要体现在四个方面 生物吸附和富集作用 溶容解和沉淀作用 氧化还原作用 菌根真菌与土壤重金属的生物有效性的关系
微生物对土壤环境中重金属的影响 微生物对重金属的影响主要体现在四个方面： ▪ 生物吸附和富集作用 ▪ 溶解和沉淀作用 ▪ 氧化还原作用 ▪ 菌根真菌与土壤重金属的生物有效性的关系
微生物对重金属离子的生物吸附和富集 微生物可通过带电荷的细胞表面吸附重金属离子,或通过摄取必 要的营养元素主动吸收重金属离子,将重金属离子富集在细胞表 面或内部 」微生物对重金属的吸附能力与微生物和重金属离子的种类有关 如根霉对几种重金属离子的最大吸附量顺序为 UO2+>Pb2+ >Zn2+ >Cd2++ >Cu2t 而P.0 digitatum的吸附顺序为 Zn2+ >Cu2+>Cd2+>Pb2+> UO pH影响微生物对重金属的吸附,但不同的微生物,其对重金属的 吸附受p的影响不同 微生物能与土壤中的其它组分竞争吸附重金属离子 如在含有5 mmolL- Cu2,Hg2,Ni2,Pb2,Zn2+,Cr2的 硝酸盐溶液中,各种黏土矿物和细菌细胞组成吸附上迒重金属离 子的能力依次为:细胞壁>细胞外膜>蒙脱石>高峪土 革兰氏阳性细菌>革兰氏阴性细菌>黏土矿物
微生物对重金属离子的生物吸附和富集 ▪ 微生物可通过带电荷的细胞表面吸附重金属离子，或通过摄取必 要的营养元素主动吸收重金属离子，将重金属离子富集在细胞表 面或内部。 ▪ 微生物对重金属的吸附能力与微生物和重金属离子的种类有关 如：根霉对几种重金属离子的最大吸附量顺序为： UO2 + >Pb2+ >Zn2+ >Cd2+ >Cu2+ 而 P. Oligistatum的吸附顺序为： Zn2+ >Cu2+>Cd2+>Pb2+> UO2 + ▪ pH影响微生物对重金属的吸附，但不同的微生物，其对重金属的 吸附受pH的影响不同 ▪ 微生物能与土壤中的其它组分竞争吸附重金属离子 如：在含有5mmolL-1 Cu2+ ，Hg2+ ，Ni2+ ，Pb2+ ，Zn2+ ，Cr2+的 硝酸盐溶液中，各种黏土矿物和细菌细胞组成吸附上述重金属离 子的能力依次为：细胞壁>细胞外膜 >蒙脱石 >高岭土 ▪ 革兰氏阳性细菌>革兰氏阴性细菌 >黏土矿物 >
微生物对重金属的吸附和富集 赫氏埃希氏菌 Escherich ia hermannii) Rafael 阴沟肠杆菌 (1998) Enterobacter cloacae) 根霉 820mmolk g Tob (Rhizopus 210mmolk (1984) 无根根霉 3000 mmolkg' Tsezos& volesky (Rhiopus arrhizus 木霉 Cd (Trichoderma harz ranum 小刺青霉 Krantz-Rulcker Penicil lium spinulosum) (1996) 深黄被包霉 ( Mortierell isabellina)
微生物对重金属的吸附和富集 重金属 微生物 最大吸附量 文献 赫氏埃希氏菌 （Escherichia hermannii） V 阴沟肠杆菌 （Enterobacter cloacae） Fafael （1998） U O2 + 820mmolkg-1 Cu2 + 根霉 （Rhizopus） 210mmolkg-1 Tobin （1984） Cu2 + 无根根霉 （Rhiopus arrhizus） 3000 mmolkg-1 Tsezos&Volesky (1987) Z n C d Hg 木霉 （Trichoderma harzianum） 小刺青霉 （Penicillium spinulosum） 深黄被包霉 （Mortierell isabellina） Krantz-Rulcker （1996）
微生物吸附富集重金属离子的机制 细菌细胞吸附重金属离子的组分主要是细胞上的肽 聚糖、脂多糖、磷壁酸和胞外多糖 革兰氏阴性细菌富集重金属离子的位点主要是 —脂多糖分子中的核心低聚糖和氦氮乙酰葡萄糖残基上的 磷酸基及2酮-3-脱氧辛酸残基上的羧基。 革兰氏阳性细菌的吸附位点是细胞壁肽聚糖 磷壁酸上的羧基和糖醛酸上的磷酸基 般来说,重金属在革兰氏阴性细菌表面易于形成沉 淀,而在革兰氏阳性细菌表面较难形成沉淀 真菌对重金属的吸附机制随重金属的种类不同而有所 不同。如钍()直接连在几丁质的N-乙酰葡萄糖 胺上,而铀(∪)却沉淀于几丁质的微型晶格结构中 真菌细胞壁各组分对重金属的吸附能力顺序为 几丁质>磷酸纤维素>羟基纤维素>纤维素
微生物吸附富集重金属离子的机制 ▪ 细菌细胞吸附重金属离子的组分主要是细胞壁上的肽 聚糖、脂多糖、磷壁酸和胞外多糖 革兰氏阴性细菌富集重金属离子的位点主要是 脂多糖分子中的核心低聚糖和氮乙酰葡萄糖残基上的 磷酸基及2-酮-3-脱氧辛酸残基上的羧基。 革兰氏阳性细菌的吸附位点是细胞壁肽聚糖、 磷壁酸上的羧基和糖醛酸上的磷酸基 ▪ 一般来说，重金属在革兰氏阴性细菌表面易于形成沉 淀，而在革兰氏阳性细菌表面较难形成沉淀 ▪ 真菌对重金属的吸附机制随重金属的种类不同而有所 不同。如：钍（Th）直接连在几丁质的N-乙酰葡萄糖 胺上，而铀（U）却沉淀于几丁质的微型晶格结构中。 ▪ 真菌细胞壁各组分对重金属的吸附能力顺序为； 几丁质>磷酸纤维素>羟基纤维素>纤维素