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

作     者：王丽丽 周睿 周雅琪 司友斌 WANG Lili;ZHOU Rui;ZHOU Yaqi;SI Youbin

作者机构：农田生态保育与污染防控安徽省重点试验室安徽农业大学资源与环境学院合肥230036 

出 版 物：《农业环境科学学报》 (Journal of Agro-Environment Science)

年 卷 期：2024年第43卷第3期

页      面：516-526页

核心收录：

学科分类：07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0815[工学-水利工程] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42077123) 

主　　题：五价钒 钒还原菌 电子传递 小球藻 斜生栅藻 

摘      要：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。