Bacillus coagulans BP-2非活性菌株对Cd^(2+)的吸附特性及机理研究

作     者：王伟彤 彭燕 周舒薏 郑邦丰 陈迪云 龙建友 WANG Weitong;PENG Yan;ZHOU Shuyi;ZHENG Bangfeng;CHEN Diyun;LONG Jianyou

作者机构：广州大学环境科学与工程学院广东广州510006 广东省放射性核素污染控制与资源化重点实验室广东广州510006 

出 版 物：《生态环境学报》 (Ecology and Environmental Sciences)

年 卷 期：2018年第27卷第1期

页      面：130-136页

核心收录：

学科分类：07[理学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(U1501231 41573119) 广东省创新平台特色创新项目(2016KTSCX106) 广州市属高校科研项目(1201620219) 环保部公益科研专项(201509051) 高水平大学建设项目(区域水环境安全和水生态保护) 

主　　题：BacilluscoagulansBP-2 Cd2+ 吸附特性 动力学 

摘      要：为寻找Cd^(2+)经济、高效、环保的微生物吸附剂,探讨微生物对重金属的吸附特性和机理,从采自韶关大宝山矿区的土壤样品中分离、筛选耐镉功能菌株,以BP-2菌株为研究对象,采用16S r DNA方法对菌株进行了分子鉴定;通过批式试验系统研究了不同环境变量对菌株吸附Cd^(2+)的影响;利用等温吸附模型、动力学模型模拟了吸附过程;采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析手段,探讨了菌株吸附镉的作用机理。结果表明,16S r DNA序列相似性表明该菌株隶属芽孢杆菌属,将其命名为Bacillus coagulans BP-2。当Cd^(2+)初始质量浓度为100 mg·L^(-1),吸附时间为80min,菌株生物量为2.5 g·L^(-1)时,菌株对Cd^(2+)的吸附效果最好,吸附量可达73.26 mg·g^(-1);菌株对Cd^(2+)的吸附过程符合Langmuir等温模型(r^2=0.991 1),最大吸附量为86.19 mg·g^(-1),二级动力学方程(r^2=0.981 4)能够更准确地描绘菌株对Cd^(2+)的吸附过程。XRD分析显示,吸附后在13.3°、39.1°处出现Cd^(2+)的特征峰,说明Cd^(2+)成功被吸附到菌株的表面。FTIR和XPS结果表明Bacillus coagulans BP-2细胞壁上的-OH、-NH和-C=O基团参与了Cd^(2+)的吸附。利用Bacillus coagulans BP-2非活性菌株作为经济、高效、环境友好生物材料能够有效吸附溶液中Cd^(2+)。该研究可为含镉重金属废水的去除提供理论基础和实践依据。