摘 要

我国面临严重的土壤和水体镉污染问题，尤其以“镉米”问题最为突出，该问题已严重威胁我国食品健康。传统镉污染治理技术如工程治理法、化学治理法、物理治理法等方法均存在成本较高、易造成二次污染等缺点，同时也会对土壤原始的肥力和结构造成破坏。微生物治理技术具有投资小、处理效率高、无二次污染等优点，使用产脲酶菌株诱导镉成矿技术已成为目前研究热点之一。

本研究从土壤中分离纯化出一株高效的产脲酶菌株UR-L-2，并对其最佳培养条件进行了探究，在最优碳源葡萄糖、磷源磷酸二氢钾、温度37℃条件下，菌株UR-L-2的产脲酶能力达到0.247mg/L (以氨氮计)。同时，本研究对成矿矿化产物进行了SEM和粒径检测，产物粒径为10-100 nm，菌株UR-L-2对溶液中镉离子有较强的固化去除能力。

关键词：镉污染；微生物治理法；产脲酶菌株；碳酸盐成矿

Abstract

China is facing the severe problems of cadmium pollution about soil and water, especially the problem of "cadmium rice" is the most prominent, the issue has been a serious threat to the food safety. Traditional cadmium pollution control technologies, such as project management, chemical control, physical control methods and other methods have cost high, easy to cause secondary pollution and other shortcomings, and can also cause damage to the original soil fertility and structure. Microbial treatment technology with a small investment, high efficiency, no secondary pollution, etc advantages. Use the urease-producing bacteria induced cadmium mineralization technique has become one of the hot point.

The study isolated and purified an effective urease-producing strains UR-L-2 from the soil, and have the exploration of its optimal culture conditions, in the conditions of optimal carbon source, glucose, phosphorus source potassium dihydrogen phosphate, temperature 37 ℃ under strain UR-L-2 urease-producing capacity has reached 0.247mg/L (in terms of ammonia). Meanwhile, the study of mineralization mineralized product by SEM and particle detection, the particle size of product is 10-100 nm, strain of UR-L-2 have a strong ability to remove and cured cadmium ions in solution.

Keywords: cadmium contamination; bioremediation method; urease-producing strains; carbonate mineralization

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 镉污染简介 1

1.2.1 镉在自然界存在形式 1

1.2.2 镉毒性简介 1

1.2.3 镉污染现状 2

1.3 镉污染治理技术的国内外研究进展 3

1.3.1重金属镉污染土壤治理研究现状 3

1.3.2重金属镉污染水体治理研究现状 5

1.3.3产脲酶微生物对重金属镉污染的生物修复简介 6

1.4研究课题的意义和内容 7

1.4.1研究课题的目的与意义 7

第二章 高效产脲酶菌株的筛选、鉴定及其生长条件优化 9

2.1 实验材料与仪器 9

2.1.1 土壤选取 9

2.1.2 实验仪器 9

2.1.3 实验药品 9

2.2 实验方法 10

2.2.1 培养基配方 10

2.2.2 产脲酶菌株的富集 10

2.2.3 产脲酶菌株的筛选 10

2.2.4产脲酶菌株的筛选的分离纯化 10

2.2.5 产脲酶菌株的保存 11

2.2.6 检测方法 11

2.3 结果与讨论 13

2.3.1 产脲酶菌株的富集 13

2.3.2产脲酶菌株的分离纯化 13

2.3.3 产脲酶菌株脲酶活性 13

2.3.4产脲酶菌株脲酶UR系列的生长曲线 14

2.3.5产脲酶菌株脲酶UR-2的最佳生长条件优化 15

第三章 产脲酶菌株UR-2对水溶液中Cd² 离子的碳酸盐成矿能力及其影响因素探究 17

3.1 实验材料与仪器 17

3.1.1 菌株及培养基 17

3.1.2 实验仪器 17

3.1.3 实验药品 17

3.2 实验及检测方法 18

3.2.1 UR-2对Cd² 离子的矿化能力检测 18

3.2.2矿化产物分析 18

3.3结果与讨论 18

3.3.1 UR-2对Cd² 离子的矿化能力及其矿化产物分析 18

3.3.2 不同条件下UR-2诱导镉离子成矿的研究 19

3.3.3. 成矿产物耐酸性检测 19

3.3.4 该菌株的实际去除率 19

4.1 小结 20

4.2 展望与研究存在缺点 20

参考文献 21

致 谢 23

第一章 绪论

1.1 引言

镉(Cd)是一种具有强生物毒性的重金属元素，它可对动物神经系统、骨骼造成不可逆损害，属于强致癌物质。随着工业尤其是采矿业的发展，镉污染问题正在逐步加重。

镉污染问题已经严重影响到了饮用水和土壤的安全。而食品安全又是以灌溉用水和耕地土壤的安全无污染为基础的。在我国镉含量超标的大米引发的“毒大米”事件已经引发了社会问题。镉污染已经直接威胁到了人类的健康，20世纪70年代日本爆发的震惊世界的“水俣病”的病因就是患者长期食用镉含量超标大米以及饮用水。值得警惕的是，我国广西部分矿区附近农村也出现了“水俣病”患者。逐渐严重的镉污染问题已经引发了国内外的广泛注意，对镉污染治理的研究也在逐渐加深。因此，寻找出一种能够高效、无二次污染的镉污染治理方法已经是迫在眉睫了。