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汾河太原城区段共有6条支流:西侧的玉门河、虎峪河、九院沙河,东侧的北涧河、北沙河、南沙河,由于过去的研究主要集中于汾河主河道水质而忽略了其支流水质。南沙河作为贯穿太原市的汾河支流之一是集行洪、防涝、灌溉于一体的常流河。随着工业生产的发展,大量生活污废水排入南沙河中,致使河流水质恶化,严重影响了沿岸景观和居民的身心健康。着力解决太原城区段南沙河的生态环境,能为解决汾河生态环境问题提供参考依据,因此南沙河生态环境的治理刻不容缓。近年来,利用微生物吸附重金属离子为环境治理提供新的途径。
首先将太原市汾河支流南沙河(建设路以西、滨河路以东)河段按照进水到出水的方向划分四个断面,采用平板菌落计数法测定四个断面水体微生物类群;采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法、钼酸铵分光光度法、火焰原子吸收分光光度法,测定四个断面水体中污染物含量。结果表明:南沙河各类群微生物数量依次为:细菌>真菌>放线菌,污染物TN、TP、Cd、Cr和Pb的含量TN>TP>Pb>Cr>Cd。
利用综合污染指数法评价南沙河水质,并采用SPSS15.0统计分析软件,分析南沙河污染物TN、TP、Cd、Cr和Pb与微生物细菌、真菌、放线菌的相关性。结果表明:各个污染物的污染指数均大于1,超过了太原市地表水各水体执行标准,为国家地表水Ⅴ类水;污染负荷比依次为TP>Pb>TN>Cr>Cd;四个断面S1、S2、S3和S4的水质综合指数分别为10.4007、10.9775、10.0878和9.6713,污染严重程度为S2>S1>S3>S4;相关性研究结果表明,南沙河水体中的微生物细菌、真菌与水体中的污染物TN和TP(p<0.01)含量显著正相关,与Cr和Pb含量(p<0.01)显著负相关。水体中的污染物Cd含量与细菌(p<0.01)、真菌(p<0.05)显著负相关。水体中的放线菌与污染物TN含量(p<0.01)显著正相关,与重金属Cd、Cr和Pb含量(p<0.05)为显著负相关。但放线菌与TP相关不显著。TN含量与重金属Cd含量(p<0.01)、与重金属Cr含量及TP含量与重金属Cd、Cr含量之间(p<0.05)显著负相关。
进一步从南沙河分离出对Pb有较强耐性的细菌,并研究了生长菌体和干冻菌体对Pb离子的富集特性,将生长菌体和干冻菌体对Pb的吸附进行比较。结果表明:N2菌体的吸附率高于N1菌体的吸附率,且N1、N2生长菌体的吸附率均高于干菌体的吸附率。N2生长菌体的吸附率为88.44%,N1生长菌体的吸附率为69.41%;N2干菌体的吸附率为71.23%,N1干菌体的吸附率为53.76%。这可能是由于干冻作用使<中文关鍵词>=细胞的特性和结构发生变化,而且细胞的形变干扰铅渗入到胞间区域。干菌体比较生长菌体活细胞的铅积累位点和能力下降的原因是由于细胞形变,或者是铅和存在于细胞表面的配位体之间的亲合性减少。所以生长菌体的吸附作用除细胞表面积累外,还将铅离子转移到细胞内部进行吸附。N1、N2干菌体及生长菌体的吸附率均达到了50%以上,可见细菌对铅离子的吸附能力较强。
经过形态学特征和16SrDNA序列分析,菌株N1和N2均为蜡样芽孢杆菌(Bacilluscereus)试验结果对今后利用微生物吸附南沙河重金属污染物有实际应用价值。