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利用生长中的微生物去除镉既技术可行又节省成本。在微生物的培养过程中,磷是微生物生长不可缺少的营养元素,磷的去除对预防水体富营养化至关重要。镉在自然界中的存在与磷联系紧密。城市生活污水中含有10mg/L左右的磷,常和经初步处理的含一定浓度重金属的工业废水混合处理,这样的废水中既有重金属又有磷。鉴于此,探寻对磷和重金属具有高效同步去除作用的微生物成为必要。然而,国内外鲜有关于高效去除磷和镉菌株的报道,磷对细菌去除镉的影响的研究也很少。二者的去除过程尚不明确。深海环境微生物经过长期的进化适应,其内在的重金属抗性和代谢机制更加完备。假交替胞单菌Pseudoalteromonas sp. SCSE709-6(Ps. sp. SCSE709-6)筛选自中国南海底泥表层,具有抗镉能力。本文对Ps. sp. SCSE709-6在模拟废水中的生长情况,镉和磷(磷酸盐形式)去除情况及去除特点进行了研究。考查了细胞各部分镉和磷的积累,磷对细菌积累镉的影响,胞外聚合物的作用,并与以β-甘油磷酸二钠形式有机磷存在时镉的去除特点进行了对比。结果表明菌株在废水中生长良好。菌株对镉的去除机理包括胞外聚合物的作用,细胞官能团的络合,离子交换,细胞膜上的积累等。废水中的磷在镉之前被优先去除,24小时内超过95.3%的磷(初始磷浓度10.8mg/L)和94.6%的镉(初始镉浓度6.8mg/L)被去除。Ps. sp. SCSE709-6吸收的镉根据磷浓度的不同分别积累在细胞外围,细胞周至及细胞膜内,很少进入细胞内部细胞质中。随着初始镉浓度的提高,更多的镉和磷积累在细胞外部。原子力显微镜(Atomic force microscope, AFM)结合定量分析发现镉存在时胞外聚合物产量增加,随着胞外初始磷浓度的提高,越来越多的磷贮存于胞外聚合物中。磷和胞外聚合物结合后的复杂物质能够比单纯的胞外聚合物更好的保护细胞免受外部恶劣环境的侵扰。另外,磷镉充足,离心力为940(×g)情况下,透射电镜(transmission electron microscope, TEM)图片中观察到菌株表面存在微沉淀。表明在磷和镉的同步去除过程中,涉及到金属磷酸盐沉淀机理。本项研究表明Ps. sp. SCSE709-6能同步高效去除磷和镉。磷、镉、胞外聚合物三者的相互作用有力的证明了磷在Ps. sp. SCSE709-6镉去除系统中的重要作用。有机磷(β-甘油磷酸二钠)存在时磷和镉的去除特点与磷酸盐存在时不同。菌株对有机磷能直接吸收利用,去除有机磷的能力远远高于无机磷。随着有机磷浓度提高,镉去除率增大。经比较可知无机磷充足情况下镉的去除主要发生在细胞外部,有机磷存在时镉的去除主要发生在细胞内部。