富磷生物炭协助溶磷细菌对Cu的修复机制

作者：李辰; 陈颢明^*; 胡亦舒; 赖韦唯; 卢雨琦; 娜扎发提·穆罕麦提江; 闵芳芳; 李真

来源：生物加工过程, 2022, 20(06): 658-664.

• 生物炭
• 溶磷细菌
• 重金属胁迫
• 矿物形成
• 价态变化
• 生物修复

为了探究生物炭如何协助溶磷细菌对Cu的修复，本研究选择以污泥为原料生产的微酸性富磷生物炭(SB)和溶磷细菌(PSB),通过测定生物炭的理化特性、微生物形貌和重金属含量，研究了生物炭强化PSB对水体中Cu2+(1 000 mg/L)的修复机制。结果表明，PSB对Cu2+的去除率较低，SB协助后，二者联合对Cu2+的去除效果比PSB/SB单独处理的提升1～120倍。衰减全反射(ATR)、X线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)结果表明SB表面有稳定的碳酸盐和磷酸盐矿物形成。在Cu2+胁迫下，X线光电子能谱(XPS)结果表明，PSB中的Cu+占62.7%;但在SB协助下，PSB中的Cu+占比降至43.55%,而Cu2+显著增至56.45%。电化学结果发现，PSB+Cu上Cu还原电位十分明显，而SB+PSB+Cu同时具备氧化和还原2种电位，进一步证实生物炭联合微生物提高二者的氧化性能。生物炭丰富的孔隙和表面可以藏匿PSB和固定Cu2+,而生物炭能够通过自身氧化性能和提高微生物生物性能，将Cu+转化为Cu2+,从而降低Cu2+转化为Cu+所带来的毒性。因此，富磷生物炭可以成为溶磷细菌修复重金属污染的优秀反应平台。

• 单位
  南京农业大学; 生物工程学院; 南京理工大学