黔中白云岩风化壳稀土层可培养放线菌多样性及吸附La（Ⅲ）特性研究

作者：高源; 张娅; 刘凌霄; 姚家祺; 曹成亮^*; 李荣鹏; 蒋继宏

来源：环境科学学报, 2022, 42(11): 245-256.

DOI：10.13671/j.hjkxxb.2022.0071

• 放线菌多样性
• 白云岩风化壳
• 生物吸附
• 稀土元素
• 3+" name="keyword">La3+
• 吸附动力学
• 等温吸附模型
• 黔中地区

微生物在风化壳稀土元素迁移、富集过程中一直扮演着重要角色.前期研究采用宏基因组技术分析黔中地区白云岩风化壳稀土富集层微生物多样性时，发现放线菌门为主要优势类群之一.本实验采用纯培养技术研究贵州喀斯特稀土层可培养放线菌生物多样性，并初步研究了放线菌对稀土La3+的吸附过程，以阐明微生物与稀土离子的相互作用机制，完善稀土元素的生物地球化学循环过程.实验采用选择性培养技术共获得190株纯培养物，分别归属于放线菌门19个属，其中，优势菌属有链霉菌属(Streptomyces)、诺卡氏菌属(Nocardia)和小单孢菌属(Micromonospora)，分别占总分离菌株的62.1%、12.6%和11.1%.稀土耐受性能较好的菌株Micromonospora aurantiaca KLBMP9018、Streptomyces mirabilis KLBMP8969和Nocardia sp.KLBMP9014在La3+浓度为20 mg·L-1的20 mL溶液中最大吸附量(干重，m/m)分别达到24.32、25.37和20.74 mg·g-1.动力学方程拟合结果显示，3株放线菌对La3+的生物吸附过程均遵循拟二级动力学方程，表明吸附过程是一个物理和化学共同作用的结果.同时，Langmuir等温吸附平衡模型能更好地拟合3种放线菌对La3+的吸附过程，表明菌体细胞表面为单分子层吸附.XPS结果显示，吸附在菌体细胞表面的是La3+，没有发生还原反应.而FRIR分析表明，菌体细胞壁的氨基、羟基和羧基官能团参与了La3+的吸附过程.这些结果进一步证实黔中地区白云岩风化壳稀土富集层中栖息着丰富多样的放线菌类群，且这些放线菌的生长代谢活动对稀土元素La的地球化学循环过程具有重要作用.

• 单位
  生命科学学院; 江苏师范大学