内生菌Scu.1对土壤中重金属Cu的生物淋洗影响

谢 霞，熊甘霖，朱新伟，徐 单,2，李小聪,2，周 建,2，黄 兴

(1.江西省核工业地质局机械研究所，江西 南昌 330006；2.江西省核工业地质局二六一大队，江西 鹰潭 335000)

1 引言

土壤淋洗作为土壤修复技术中的一个重要修复技术，淋洗剂的选择是关键。化学淋洗通过含有化学试剂的提取液将重金属从土壤转移到水溶液中，从而达到去除重金属的目的，然而，化学淋洗也会对土壤带来二次污染。生物淋洗作为一种环境友好型好淋洗剂[1]，逐渐成为国内外土壤重金属修复研究热点。重金属在土壤中以不同形态存在。Maiz法[2]把重金属形态分为可交换态(移动态)、螯合态(可移动态)和残渣态。可交换态(移动态)、螯合态(可移动态)更适合土壤淋洗技术[3]。植物对土壤中重金属的吸收效果受到重金属自身形态影响，超累积植物中内生菌对重金属具有强耐受性，Chen[4]等人从龙葵中分离出了耐重金属Cd的LRE 07；Barzanti等人[5]研究了超累积植物百里香分离到具有表现出高遗传多样性和高抗性的贝氏杆菌。为了探究生物淋洗对土壤中重金属的淋洗效果，降低化学淋洗对土壤的二次污染，本研究主要以超累积植物龙葵提取的内生菌作为生物淋洗剂，以土液比作为变量，对土样中Cu进行多次淋洗，探究Scu.1作为生物淋洗剂对土样中Cu淋洗性能研究，为生物淋洗修复技术提供理论依据。

2 实验材料

2.1 供试菌株

本实验从某冶炼厂周边采集长势良好的超累积植物龙葵研磨筛选提纯后得到的一株菌种，经基因测序鉴定该菌种为金黄色葡萄球菌亚种(Staphylococcus cohnii subsp. urealyticus)，并将其命名为Scu.1。

2.2 供试土样

土样取自某化工周围土样，经风干处理后备用。

2.3 实验方法

以Scu.1作为生物淋洗剂，将土样灭菌处理，将土液比设置梯度为3∶1、3∶2、1∶1、2∶3、1∶2、1∶5、1∶10 。充分混匀于27～28 ℃下密封静置12 h，烘干处理后用Maiz法逐次淋洗可交换态(移动态)、螯合态(可移动态)，烘干土样无菌处理，重复上述操作淋洗，重复淋洗3次，后续残余物经微波消解法消解，得残渣态。用AAS测定Cu2+浓度。

3 实验结果与分析

将Scu.1作为生物淋洗剂对土样进行生物淋洗3次，各土液比对土样中Cu的形态影响如图1所示。

图1 土液比对土样中可交换态Cu的影响

从图1看出，第一次淋洗Scu.1对可交换态(移动态)Cu的提取随着土液比降低而增长；第二次淋洗与第三次的淋洗的趋势相一致，Scu.1对可交换态(移动态)Cu的淋洗总体呈现下降的趋势。从图2看出，三次淋洗中，螯合态(可移动态)Cu在第一次淋洗下含量最高，第三次淋洗下含量最低。因此，土液比的变化主要显著作用第一次淋洗。

图3显示的是Scu.1在三次淋洗下土样中Cu的总可交换态(移动态)、总螯合态(可移动态)以及总残渣态含量。图中显示，土液比为1∶10时淋洗效果最好，可交换态(移动态)Cu含量最高。

图4探究的是考虑成本因素后淋洗下的Cu最佳土液比。在图3中显示的分别是Scu.1在不同土液比下淋洗出可交换态Cu含量，和不同土液比下单份菌液淋洗出可交换态Cu含量，取两者交叉点为最佳土液比7∶12。

图2 土液比对土样中螯合态Cu的影响

图3 土液比对于土样Cu的形态影响

4 结语

本研究设置了不同土液比来探究Scu.1作为生物淋洗剂作用于土样下重金属Cu形态的变化。结果显示，随着土液比的减少，Scu.1作为生物淋洗剂对可交换态Cu的淋洗效果逐渐提升，考虑到现实的成本因素，本研究认为Scu.1淋洗土样Cu最佳土液比为7∶12。

图4 Cu的最佳土液比的探究