目前大约有1亿人口暴露于砷浓度严重超标的环境中，急需开发砷污染的处理方法，其中生物法处理的效率高、无二次污染，具有较好的应用前景。本文以盐生小球藻(Chlorella salina)及枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)为供试材料，构建不同藻菌比例的盐生小球藻-芽孢杆菌共生体系，分别设置不同浓度砷酸盐(As(V))的处理，测定藻菌共生体对As的吸收、吸附和形态转化，分析不同藻菌比例的共生体对砷的富集和转化规律。结果表明，盐生小球藻不加芽孢杆菌、即藻菌比例为1:0时，各浓度处理下的砷去除率最高，达到21.34 %~47.98 %，然而随着共生体内藻菌比例的增加，砷的去除率下降。不同比例藻菌共生体胞内砷形态均以As(V)为主(87.15 %~98.17 %)，其次为As(III) (1.83 %~12.85 %)，未检测到甲基砷。综上，不同藻菌比例共生体对砷的富集及转化存在差异，为利用藻菌共生体系水体砷污染的治理提供了理论依据。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1藻种与培养条件2
1.2菌种与培养条件3
1.3藻菌共生体系的构建3
1.4砷酸盐对藻菌共生体叶绿素含量的影响3
1.5不同比例藻菌共生体对砷酸盐的富集3
1.6不同比例藻菌共生体对砷酸盐形态的转化4
1.7 不同比例藻菌共生体胞内磷测定4
2 结果与分析4
2.1砷酸盐对盐生小球藻芽孢杆菌共生体叶绿素含量的影响4
2.2不同比例藻菌共生体对砷的吸收、吸附和富集 5
2.3不同比例藻菌共生体胞内砷形态及含量 5
2.4不同比例藻菌共生体培养液砷形态及含量 7
2.5不同比例藻菌共生体对砷的去除率7
2.6不同比例藻菌共生体胞内磷含量8
3 讨论9
4 结论10
致谢10
参考文献10
不同比例藻菌共生体对砷酸盐富集和转化的研究
环境科学 沈越
引 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: @351916072@ 
言
引言
砷在水体中，通常以四种价态存在，分别为3、0、+3和+5[1]。高氧化还原电位时，砷常以As(V)和( AsO43)形式存在，低氧化还原电位时，砷则以As(III)和( AsO33)存在。除As(V)和As(III)两种无机砷形态外，砷还能够以甲基砷、砷糖、砷脂等有机砷形态存在[2]。而采矿、冶炼、化石燃料燃烧以及农药化肥等人类活动是造成砷污染的主要原因。由于砷的急性致死率，国际癌症研究组织将砷纳为致癌物A类，世界卫生组织也规定饮用水中砷的安全标准为0.01 mgL1[3]，慢性摄入砷污染的饮用水会增加患癌风险。有研究表明，无机砷对人体有较强的致癌作用，其主要抑制人类的细胞DNA修复、诱导更多的氧化性DNA损伤以及更高的染色体畸变频率[510]。目前，砷污染的处理方法有很多，其中微生物法效率最高，不产生二次污染，而微藻作为世界上最大的初级生产者群体，至少占全球光合作用的32 ％[11]。
作为具有分子机制的水生生物，它们能区分非必需重金属和必需重金属 [12]。微藻能够优先产生结合重金属的肽，使重金属转化为有机金属配合物，并固定在藻体液泡内以控制其毒性作用[13]。此外微藻还具有高效吸收、无二次污染、适用于含有高重金属浓度污染等优势[14]。微藻富集重金属通常为两个过程[15]：（i）细胞表面吸附或络合重金属，该过程为非代谢、快速且可逆，重金属离子通过静电相互作用吸附到细胞表面上的官能团。该过程包括物理吸附、离子交换、化学吸附、络合等 [14]。（ii）细胞内积累，该过程依赖于细胞代谢，缓慢且不可逆。AlQunaibit[16]认为该过程可能由共价键结合、表面沉淀、氧化还原反应等引导。最近也有许多微藻富集砷方面的研究。如张冰等[17]研究集胞藻在含磷培养基中对砷的富集，发现72 h后集胞藻对砷的去除率达41 %；Johansson[18]等发现鞘藻类对于砷的去除效果大于80.7 mgg1； Reza Tabaraki[19]等发现Sargassum glaucescens对As(V)和As(III)的去除率分别为71.82 %、62.06 %；Sarı[27]等发现Maμgeotia genuflexa对As(III)的去除效果可达57.5 mgg1。而细菌与砷的作用方式主要包括[2021]（1）吸附作用，细胞表面吸附、胞内吸附与转化；（2）沉淀作用，包括还原作用和矿化作用；（3）氧化作用，使砷从低价态氧化至高价态。Aryal[22]等发现经过三价铁处理的木糖葡萄球菌对As(III)和As(V)的去除率分别为54.35 mgg1和 61.34mgg1；Hira Saleem[23]等从工业污染现场及稻田中分离筛选得到两株紫色非硫细菌Q3C及Q3B，发现Q3C对As(V)的去除率可达76.67 %，Q3B对As(V)的去除率为56.67 %；A.K. Giri[24]等发现蜡样芽孢杆菌对As(III)的去除率可达85.24 %。藻类作为水生生态系统中无可争议的初级生产者，约占全球净初级生产力的一半[2527]；而细菌不仅能分解植物和动物等有机质，还可以通过复杂的通讯机制和营养交换作用促进微藻生长[2829]。因此结合细菌与微藻优势的藻菌共生体系成为很多学者研究的热点。其中微藻通过光合作用产生氧气，作为好氧细菌呼吸降解污染物的电子受体去除污染物，同时细菌呼吸产生的二氧化碳也能供微藻进行光合作用[3031]。Croft[32]等人通过构建莱茵衣藻与异养细菌共生体，发现细菌能够在需要时向莱茵衣藻提供维生素B12，同时换取固定碳。Gonzalez、Bashan[3336]等学者发现中慢生根瘤菌属（Mesorhizobium）和固氮螺丝菌属（Azospirillum）可促进藻类生长，反之亦然。Kim[37]等学者发现在小球藻根瘤菌共生系统中，根瘤菌向小球藻提供其所需要的常量营养元素以达互利。而Grube等[38]学者发现根瘤菌除了提供维生素B12以及常量营养元素外，还可以向藻类提供生长激素和病原抗体来帮助藻类生长。Channratha[39]等比较了棘球藻与芽孢杆菌共生体和棘球藻与其内生溶肌杆菌所形成的藻共生体，发现后者在生长过程中能够产生更多的IAA，并且对砷的去除率在反应五天后可达93 %；廖敏[40]等发现经砷驯化的藻菌共生体积累砷高达7.47 gkg1，藻菌共生体对无营养源的含100 mgL1的As(III)、As(V)的废水除砷率超过80 %；在含营养源的As(III)、As(V)的废水中，藻菌共生体对As(V)去除率超过70 %，对As(III)的去除率也在50%以上。王亚等[41]研究发现，25~100 μmolL1As(III)处理下藻菌共生体对砷的去除率为62.8 %，而无菌盐藻砷去除率仅7.9%~8.3%。许平平等[42]研究表明共生细菌能够影响盐生小球藻对砷酸盐的富集和形态转化，在300 ppb的As(V)处理下，带菌小球藻在对砷的去除达到90%。但是，人为构建的藻菌共生体对砷的富集和转化尚未见报道。

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