环境中锑的分布_存在形态及毒性和生物有效性资料

1 前言

随着工业的发展，人类活动对环境的影响越来越大，其对土壤的污染也越来越严重。目前土壤与环境质量问题已成为当今全球共同关注的重大问题。其中重金属污染因具有隐蔽性、潜伏性、长期性、易迁移和不可逆性而尤为引人注目。目前最引起人们关注的是汞、镉、铅、铬、砷、锑，合称为重金属污染中的“六毒”[1]，而镉以毒性高、滞留时间长、生物迁移性强和易被植物吸收并积累而受广泛关注，但对于锑的研究进度还是有点缓慢。重金属污染的治理方法主要包括物理方法、化学方法和生物方法[2]。自Brooks 等1977 年首先提出重金属超累积植物(hyper accumulator)以来，超累积植物具有强烈的吸收累积重金属的能力，能将所吸收的重金属元素大量迁移至植物茎叶等地上部器官中，所进行的植物修复克服了传统环境污染治理技术许多方面的弱点，表现了新的可用价值[3]，具有治理效果的永久性、治理过程的原位性、治理成本的低廉性、环境美学的兼容性、后期处理的简易性、修复过程的无二次污染性、提高土壤有机质和培肥地力等优点，因此，利用超累积植物进行的植物修复已经成为土壤重金属污染研究和治理的热点[4]。尽管植物修复显示了良好的应用前景，但仍然存在许多局限性，如重金属超积累植物一般生物量较小、生长缓慢，极大限制了超累积植物的修复效率[5]。超累积植物根际中的微生物数量巨大，活性极强，是超累积植物根际微生态系统中最活跃的组成成分在促进植物生长、提高植物生物量和土壤中重金属的生物有效性方面有着重要的作用[6]。

本课题研究的实际意义：从锑污染的土壤上筛选分离出的耐重金属的植物根圈促生细菌（PGPR）SUD165/26，能很好的促进植物生长，在促进植物修复效果方面有着巨大的应用潜力[7]。因此，日益引起致力于植物修复方面研究和治理的人员高度关注超累积植物根际中的微生物，开发微生物—超累积植物联合修复技术，已成为重金属污染土壤的植物修复研究的重要方向之一。该技术的关键是寻找合适的、与超累积植物匹配的根际微生物。微生物在修复被重金属污染的土壤方面具有独特的作用。本实验通过实验筛选分离出目标菌株，分析试验结果，从而进一步的去研究其形态学与生理生化特性[8]-[10]。并且通过研究联合修复技术的使用可以在一定程度上克服使用单一的修复手段存在的缺点，提高修复效率、降低修复成本[11]。

国内外研究动态：中国工农业生产规模和乡镇城市化的快速发展，造成农田和水资源受到工业三废、农用化学品及饲料添加剂中金属的污染，土壤质量和水资源环境日趋下降。据国家环保局不完全统计，中国全国每年因重金属污染的粮食达1.2 x106 万kg ，造成的直接经济超过200亿元，受不同程度重金属污染的耕地约有2000 万hm2 ，约占耕地总面积的1/5 。中国水体重金属污染问题也十分突出, 江河湖库底质的污染率高达80.1% 。太湖底泥中Cu、Pb、Cd、Sb含量均处于轻度污染水平；黄浦江干流表层沉积物中，Cd 超背景值2倍、Pb 超1倍; 苏州河中，Pb全部超标、Cd 为75%超标、Hg为62.5% 超标。此外，由于矿山开采、金属冶炼废水排放、污水灌溉等人为因素的影响，导致重金属污染物在土壤和水体中累积，产出的粮食和鱼蛋肉等受重金属污染，使得农副产品的产量和质量下降，严重威胁食用者健康[12]。从目前来看，微生物修复是最具发展和应用前景的生物修复技术，人们在微生物材料、降解途径以及修复技术研发等方面取得了一定的研究进展，并展示了一些成功的修复案例[13]。目前在这方面研究较多的是汞、铅、镉。Nakamura等(1999)研究了在汞污染Mina mat 海湾的沉积物中[14]，在细菌的作用下，汞的挥发率提高到62.9～75.1%，该研究还表明，甲基汞从土壤中的去除率也有很大提高[15]。但是随着微生物修复范畴及内涵的不断拓展，特别是针对复杂的污染土壤生态系统，每种微生物修复技术不仅要克服自身原有的不足，而且还需进一步认识和解决在修复过程中出现的新现象和新问题，如新型污染物类型的发现、新微生物资源的评价、污染物的土壤修复过程与生态/健康风险、修复技术的复合机制及高效应用等方面[16]-[18]。因此，污染土壤的微生物修复仍面临着极大的挑战，任务十分艰巨。

本人见解基于以上，本课题是具有现实可行性的，加入不同浓度的Sb3+溶液，通过微生物的耐重金属性，然后分离筛选出所需的微生物菌株，既能让我们了解更多的耐重金属的微生物，同时也为我们在微生物与植物的联合修复研究当中起到了至关重要的作用，并且让我们对未来的发展前景充满期待。同时植物修复技术适用于中、低强度的大范围污染治理，对治理现场扰动小，绿色环保，社会生态综合效益良好且易为公众所接受，尤其是治理费用比传统技术低一至几个数量级，并且对重金属污染土壤的治理成效具有永久性。因此，植物修复概念提出后很快成为环境领域的世界性、前沿热点研究课题，普遍认为植物修复技术将成为

环保领域的朝阳产业。然而，由于该项技术起步时间不长，在基础理论、修复机理及技术工艺方面，还需进行大量研究[19]。

2 材料

2.1 供试植物材料与污染土壤来源

从朝阳校区试验基地采集蒌蒿根际土壤和蒌蒿植株，用无菌纸袋带回实验室分离和筛选。

2.2 培养基

2.2.1 培养基的配制

LB培养基牛肉膏：3g，蛋白胨10g，NaCl 5.0g，琼脂20g，蒸馏水1000mL。

葡萄糖蛋白胨液体培养基：葡萄糖5.0g，蛋白胨5.0g，K2HPO42.0g，蒸馏水1000mL，pH7.0。

淀粉培养基：可溶性淀粉20g，蛋白胨10g，牛肉膏5g，NaCl 5g，琼脂

18g，蒸馏水1000mL，pH7.4。

有氮培养基：蔗糖10g，（NH4）2SO4 1.0g，K2HP04 2.0g，MgS04·7H20 0.5g，NaCl 0.1g，酵母膏0.5g，CaCO3 0.5g，琼脂20g，蒸馏水1000mL，pH7.2。

柠檬酸盐培养基：NH4H2PO4 1.0g，及K2HPO4 1.0g，NaCl 5.0g，MgS04·7H20 0.2g，柠檬酸钠2.0g，1%溴香草酚蓝乙醇溶液10mL，蒸馏水1000mL，琼脂18.0g，pH6.8。

明胶培养基：蛋白胨20.0g，NaCl 5.0g，明胶180.0g，蒸馏水l000mL，pH7.6。

蛋白胨水培养基：蛋白胨10.0g，NaCl 5.0g，蒸馏水1000ml，pH7.6.

醋酸铅培养基：pH7.4的牛肉膏蛋白胨琼脂100mL，硫代硫酸钠0.25g，灭菌后加无菌的10%醋酸铅水溶液1mL。

2.3 试剂

葡萄糖；可溶性淀粉；蔗糖；牛肉膏；NH4H2PO4；K2HPO4；NaCl；MgS04·7H20；柠檬酸钠；溴香草酚蓝；95%乙醇；明胶；硫代硫酸钠；醋酸铅；酒精；次氯酸钠；蛋白胨；酵母提取物；氯化钠；琼脂粉；酒石酸锑钾；盐酸；氢氧化钠；蒸馏水。