• 关键词：As³⁺  吸附  芽孢杆菌  亚细胞

• 基金项目：国家重点研发计划（No.2016YFD0800805-4）；国家自然科学基金（No.21707169）；湖南省重点研发计划项目（No.2017SK2273，2019SK2191）；湖南省高校创新平台开放基金项目（No.19K107）；湖南省教育厅科学研究一般项目（No.19C1900）

• 麻淳雅
• 1. 中南林业科技大学环境科学与工程学院, 长沙 410004;2. 稻米品质安全控制湖南省工程实验室, 长沙 410004

• 朱健
• 1. 中南林业科技大学环境科学与工程学院, 长沙 410004;2. 稻米品质安全控制湖南省工程实验室, 长沙 410004

• 汤思敏
• 1. 中南林业科技大学环境科学与工程学院, 长沙 410004;2. 湖南省水利水电勘测设计研究总院, 长沙 410004

• 王玉竹
• 1. 中南林业科技大学环境科学与工程学院, 长沙 410004;2. 稻米品质安全控制湖南省工程实验室, 长沙 410004

• 李心怡
• 1. 中南林业科技大学环境科学与工程学院, 长沙 410004;2. 稻米品质安全控制湖南省工程实验室, 长沙 410004

• 王沛颖
• 中南林业科技大学环境科学与工程学院, 长沙 410004

• 姚璐
• 中南林业科技大学环境科学与工程学院, 长沙 410004

• 王平
• 1. 中南林业科技大学环境科学与工程学院, 长沙 410004;2. 稻米品质安全控制湖南省工程实验室, 长沙 410004

• 刘志明
• 1. 中南林业科技大学环境科学与工程学院, 长沙 410004;2. 稻米品质安全控制湖南省工程实验室, 长沙 410004

• 摘要：为了给砷污染水体的微生物修复提供理想材料和必要的理论依据，从湖南某矿区筛选分离得到一株高耐砷菌株，利用16S rDNA基因测序分析对其进行鉴定.同时，采用单因素试验研究了耐性菌吸附As³⁺的影响因素及规律，通过研究等温吸附属性、吸附动力学和热力学属性，分析亚细胞赋存特性，并结合扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）等技术手段，初步探讨了吸附发生的可能机理.结果表明，通过形态学、生理生化及分子鉴定，初步鉴定为芽孢杆菌属（Bacillus sp.），命名为Bacillus sp. strain AsT4.该菌株固体平板培养对砷的耐受阈值为40 mmol·L^-1；菌株最适生长条件为温度35℃、pH=7.0、NaCl浓度5 g·L^-1、转速180 r·min^-1；芽孢杆菌湿菌体吸附As³⁺的优化条件为：温度35℃，溶液pH=6.0，培养时间36 h，As³⁺初始浓度10 mg·L^-1，菌量1.5 mL，此条件下的去除率为69.3%.干菌体吸附As³⁺的优化条件为：温度35℃，pH=7.0，吸附时间90 min，As³⁺初始浓度10 mg·L^-1，投加量0.5 g·L^-1，此条件下的吸附率为72.8%.无论是湿菌体还是干菌体，Langmuir等温吸附模型和拟二级动力学方程能更好地描述耐砷芽孢杆菌AsT4对As³⁺的吸附过程，并且是自发、墒增的吸热过程.耐性菌对As³⁺的生物吸附和累积以胞内累积和细胞壁富集为主，菌粉表面的羧基、羟基、胺基等活性基团可能在吸附过程中起主要作用.

• Abstract：In order to provide ideal materials and necessary theoretical basis for microbial remediation of arsenic pullution, a high As-resistance strain was isolated from a mining area in Hunan province, and was identified by 16S rDNA gene sequencing analysis. The influencing factors of As³⁺ adsorption by bacterial were studied by single factor experiment. The possible mechanism of adsorption was preliminarily explored by studying adsorption isotherm, kinetics and thermodynamics; the studying of subcellular distribution; and the observation with scanning electron microscopy(SEM) and fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The results showed that AsT4 was identified as Bacillus sp. based on the morphological, physiological-biochemical characteristics and molecular identification, and the strain was noted as Bacillus sp. strain AsT4, which can tolerate 40 mmol·L^-1 As³⁺ in the solid medium. The optimal growth conditions of strain are 35 ℃, pH=7.0, NaCl 5 g·L^-1 and 180 r·min^-1 of flask rotation. The optimal As³⁺ adsorption conditions of wet strain AsT4 are 35 ℃, pH 6.0, cultured time of 36 h, 10 mg·L^-1 of As³⁺, 1.5 mL of bacteria, with the adsorption rate was 69.3%; the adsorption rate has reached 72.8% for dry strain under the optimal conditions of 35 ℃, pH 7.0, cultured time of 90 min, 10 mg·L^-1 of As³⁺, 0.5 g·L^-1 of dosage. Langmuir model and pseudo-second-order kinetics can better describe the adsorption process of As³⁺ by strain AsT4, for both wet or dry strain. The adsorption is an endothermic process of entropy increase, and is spontaneous. The biosorption and accumulation of As³⁺ by strain AsT4 were dominated by intracellular accumulation and cell wall enrichment. The hydroxyl group, carbonyl group and amide group on the surface of the bacteria powder may play a major role in the adsorption process.

• Key words：As³⁺  adsorption  Bacillus  subcellular fraction

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