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新型微生物菌劑誕生 有效“治療”土壤鎘污染
2022年01月12日 16:04:33
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：江魚 點擊量：7107
當(dāng)前，新型微生物菌試劑的出現(xiàn)，為今后各類重金屬防治帶來新思路。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】 鎘污染是一種常見的重金屬污染， 自20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)以來，常與鋅、鉛等共生。作為化合物，鎘常常通過廢氣、廢水、廢渣排入環(huán)境，造成污染。不僅如此，鎘可在生物體內(nèi)富集，通過食物鏈進入人體，引起慢性中毒。
近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院、農(nóng)業(yè)微生物學(xué)國家重點實驗室王革嬌教授經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，假單胞菌菌劑通過新型鎘結(jié)合蛋白去除鎘的分子機制及菌劑對促進植物和土壤健康與降低鎘含量的積極作用。
鎘污染源主要是鉛鋅礦以及有色金屬冶煉、電鍍和用鎘化合物做原料或觸媒的工廠。鎘對土壤的污染主要有氣型和水型兩種。氣型污染主要來自工業(yè)廢氣，鎘隨廢氣擴散到工廠周圍并自然沉降，蓄積于工廠周圍的土壤中，土壤中的鎘濃度達到40ppm。水型污染主要是鉛鋅礦的選礦廢水和電鍍、堿性電池等等工業(yè)廢水排入地面水或滲入地下水引起。隨著加工制造業(yè)、有色金屬業(yè)不斷發(fā)展，我國的鎘污染源逐漸擴大，污染度逐漸加深。
除了環(huán)境污染，鎘對人體傷害較大。鎘進入人體后，在體內(nèi)形成鎘硫蛋白，通過血液到達全身，并蓄積于腎臟中，影響肝、腎器官中酶系統(tǒng)的正常功能。不僅如此，鎘還會損傷腎小管，鎘中毒會出現(xiàn)糖尿、蛋白尿和氨基酸尿等癥狀。
鎘污染無論對環(huán)境還是對人體健康都是隱患。但如今，新型微生物菌劑讓鎘污染有方可除。據(jù)了解，課題組從鎘污染農(nóng)田土樣本中分離鑒定了一株鎘抗性細菌假單胞菌B7，該細菌培養(yǎng)后，可完全去除溶液中的鎘離子。隨后，課題組采用差異蛋白質(zhì)組學(xué)分析技術(shù)，鎘離子能夠顯著激活一種碳酸酐酶的表達，命名為CadW。課題組通過體內(nèi)與體外實驗發(fā)現(xiàn)，該蛋白能提高細菌對鎘離子的抗性，且能夠與鎘離子特異性結(jié)合從而將鎘離子固定在細胞內(nèi)部。
課題組將該微生物菌劑結(jié)合化學(xué)修復(fù)劑硅酸鹽應(yīng)用于鎘污染白菜盆栽實驗中，發(fā)現(xiàn)該微生物菌劑結(jié)合硅酸鹽可以有效地鈍化土壤中的鎘，減少植物對鎘離子的吸收，白菜地鎘含量下降了34%，達到安全可食用范圍。該實驗表明，植物酶活與土壤酶活的混合菌劑可以緩解化學(xué)修復(fù)劑硅酸鹽對植物和土壤的不利影響，具有增強植物與土壤健康的作用。
重金屬污染一直是土壤污染、食品安全、環(huán)境安全中的難題。本次華中農(nóng)業(yè)大學(xué)課題組的研究，從酶學(xué)角度探究微生物對恢復(fù)土壤和植物健康的重要作用，為理解微生物環(huán)境中的鎘鈍化邁出重要一步。然而當(dāng)前新型微生物菌試劑的出現(xiàn)，為今后各類重金屬過濾、防治帶來新思路。
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