随着全球重金属污染水平不断上升,生态系统健康和可持续性日益受到威胁。重金属危害着食品安全和人类健康。镉（Cd）是一种有毒重金属,不仅会引起人畜疾病、影响植物生长发育,还会危害生态系统。而且镉是不可降解的,会在环境中长期存在,镉污染在世界上许多农业地区普遍存在,尤其是中国南方很多农田土壤存在镉污染的问题。目前迫切需要一种生态友好、成本效益高和可持续的手段来修复镉污染的生态系统。本文重点研究了真菌黑曲霉复合地质氟基磷灰石对镉污染水体和土壤的修复能力。黑曲霉是一种溶磷真菌,是黑曲霉属中最常见的一种。它普遍存在于土壤中,在室内环境中也很常见。黑曲霉作为一种有效的生物肥料添加剂在作物生产中广泛应用。磷酸盐矿物由于其丰富的资源、成本效益和在环境过程中的重要作用,被认为是一种很有前途的修复材料。而氟基磷灰石（FAp）是自然界中最常见的磷酸盐矿物,也是生产磷肥的主要原料,甚至在农业生产中可直接用作磷源。本研究涉及三个关键方面:1.磷灰石在水溶液中固定化镉的矿物学研究本部分研究了 FAp在水溶液固定化Cd中的应用。初始镉浓度设定为100、50、25和10 mgL-1。FAp在初始镉浓度为100 mg L-1的溶液中固定Cd的效果最好,可将Cd总量降低到37.7mg L-1,但在较低初始镉浓度的培养基上固定Cd的效果较差。培养7天后,最终镉浓度分别为37.7、22.3、17.2和5.6 mg L-1。在第2天和第3天,分别在50和25 mg L-1镉污染水平下记录了 25.8和15.2 mg L-1的最大释放磷浓度。研究表明,FAp是一种用于去除水中镉的潜在修复材料。然而,FAp对镉的去除效率较低,特别是在中低浓度的Cd污染下,这意味着水溶液中残留了大量的移动Cd。FAp与黑曲霉联合使用可将溶液中Cd的最终浓度分别降低至58.5、13.7、3.2和0.2mg L-1。2.黑曲霉复合氟基磷灰石固定镉的机理研究两种修复方法的结合需要仔细了解补救的基本机制,以促进针对现场补救过程的实用协议的开发。研究的这一部分探索了黑曲霉真菌和磷酸盐矿物质（FAp）之间的相互作用,以了解通过它们的组合固定Cd的潜在机制。本研究调查了真菌生物量,有机酸的产生以及矿物质的形成,将其固定在水溶液中将Cd固定化。扫描电子显微镜显示真菌菌丝的增殖和聚集,以及在固定化Cd时形成不溶的Cd-草酸盐和Cd-磷酸盐矿物质。ATR-IR还证实了不溶性草酸镉和磷酸盐复合物的形成。草酸盐特有的反对称羰基伸展带（COO-）出现在真菌与FAp处理的组合中,位于1621和1538cm-1处。仅在黑曲霉处理中观察到的峰分别为1538和1311 cm-1,也证实了草酸盐复合物的形成。真菌和FAp处理的组合分别确认了在562和599cm-1处出现的磷酸盐矿物质（P-O）的形成峰。使用高效液相色谱（HPLC）研究了有机酸的产生。这项研究揭示了真菌和FAp结合使用Cd固定化的多种途径或机制。3.黑曲霉和氟基磷灰石对土壤中镉的固定作用本研究评价了黑曲霉与氟基磷灰石（FAp）联合修复镉污染土壤的潜力,用镉形态、微生物丰度和土壤酶活性等参数评价改良剂的效果。在修复剂的结合下,50 mg kg-1 Cd污染的处理中酸溶性Cd浓度明显最低,为19.54 mg kg-1,而在单独使用FAp和真菌时,酸溶性Cd的浓度（mg kg-1）分别降到22.05和25.34 mg kg-1。在修复剂的结合下,25 mgkg-1Cd污染的处理中酸溶性Cd的浓度明显最低,为10.48 mgkg-1,而在单独使用FAp和真菌时,酸溶性Cd的浓度（mg kg-1）分别降到11.04和11.71 mg kg-1。当Cd污染量为50 mg kg-1时,复合改良剂固定的Cd残留量为5.74 mg kg-1,而FAp和真菌固定的Cd残留量分别为2.79 mg kg-1和1.46 mg kg-1。当Cd污染量为25 mgkg-1时,复合改良剂固定的Cd残留量为8.42 mgkg-1,而FAp和真菌固定的Cd残留量分别为4.28 mgkg-1和1.27 mg kg-1。土壤微生物数量显著增加、酶活性提高,说明黑曲霉与FAp联合应用能有效降低Cd的生物有效性和毒性,从而恢复土壤生物活性。本研究为土壤微生物与磷酸盐结合固定重金属的潜力和机理提供了新的见解。结果表明,黑曲霉与FAp联用修复重金属污染土壤或水体具有很大的潜力。