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微生物修复重金属污染是一种廉价、高效、环境友好的修复方法,近年来成为研究的热点。为了获得微生物对去除Co(Ⅱ)和氧化Co单质的效率和相关机理,本研究首先建立了微生物培养体系中Co(Ⅱ)的测定方法,通过平板初筛和摇床复筛获得具有一定Co(Ⅱ)耐受性的微生物,进一步考察了这些微生物对Co(Ⅱ)的去除能力、对Co单质的氧化效率和Y辐照耐受性能,采用傅里叶变化红外光谱(FTIR)探究细胞参与吸附作用的主要基团,借助扫描电镜(SEM)探索细胞与Co(Ⅱ)在细胞水平上的相互作用,主要研究结果如下：(1)微生物培养体系中Co分析方法的构建。研究发现微生物培养体系的pH和培养组分会严重干扰Co的分光光度法测定,因此本研究对其进行了进一步的考察。a)Co(Ⅱ)的分析方法构建：当培养基的pH为7.0～9.0时,LB、NA和TGY培养基对Co(Ⅱ)测定的影响率超过了50%；培养基pH控制到5.0～6.0时,LB、NA和TGY培养基对Co(Ⅱ)测定的影响率都控制在了5%以内。b)Co单质的分析方法构建：考察了真菌培养基组分NH4NO3,NaNO3,MgSO4,蔗糖和葡萄糖对Co单质的氧化能力,结果表明NH4NO3对钴单质的氧化作用较强,在72h时对100mg/L钴单质的氧化率高达64.32%,而硝酸钠的氧化率只有9.66%。因此,探讨Co(Ⅱ)与微生物的相互作用时,培养体系的pH需控制到5.0～6.0；研究Co单质与微生物的相互作用时,选用由NaNO3替代NH4NO3的改良培养体系。(2)去除Co(Ⅱ)的微生物筛选。通过平板初筛和摇床复筛,获得了8株能耐受Co(Ⅱ)的细菌,分别是蜡样芽胞杆菌1(Bacillus cereus1),蜡样芽孢杆菌2(Bacillus cereus2),枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis),假蕈状芽孢杆菌(Bacillus pseudomycoides),弗雷尼棒状杆菌(Frenny Corynebacterium),沃氏葡萄球菌(Staphylococcus warneri)和耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans),Co(Ⅱ)的耐受浓度分别为:150mg/L,50mg/L,30mg/L,20mg/L,20mg/L,10mg/L,10mg/L和10mg/L。研究中采用活体微生物法和死体微生物法来探讨这些微生物对Co(Ⅱ)的去除能力。死体微生物法：即Co(Ⅱ)水溶液的微生物吸附,统一吸附过程中的菌浓度、初始Co(Ⅱ)浓度和吸附时间,结果沃氏葡萄球菌,枯草芽孢杆菌和弗雷尼棒状杆菌吸附率分别为94.08%,82.86%和63.43%。活体微生物法：即摇床培养同步的微生物去除,选用蜡样芽孢杆菌2和沃氏葡萄球菌,其对Co(Ⅱ)的去除率随着pH升高而逐渐升高,在72h达到最大,分别为77.10%和98.26%。(3)氧化Co单质的微生物筛选：通过透明圈初筛和摇床复筛,获得了2株产酸能力比较高的真菌即黑曲霉(Aspergillus niger)和青霉(Aspergillus),考察了黑曲霉和青霉对100mg/L的钴单质氧化作用,其分别在60h和72h时对钴单质的氧化率达到最大,为98.01%和93.96%。(4)微生物的60Co Y辐照耐受性：采用200Gy,500Gy和1000Gy的γ射线对5株细菌和2株真菌进行处理,表明沃氏葡萄球菌的耐辐照性能最强,1000Gy的60Co辐照对沃氏葡萄球菌的生长基本没有影响。真菌则较敏感,200Gy的剂量对真菌致死率均超过了90%。(5)微生物去除Co(Ⅱ)的机理初探：采用傅里叶变换红外光谱仪,研究了细菌细胞在接触Co(Ⅱ)前后吸收峰的变化,探究细胞表面参与Co(Ⅱ)固定的基团；在细胞水平上,通过扫描电镜探索细菌应对Co(Ⅱ)胁迫的策略。结果表明细胞中主要是酰胺基和氨基参与了Co(Ⅱ)的吸附；在面对Co(Ⅱ)的胁迫时,细菌可通过皱缩,弯曲或缩短的方式减少与Co(Ⅱ)的接触面积,从而减小Co(Ⅱ)对细胞的伤害。综上所述,在pH为5.0～6.0培养条件下,沃氏葡萄球菌对Co(Ⅱ)的耐受性低,Co(Ⅱ)去除率和耐辐照能力高,相反地,蜡样芽孢杆菌1对Co(Ⅱ)的耐受性高,去除率低；细菌细胞主要由酰胺基和氨基参与了Co(Ⅱ)的吸附,且可通过皱缩,弯曲或缩短的方式减少与Co(Ⅱ)的接触面积,从而减小Co(Ⅱ)对细胞的伤害。在改良培养体系中,黑曲霉和青霉对Co单质都表现出了高的氧化性,且对辐照敏感。关于微生物处理钴的相关机理有待深入研究。