随着我国工业的迅速发展,重金属污染现象愈发严重。微生物由于自我复制能力强,成本低,对环境友好等特点,近年来引起了学界关注。本文以苏云金芽孢杆菌为研究对象,研究了它对重金属铬、铀的治理效果,并对相关机制进行了探索。主要内容如下:(1)苏云金芽孢杆菌(Bacillus.thuringiensis 016)对铀具有很好的吸附效果,当铀初始浓度为100 mg/L时,吸附效率接近100%,且B.thuringiensis 016最终将U(VI)矿化为磷铵铀矿。B.thuringiensis 016对铀的吸附是细菌表面羧基、氨基和磷酸基团等官能团起主要作用的非酶促过程,高浓度的铀对吸附过程没有明显影响。B.thuringiensis 016对铀的矿化是酶与细胞代谢共同作用的结果,同时实验发现B.thuringiensis 016对高浓度的铀只有吸附作用没有矿化能力。此外,当pH=5时,细菌对铀的吸附和矿化效果最好。从微观角度讲,B.thuringiensis 016与铀的作用是胞外吸附,胞内矿化的快速反应过程,铀与B.thuringiensis 016反应1 h后便能以片状化合物的形式被吸附在细菌表面,8 h后这些化合物逐渐进入到细胞内部。此外,通过分析细胞富集的总铀与可溶铀含量随时间的变化,我们发现这些片状化合物是以非溶解态形式进入到细胞内部的。(2)B.thuringiensis 016可以有效的将六价铬还原为三价铬,当铬初始浓度为25mg/L时,还原效率接近100%,固定效率在92%左右。此外,细菌对铬的还原固定效果受pH影响不大,无论是强酸还是强碱环境中,细菌对铬的还原固定效率都可以达到80%以上。细菌的细胞碎片在还原和固定六价铬中起主要作用,蛋白质变性实验进一步证明苏云金芽孢杆菌对铬的还原主要是酶促反应。(3)我们对几种微生物还原固定铬的效果做了比较,结果表明苏云金芽孢杆菌和人苍白杆菌对铬的还原固定效果相对较好,其还原效率在90%以上,固定效率在80%以上。此外,几种微生物将Cr(VI)还原为Cr(III)后,并不能将Cr(III)完全固定,其上清液中会有部分有机三价铬残留,zeta电位结果显示这些有机铬在不同pH下电负性都为负值。此外,高岭土和伊利石本身对铬几乎没有还原和固定作用。但在细菌与铬的反应体系中加入矿物后,高岭土对铬的还原和固定分别有2%~3.6%,5%~15%不等的促进作用,而在苏云金芽孢杆菌与铬反应的体系中加入伊利石后,其还原率减少了32%,固定率减少了34%。