從血鉛超標事件談鉛污染微生物修復技術

　　湖南衡東300多名兒童血鉛超標真的是咬鉛筆的原因所致么？西寧青海大學張泰然、王維等人在漢斯《微生物前沿》2014年3月刊上發表的研究文章中提到，鉛是一種分布廣泛且毒性沒有閾值的重金屬，在環境中可長期蓄積，主要通過空氣、土壤、食物、飲水進入人體。長期暴露在鉛污染物環境中，往往會造成體內血鉛濃度升高，引起貧血、認知缺損、聽力減弱和維生素D代謝紊亂、腹部疼痛等問題，而兒童和嬰幼兒是鉛污染的敏感人群。

　　鉛污染是現代人類社會的一個日趨嚴重的環境問題，傳統的含鉛廢水處理技術有化學沉淀法、電解法、吸附法、離子交換法、膜分離法等。而傳統上對于鉛污染治理的物理化學方法存在著不少的弊端。本文研究要從耐鉛微生物對鉛的吸附條件和機理上，總結了近幾年來對于鉛污染微生物修復技術的研究進展。

　　吸附條件研究包括溫度、PH、離心轉速、鉛濃度對微生物吸附鉛能力的影響等多方面因素。大量的實驗表明，在600nm下的OD值可以在一定程度上反映耐鉛性微生物對鉛吸附能力的大小，更可以進一步推論出：耐鉛性微生物對鉛的吸附是一個以活細胞吸附為主的過程。在溫度這個方向上，眾多學者支持的30℃遠遠高于我國大部分地區的常溫；對于PH的耐受性在2左右，普遍集中在5~8，原因或是其生長環境不同所致；一般情況下，混合速率超過每秒10轉，才有可能使吸附效率達到最大。另外，從自然環境中分離的菌種對鉛濃度吸附的峰值一般集中在300~600mg/L。部分學者對分離出的菌種進行了馴化，使其耐鉛能力有了明顯的提高。研究結果表明：真菌的耐鉛能力一般大于細菌的耐鉛能力；但對鉛的吸附能力，其規律還尚不明顯。

　　吸附機理：如果只考慮生物膜對鉛的吸附，Langmuir和Freudlich模型都能很好地描述生物膜對鉛吸附的熱力學過程，而Elovich和雙常數速率方程能夠較好地擬合吸附的動力學過程。而其它的研究表明，對于耐鉛性微生物對鉛的吸附數據大多都符合Langmuir等溫吸附模型。另外，有研究發現，數學模型和紅外光譜分析，都證實了耐鉛微生物對鉛的吸附機理是一個以表面吸附為主的過程。對耐鉛微生物的電鏡掃描發現，耐鉛微生物對鉛的吸附過程中存在著胞內富集現象。

　　基于此，張泰然、王維他們提出了幾點基于其應用的發展建議。

　　對于含鉛廢水的微生物修復來說，選取合適的微生物并根據其性質用恰當的固定方法來吸附鉛，是一個非常廣闊的研究前景；而對于土壤的微生物修復來說，應根據當地的具體環境，來確定修復所用的耐鉛植物與微生物，綜合考慮二者之間的聯系。

　　關于吸附條件，含鉛廢水中應研究耐鉛微生物在實際廢水中對鉛離子的吸附作用，并將實驗結果與在培養基中的吸附結果進行對比。分析兩種環境下不同因子對微生物吸附鉛的影響。或是研究不同的固定化方式、菌種在水體中的存在方式，對菌種吸附鉛能力的影響。

　　如今國內對微生物吸附鉛的研究大多集中在單菌種吸附上。所以，對鉛的多菌種聯合吸附很可能是以后的研究方向之一。即研究水體和土壤內的耐鉛菌種與其他菌種的共生關系。研究是否存在兩種耐鉛性微生物能對鉛進行聯合吸附，或是存在某種不耐鉛微生物能通過某種機理來增強耐鉛微生物的鉛吸附能力。