粘土矿物对细菌吸附研究方法的建立及其影响因素的研究

摘要

微生物一矿物的相互作用是地球上广泛存在的一种相互作用，对环境中营养元素和污染物质的转化等具有重要的影响；土壤矿物是土壤的骨架，粘土矿物是土壤中最具活性的颗粒，细菌作为土壤中种类最多、数量最大的一类微生物，它与粘土矿物的相互作用对土壤物理、化学以及生物学过程都具有极其重要的影响。为此，本文以土壤中的主要粘土矿物(高岭石、蒙脱石、针铁矿)和土壤中最常见的细菌(芽孢杆菌、假单孢菌)为材料，建立了细菌在三种粘土矿物表面吸附的测定方法：同时研究了影响粘土矿物对细菌吸附的因素，取得的主要结果如下： 1．采用三种蛋白质测定方法对细菌悬液中细菌细胞的蛋白质量进行了测定。结果表明：不管采用那种蛋白质测定方法测定，细菌悬液中细菌细胞的蛋白质量与细菌细胞数量呈极显著正相关(r<, Lwry>=0.9914<'**>；r<,Badford>=0.9719<'**>；r<,Ninhvdrin>=0.9553<'**>)。因此，细菌细胞的数量可以用细菌细胞的蛋白质量来表征。 2．Nycodenz分离液可以有效的分离被矿物吸附的细菌细胞与未被矿物吸附的游离态细菌细胞。但Nycodenz分离液对三种蛋白质测定方法测定细菌细胞蛋白质量的结果均有干扰，而对考马斯亮蓝法的影响最小。因此，在研究粘土矿物与细菌的相互作用时，测定细菌细胞的蛋白质量以选择考马斯亮蓝方法较好。 3．在进行粘土矿物吸附细菌的试验时，分离吸附平衡体系中被矿物吸附的细菌细胞与未被矿物吸附的游离态细菌细胞是试验的重要环节。试验结果表明：离心速度为4000 r.min<'-1>，离心时间为15 min的分离效果最佳。 4．在进行粘土矿物吸附细菌的试验时，如果体系中矿物浓度过高，矿物颗粒之间可能会相互聚集而产生絮凝作用，干扰矿物对细菌的正常吸附。如果矿物浓度过低，加入体系中的细菌菌量较少，吸附平衡后细菌细胞的蛋白质量又难以检测。为此，研究了粘土矿物吸附细菌时最适宜的矿物用量。试验结果表明：菌量为15×2．7×10<'8>个细胞时，矿物量应以30～35 mg为宜。 5．体系中细菌数量既要保证细菌细胞之间不能相互胶结和聚合，又要满足细菌细胞蛋白质量的检测要求。为此，进行了系列菌液量的吸附试验。结果表明：粘土矿物吸附细菌时，矿物量为35 mg时，菌量以15×2．7×10<'8>个细胞为宜。 6．测定了高岭石、蒙脱石和针铁矿三种粘土矿物对细菌(苏云金芽孢杆菌和恶臭假单孢菌)的等温吸附曲线。试验结果表明：在高岭石、蒙脱石、针铁矿反应体系中，细菌的吸附量随着细菌浓度的增加先增加而后降低。就同一细菌溶液而言，细菌在不同粘土矿物表面的吸附量是不同的。高岭石对细菌的吸附量最大，针铁矿对细菌的吸附量次之，而蒙脱石对细菌的吸附量最小。 7．温度作为土壤环境的重要物理因素，对粘土矿物吸附细菌有着较大的影响。试验结果表明：粘土矿物对细菌的吸附量随吸附温度的升高先增加而后降低。苏云金芽孢杆菌的吸附量在温度为25℃时最大；恶臭假单孢菌的吸附量在温度为15℃时最大。 8．pH值作为土壤环境的重要化学因素，对土壤中一系列的物理、化学以及生物学过程都产生重要的影响，对粘土矿物吸附细菌也不例外。结果表明：当pH值为2.0～8.0时，细菌在高岭石、蒙脱石和针铁矿表面上的吸附是一个缓慢下降的过程：当pH值为8.0～10.0时，细菌在高岭石和针铁矿表面上的吸附仍是一个下降过程，而蒙脱石的变化呈现出不同的情况，即细菌在它表面上的吸附则是逐渐上升的过程。

目录

文摘

英文文摘

第一章前言

第二章粘土矿物吸附细菌测定方法的建立

第三章粘土矿物对细菌的吸附及其影响因素

第四章结论与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文情况