祝贺博士生陈希于Journal of Cleaner Production发表论文——固定化微生物强化修复抗生素和重金属复合污染

第一作者：陈希

通讯作者：林海教授，董颖博教授

通讯单位：北京科技大学能源与环境工程学院

DOI：10.1016/j.jclepro.2022.133483

✦图片摘要✦

✦成果简介✦

近日，课题组博士研究生陈希在国际SCI期刊Journal of Cleaner Production（IF=11.072）发表了题为《Mechanisms underlying enhanced bioremediation of sulfamethoxazole and zinc(II) by Bacillus sp. SDB4 immobilized on biochar》的文章。在本研究中，为了克服游离菌生长缓慢、对环境变化敏感等缺点，制备了生物炭固定化芽孢杆菌SDB4。研究了游离菌SDB4和固定化细菌ISDB4在不同初始pH和复合污染物浓度条件下对磺胺甲恶唑(SMX)和Zn²⁺的同时去除。此外，还考察了SDB4和ISDB4的回用性。通过扫描电镜能谱（SEM-EDS）分析、红外光谱（FTIR）分析、SMX吸附和转化实验以及Zn²⁺解吸实验，明确了化学吸附、生物转化、离子交换、络合等机制对SDB4和ISDB4去除复合污染物的定性和定量贡献，揭示了生物炭对ISDB4同时去除SMX和Zn²⁺的生物强化机理。

✦摘要✦

微生物修复是一种同时去除SMX和Zn²⁺复合污染物的环境友好型方法。然而，游离细菌对环境变化的敏感性限制了它的应用。本研究采用生物炭固定芽孢杆菌SDB4克服了这一缺点。结果表明，在不同初始pH和复合污染物浓度条件下，ISDB4对SMX和Zn²⁺的去除效率明显高于SDB4。值得注意的是，在pH=7的条件下，20 mg·L^-1的SMX和100 mg·L^-1的Zn²⁺可以被ISDB4完全去除，去除率分别比SDB4高29.28%和92.34%。此外，ISDB4在5次连续循环使用中表现出了良好的重复利用性，在第5次循环使用时对SMX和Zn²⁺的去除率分别为43.24%和50.34%。与SDB4相比，ISDB4对SMX的生物转化率从45.81%提高到了89.98%，Zn²⁺的离子交换和络合贡献率分别提高了9.53%和6.72%。SEM-EDS和FTIR分析表明，在ISDB4体系中，生物炭为SDB4的附着和增殖提供了足够的空间，而且生物炭上存在的官能团和轻金属强化了SDB4对复合污染物的去除。本研究为抗生素和重金属复合污染养殖废水的生物修复提供了一种绿色、有效的策略。

✦作者介绍✦

陈希，北京科技大学2018级环境科学与工程专业博士研究生，从事水体污染治理、生物技术研发、环境微生态特征等方向研究。先后参加“深部金属矿绿色开采关键技术研发与示范”（十三五重点研发专项）、“丹江口库区流域特色矿产重金属污染全过程控制关键技术研究与示范课题”（十二五水专项）、“妫水河生态基流保障的多水源配置和调度技术研究与示范”（十三五水专项）、银山铜矿酸性水COD源解析及处理技术研究、通州区农村饮用水水源地监测评估等多个项目。最后，再次祝贺陈希博士研究生，并祝愿课题组研究生不断创新，再接再厉，取得丰硕成果。

来源：环境生物技术与环境材料开发团队公众号