在喀斯特碳酸盐岩高镉背景值下,生态环境中土壤微生物的生命活动与环境金属离子有着密切联系,微生物的生命代谢活动及诱导矿化功能对环境中重金属离子迁移转化有着一定影响。通过探索锰矿化细菌诱导矿化形成碳酸锰的作用机理、生物成因碳酸锰矿物对重金属镉(Cd)的吸附作用,对认识喀斯特地区环境微生物的生物学功能以及微生物调控途径、生物成因吸附剂材料对重金属的机理和应用有着重要意义和价值。本文中在贵州省罗甸县喀斯特地区耕地中分离筛选到一株对锰具有矿化能力的优势菌-蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)CH-1,研究该菌株诱导形成碳酸锰矿物的生理作用以及生物成因碳酸锰矿物对重金属镉(Cd)吸附机理。主要成果如下:1.在贵州省罗甸县打号村耕地土壤中筛选得到6株锰矿化细菌,并通过LBB法鉴定其锰矿化能力,确定6号菌株较其他菌株具有较强的矿化能力,命名为CH-1。2.CH-1菌株生长条件优化及生长曲线,在初始p H为7.0时菌体数目最高,锰矿化细菌CH-1在2-27 h处于对数生长期,27-44 h处于稳定期,随后进入衰退期。CH-1菌落形态呈圆形,表面褶皱,微微隆起,呈乳白色,革兰氏染色为阳性菌,能运动,能还原硝酸盐,不能水解淀粉,伏普和甲基红实验均为阳性。经16S r RNA分子鉴定,该菌株与蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)同源性最高,相似性为100%,因此可初步判定为蜡样芽孢杆菌。3.使用蜡样芽孢杆菌CH-1诱导合成碳酸锰矿物,结果表明在培养至第3天时出现矿物沉淀,当培养至第20天后矿物呈刺球状;液相产物中多糖含量随着时间推移而增加,且p H从初始7.0升高至9.0以上。4.生物成因碳酸锰矿物对重金属镉(Cd)吸附,结果表明在吸附36 h后达到吸附平衡,在p H为7.0,吸附剂投放量为1.2 g/L时体系中吸附效果最佳,符合拟二级吸附反应动力学模型,吸附量为16.49 mg/g。吸附热力学拟合分析可知生物成因碳酸锰矿物对镉(Cd)吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,最大吸附量为60.168 mg/g,并确定生物成因碳酸锰矿物的吸附类型为单层吸附。5.对比吸附前后的生物成因碳酸锰矿物的差异变化,结果表明生物成因碳酸锰矿物表面富含较多吸附官能团,其中对镉发生吸附反应的官能团为C=O,吸附前后红外吸收峰发生微弱变化。以上实验结果表明,锰矿化细菌CH-1为锰矿化的优势菌,及其诱导形成的碳酸锰矿物对重金属镉(Cd)具有较好的螯合固持作用,对环境重金属污染具有较好的修复价值,为研制新型吸附剂材料提供开发思路和理论科学依据。