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金黄色葡萄球菌CC1956高效去除Cr(VI)的机制研究:生物吸附等温线与动力学模型揭示环境修复新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月08日 来源:BioMetals 3.6
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研究人员针对剧毒污染物六价铬(Cr(VI))的环境治理难题,系统探究了金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)CC1956菌株的生物吸附性能。该菌在pH 5.0-9.0、25-45°C宽泛条件下对50-300 mg/L Cr(VI)展现卓越去除能力,葡萄糖添加可显著提升效率。研究通过Langmuir等温模型、FTIR和SEM-EDX技术证实其表面羟基/磷酸基等官能团介导的单层吸附机制,为微生物修复重金属污染提供了新思路。
六价铬(Cr(VI))作为高毒性环境污染物,对生态系统和人类健康构成严重威胁。有趣的是,金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)CC1956展现出惊人的环境适应力——不仅能耐受高达700 mg/L的Cr(VI)胁迫,还在pH 5.0-9.0的酸碱波动环境和25-45°C温度范围内保持稳定的污染物去除性能。
通过精细的实验设计发现,初始浓度50-300 mg/L的Cr(VI)都能被有效捕获,而竞争性阴离子几乎不影响其吸附效率。特别引人注目的是,葡萄糖的加入像"能量助推器"般显著提升了细菌的除铬能力。吸附过程完美符合Langmuir等温模型,暗示细菌表面形成了整齐的单分子层"铬捕获网"。
傅里叶变换红外光谱(FTIR)像分子侦探般揭示了幕后功臣:羟基(-OH)、磷酸基(P=O)、羧基(-COOH)和氨基(-NH2)等官能团协同作战,通过化学键牢牢锁住Cr(VI)。扫描电镜-能谱联用技术(SEM-EDX)则直接"拍到了"铬元素在菌体表面的富集现象,为这场微观世界的污染阻击战提供了确凿证据。
这项研究不仅拓展了我们对微生物环境修复机制的认知,更让金黄色葡萄球菌CC1956这种"环境清道夫"在废水处理领域展现出诱人的应用前景。
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