利用微生物诱导方解石沉淀和硝酸盐还原评估微生物联合体对铅（Pb）的生物成矿潜力

铅和硝酸盐含量超过世界卫生组织（WHO）和印度标准局（BIS）规定的允许限值——铅为10 ppb、硝酸盐为45～50 ppm——会对人类和动物造成严重的全身性中毒健康风险。微生物硝酸盐还原与微生物诱导方解石沉淀（MICP）相结合，被证实是一种新型生物修复策略，可将可溶性硝酸铅转化为不溶性铅生物矿物。本研究对硝酸盐还原以及由硝酸盐还原菌群介导的生物源碳酸铅-碳酸钙共沉淀过程中的操作参数进行了统计优化。生物矿物的扫描电子显微镜（SEM）、结合SEAD的透射电子显微镜（TEM）及X射线衍射（XRD）分析证实了碳酸铅与CaCO₃的共沉淀。研究采用两水平析因设计，筛选影响硝酸盐还原和生物矿物沉淀的显著变量及其交互因素。在最佳条件下，即初始硝酸盐需求量为600 ppm、温度为37 ℃、pH为8、碳含量为5.5 g/L时，硝酸盐还原率最高、氨生成量最大，且生物源铅矿化效率超过90%，优于常规工艺参数下获得的结果。具有较高相关系数（R²＞0.99）的方差分析验证了生物源矿化过程的线性模型。本研究关于硝酸盐还原菌群介导的铅生物源去除表明，该方法有望用于大规模处理受铅污染的地表水体和地下水体。

铅和硝酸盐含量超过世界卫生组织（WHO）及印度标准局（BIS）规定的允许限值（铅为10 ppb，硝酸盐为45～50 ppm）的地下水污染，会对人类和动物造成严重的全身性毒性健康风险。微生物硝酸盐还原与微生物诱导方解石沉淀（MICP）相结合，被证实是一种新型生物修复策略，可将可溶性硝酸铅转化为不溶性铅生物矿物。本研究对硝酸盐还原以及硝酸盐还原菌群诱导的生物成因碳酸铅—碳酸钙共沉淀过程中的操作参数进行了统计学优化。生物矿物的扫描电子显微镜（SEM）、配备选区电子衍射（SAED）的透射电子显微镜（TEM）以及X射线衍射（XRD）分析证实，碳酸铅与CaCO₃发生了共沉淀。采用两水平析因设计筛选影响硝酸盐还原和生物矿物沉淀的显著变量及其交互作用因素。在最佳条件下（初始硝酸盐浓度为600 ppm、温度为37 ℃、pH为8、碳源含量为5.5 g/L），与常规工艺参数下获得的结果相比，硝酸盐还原率、氨生成量以及生物成因铅矿化效率均达到最高，其中铅矿化效率超过90%。具有较高相关系数（R²＞0.99）的方差分析（ANOVA）验证了生物成因矿化过程的线性模型。本研究关于硝酸盐还原菌群生物成因去除铅的研究结果表明，该技术有望用于大规模处理受铅污染的地表水体和地下水体。

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