卢园园1,2, 陈龙照3, 余倩怡2, 程超2, 程扬健1,2
1. 福州大学先进制造学院, 福建 晋江 362251;
2. 福州大学环境与资源学院, 福建 福州 350108;
3. 中国冶金地质总局第二地质勘查院, 福建 福州 350108
收稿日期：2021-02-18；修回日期：2021-03-30；网络出版日期：2021-04-02
基金项目：福建省自然科学基金（2019J01246）；泉州市科技项目（2019N118S）；中国冶金地质总局科技创新项目（CMGB202004）
作者简介：程扬健，福州大学教授，从事贵、重金属的生物地球化学过程的研究。研究方向主要集中在：(1) 环境微生物对Au(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)和U(Ⅵ)等变价金属的还原和矿化固定；(2) 重金属污染位点的微生物多样性分析；(3) 污染场地生物修复和土壤改良(微生物堆肥)；(4)黑臭水体的生态治理。主持国家自然科学基金2项(青年和面上各1项)，负责国家重点基础研究规划项目(973项目)子课题1项，主持教育部重点实验室开放基金和福建省自然科学基金各1项，泉州市科技计划项目1项，参与国家自然科学基金多项。曾以第一作者或通讯作者在Environmental Science & Technology、Chemical Engineering Journal、Minerals、Elements、Langmuir、Journal of Chromatography A、Clinical Chemistry、Journal of Clinical Microbiology、Journal of Environmental Sciences等杂志上发表论文30余篇，有4项专利已获授权.
*通信作者：程扬健, Tel: +86-595-82660867;E-mail: yjcheng@fzu.edu.cn.
摘要：[目的] 从罗源湾红树林浅滩土壤中筛选出产脲酶真菌，研究其对镧La（Ⅲ）的最大耐受浓度，利用其吸附和产脲酶作用诱导矿化回收稀土离子La（Ⅲ），以期为稀土离子La（Ⅲ）的资源回收提供菌种资源和应用技术指导。[方法] 从罗源湾红树林浅滩土壤中分离、筛选、纯化出可产脲酶及耐La（Ⅲ）真菌，通过ITS rDNA基因序列分析对其进行鉴定；同时，利用XRD、SEM-Mapping及FT-IR分析探讨菌株回收La（Ⅲ）的机理。[结果] 经分离、纯化得到一株可产脲酶及耐受高浓度La（Ⅲ）的真菌FZU-07，鉴定为尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum），其具有较强诱导矿化回收La（Ⅲ）的能力，对La（Ⅲ）的最大耐受浓度为400 mg/L。菌株FZU-07单独对La（Ⅲ）吸附回收效率为46.19%；在诱导矿化条件下回收效率可提高到99.16%。FT-IR和SEM-Mapping分析表明，尖孢镰刀菌吸附La（Ⅲ）与菌丝体表面的氨基、羟基、羰基和磷酸基团相关；XRD和SEM-Mapping结果表明诱导矿化是通过该菌的产脲酶特性，使尿素分解产生碳酸，并与钙离子结合生成球霰石晶型的碳酸钙，La（Ⅲ）被捕获在球霰石晶格中，形成La（Ⅲ）和碳酸钙的混合固相，以共沉淀的形式被回收。[结论] 菌株FZU-07，是一株具有产脲酶特性的尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum），且具有较强的诱导矿化回收La（Ⅲ）能力。表明微生物诱导碳酸钙沉淀是一种可行且生态友好的回收稀土离子的方法。
关键词：尖孢镰刀菌稀土离子La(Ⅲ)产脲酶真菌诱导矿化
Fusarium oxysporum induces mineralization recovery rare earth ions Lanthanum (Ⅲ)
Lu Yuanyuan1,2, Chen Longzhao3, Yu Qianyi2, Cheng Chao2, Cheng Yangjian1,2
1. Institute of Advanced Manufacturing, Fuzhou University, Jinjiang 362251, Fujian Province, China;
2. College of Environment and Resources, Fuzhou University, Fuzhou 350108, Fujian Province, China;
3. The Second Geological Exploration Institute of China Metallurgical Geology Bureau, Fuzhou 350108, Fujian Province, China
Received: 18 February 2021; Revised: 30 March 2021; Published online: 2 April 2021
*Corresponding author: Yangjian Cheng, Tel: +86-595-82660867;E-mail: yjcheng@fzu.edu.cn.
Foundation item: Supported by the Natural Science Foundation of Fujian Province (2019J01246), by the Quanzhou Science and Technology Project (2019N118S) and by the Science and Technology Innovation Project of China Metallurgical Geology Bureau (CMGB202004)
Abstract: [Objective] The urease-producing fungus was screened from the sediment of mangrove in Luoyuan Bay. Study the best tolerance concentration of strains to La(Ⅲ), and use the urease-producing properties of the strains to induce mineralization and recovery of La(Ⅲ). It was expected to provide strain resources and application technology references for resource recovery of rare earth ions La(Ⅲ). [Methods] The urease-producing and La-resistant strains were isolated, screened and purified from the mangrove sediment of Luoyuan Bay, and identification was made through ITS rDNA gene sequence analysis. Meanwhile, the mechanisms of recover La(Ⅲ) were discussed by XRD, SEM-Mapping and FT-IR analysis. [Results] A urease-producing and high-concentration La(Ⅲ)-tolerant fungus was obtained by isolation and purification, which was identified as Fusarium oxysporum-FZU-07. Strain FZU-07 has a strong ability to recovery of La(Ⅲ), and the maximum La(Ⅲ) tolerance concentration is 400 mg/L. The recovery efficiency of strain FZU-07 for La(Ⅲ) adsorption was 46.19%, and the recovery efficiency could be increased to 99.16% under the condition of induced mineralization. FT-IR and SEM-Mapping analysis showed that the functional group of amido, hydroxyl, carbonyl and phosphate on the cell surface played a principal role to adsorption of La(Ⅲ). XRD and SEM-Mapping analysis showed that induction of mineralization is through the urease-producing characteristics of the strain, which decomposes urea to produce carbonic acid, and combines with calcium ions to form vaterite crystal (calcium carbonate). La(Ⅲ) was removed via incorporation into the lattice of calcium carbonate particles and formed mixed crystal. [Conclusion] The strain FZU-07 was identified as Fusarium oxysporum, with urease-producing properties and strong ability to induce mineralization and recovery of La(Ⅲ). The results indicate that the microbial induced calcium carbonate precipitation method is a feasible and eco-friendly technology for the recovering rare earth ions.
Keywords: Fusarium oxysporumrare earth ions La(Ⅲ)urease producing fungiinduction mineralization
稀土元素因其独特的物理化学性质被广泛应用于冶金、高精尖材料、催化及医疗等领域[1-2]。随着稀土在现代社会中的应用越来越广泛，稀土开采、冶炼及应用过程中产生的稀土废水不可避免地进入到环境中[3]。稀土冶炼废水中稀土元素浓度通常在50–800 mg/L[4]，尾矿中的稀土也可能在降雨及风化的作用下渗入周边的土壤及水体中[5]，造成大量稀土资源的浪费和环境的污染。研究表明，稀土元素可随食物链在生物体内进行生物累积，有明显的毒物兴奋(Hormesis)效应[6-7]，即低浓度的稀土可以促进生物的生长，高浓度的稀土元素则对动物、植物、微生物及人体都有毒害。稀土元素的回收可以减少处置的负面影响，改善环境的可持续性[8]。因此，急需开发绿色、经济的稀土回收技术。
传统的稀土富集和回收方法有化学沉淀、膜分离和离子交换等方法[9-11]，这些方法有成本高、容易产生二次污染、流程复杂等缺点，导致应用受限；生物法相比传统方法具有无二次污染、能耗低、工艺简单等优点[12]，在稀土富集及回收方面有着较大的发展前景。生物诱导矿化(BIM)[13]是指生物体通过改变胞外微环境，形成矿物相的胞外化学沉淀。其中微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)是一种以碳酸盐形式固定金属的先进生物处理技术[14]，其优点在于MICP的主要生物矿化产物生物碳酸钙具有较强的吸附或与周围金属离子共沉淀的能力[15]。而脲酶是微生物具有诱导矿化能力的关键蛋白酶[16]，可以催化尿素水解产生碳酸根、铵根和氢氧根离子，使环境中的pH升高，创造出的碱性环境更有利于微生物诱导碳酸钙的沉淀。目前，基于MICP对稀土元素回收的研究较少，且真菌比细菌生长过程中产生的生物量更多，对稀土元素的耐受性也更好，可以作为MICP回收稀土元素的潜在候选方法[17]。
红树林生长于陆地与海洋交界带的浅滩，这一陆地向海洋过度的特殊生态环境孕育了大量具有特色代谢产物的真菌类群[18]。基于此，本文从罗源湾红树林浅滩土壤中分离得到一株产脲酶且耐La(Ⅲ)真菌，通过诱导碳酸钙沉淀的方式来回收溶液中的La(Ⅲ)，并对其吸附和诱导矿化机理进行探讨，以期为稀土离子La(Ⅲ)的资源回收提供菌种资源和应用技术指导。
1 材料和方法 1.1 真菌的分离和纯化 2018年11月于福建省福州市罗源县罗源湾红树林浅滩采集土壤样本，装入无菌的样品管中，放入冷藏箱中，运输至实验室，于4 ℃冰箱保存备用。称取5 g土壤至45 mL无菌水中，在温度为37 ℃、转速为160 r/min的摇床内振荡30 min。采用梯度稀释法配制0、10–1–10–5稀释度的土壤悬浮液，各取0.1 mL于马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)[19]进行涂布，将平板倒置，放于37 ℃的恒温培养箱中进行培养。观察真菌的生长情况，挑取形貌、颜色不同的菌落再次进行接种培养，直至菌落形态单一。
1.2 产脲酶真菌筛选 将纯化的真菌接种至尿素酶琼脂培养基(每升中：蛋白胨，1 g；氯化钠，5 g；磷酸二氢钾，2 g；酚红，0.012 g；尿素，20 g；葡萄糖，1 g；琼脂，15 g；pH为7.0±0.1)，放置在37 ℃培养箱中培养3–5 d。脲酶水解尿素的产物在水解平衡时产生的铵离子和氢氧根离子会导致培养基的pH增加[20-21]，使培养基中的指示剂颜色发生改变，产脲酶特性较好的真菌会使尿素酶琼脂培养基颜色由黄色变为红色。根据这一现象我们从分离的真菌中筛选出产脲酶效果好的菌株。
1.3 真菌的鉴定 分离菌株物种鉴定是使用ITS rDNA作为Marker片段，通过引物扩增出基因中ITS序列，与NT数据库进行比对，获得相似序列的物种信息，借助同源比对的方法辅助判断物种信息。ITS引物序列ITS1：TCCGTAGGTGAACCTGCGG和ITS4：TCCTCCGCTTATTGATATGC，以菌株的基因组DNA为模板PCR扩增该菌株基因中的ITS序列。PCR反应条件为：95 ℃ 5 min；95 ℃ 30 s，56 ℃ 30 s，72 ℃ 90 s，循环25次；72 ℃ 10 min。电泳条件：1%琼脂糖凝胶，120 V电压电泳30 min。
将分离菌株的基因序列在https://blast.ncbi.nlm.nih.gov网站中与模式菌株的基因序列进行同源性比较，并使用MEGA 7.0软件构建系统发育树。
1.4 菌株对La(Ⅲ) 的耐受测定 将菌株接种至PDA试管斜面培养基上，于37 ℃恒温培养箱中培养5 d后，加入经121 ℃下灭菌25 min的去离子水4 mL，制备为孢子悬液；取孢子悬液接种在La(Ⅲ)浓度分别为0、100、200、300、400、500、600、700、800 mg/L的PDA液体培养基中；在温度为37 ℃、转速为160 r/min的摇床内培养5 d，观察菌株在不同La(Ⅲ)浓度下的生长状况，以此判断菌株对La(Ⅲ)的耐受能力。
1.5 菌株对La(Ⅲ) 的回收效率 将按1.4制得的孢子悬液接种在La(Ⅲ)浓度为200 mg/L、尿素浓度为2%、CaCl2浓度为40 mmol/L[22]的PDA液体培养基中，为MICP实验组；同时将孢子悬液分别接种在La(Ⅲ)浓度为0和200 mg/L的PDA液体培养基中，为空白对照组和非MICP实验组。在温度为37 ℃、转速为160 r/min的摇床内培养5 d。
菌株与La(Ⅲ)相互作用后的菌体混合液离心，收集上清液，用5%的硝酸稀释10倍，电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定上清液中La(Ⅲ)的浓度，据此计算菌株与La(Ⅲ)相互作用效率。每组实验重复3次。
1.6 产脲酶菌株对La(Ⅲ) 吸附及矿化机理分析 将菌株与La(Ⅲ)相互作用后的菌体混合液离心，收集沉淀物，菌体沉淀物用去离子水洗涤3次，于60 ℃下烘干48 h，用研钵充分研磨样品。用红外光谱仪(FT-IR)和X射线粉末衍射仪(XRD)对样品进行分析。
将反应后的菌体混合液离心，收集沉淀物，菌体沉淀物用去离子水洗涤3次，吸取10 μL滴于硅片上，于37 ℃真空干燥箱内干燥24 h。制得的样品喷铂(Pt)后进行扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和元素分布(Mapping)分析。
2 结果和分析 2.1 真菌分离
2.1.1 产脲酶真菌: 从罗源县罗源湾红树林浅滩土壤中筛选得到一株产脲酶活性高的真菌菌株，命名为FZU-07。在固体培养基上菌落颜色为肉粉色，中间有乳白色凸起，表面有白色菌丝生长，边缘不整齐，如图 1-A、B所示。菌株FZU-07分泌的脲酶可以分解培养基中的尿素，生成的NH4+使培养基的pH升高，培养基可由黄色变为红色，结果如图 1-C所示。
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| 图 1 PDA平板上菌株FZU-07菌落形态 Figure 1 Morphology of strain FZU-07 on PDA Plate. A: pro; B: con; C: urease production characteristics. |
| 图选项 |
2.1.2 菌株的鉴定: 将菌株FZU-07的测序结果在NCBI数据库(近源物种NCBI登录号为KU671032.1)中与已测核酸序列进行BLAST相对性比对，结果表明菌株FZU-07与尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)相似度最高，达到97%。此菌株已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为：CGMCC NO.21085。用软件MEGA7.0采用邻接法(Neighbour-Joining)构建菌株的系统进化发育树，结果见图 2。
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| 图 2 菌株FZU-07及相邻菌种构建的系统进化树 Figure 2 Phylogenetic tree of strain FZU-07 and its most closely related neighbors. |
| 图选项 |
2.2 菌株FZU-07的La(Ⅲ) 耐受能力测定 同种微生物在不同环境中，生长情况也会存在差异。La(Ⅲ)对微生物具有毒物兴奋(Hormesis)效应，低浓度La(Ⅲ)可以促进细胞增殖[23]；而过量的La(Ⅲ)可使蛋白质和核酸等生物大分子降低或失去活性，抑制微生物的生长[7, 24]。为了解菌株FZU-07对稀土离子La(Ⅲ)的生物效应，进行了耐受能力测定实验。图 3为菌株FZU-07在不同La(Ⅲ)浓度的PDA液体培养基中的生长效果图。由图可知，La(Ⅲ)对分离菌株的生长产生了一定的抑制作用，随着稀土离子浓度的增加，抑制作用越明显，菌株FZU-07在La(Ⅲ)离子浓度为200 mg/L以下时生长状况较好，对La(Ⅲ)最大耐受浓度为400 mg/L。
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| 图 3 菌株FZU-07在不同La(Ⅲ) 浓度的PDA培养基中生长效果图 Figure 3 The effect of growth of strain FZU-07 in PDA medium with different La(Ⅲ)-containing. From left to right, the concentration of La(Ⅲ) is 0, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700 and 800 mg/L. |
| 图选项 |
2.3 菌株FZU-07对La(Ⅲ) 的回收效率 菌株FZU-07与稀土离子La(Ⅲ)相互作用前后上清液中的浓度变化如表 1所示，在非微生物诱导矿化的条件下，La(Ⅲ)的回收率为46.19%；在微生物诱导矿化(MICP)的条件下，La(Ⅲ)的回收率有了明显的增加，可达到99.16%。表明菌株FZU-07的诱导矿化作用可以提高其对稀土离子La(Ⅲ)的回收效率。
表 1. 菌株FZU-07与稀土离子镧相互作用后La(Ⅲ) 的回收率 Table 1. Recovery of La after strain FZU-07 interacts with rare earth ion lanthanum
| Samples | Initial La(Ⅲ) Concentration/(mg/L) | La(Ⅲ) concentration after 5 days/(mg/L) | Recovery rate/% |
| A Cell-La(Ⅲ) | 193.7±0.3 | 104.24±1.5 | 46.19 |
| B Cell-MICP-La(Ⅲ) | 193.7±0.3 | 1.61±0.2 | 99.16 |
表选项
2.4 SEM-EDS分析菌株FZU-07与La(Ⅲ) 相互作用 菌株FZU-07及其与La(Ⅲ)相互作用后的SEM结果如图 4所示。菌体在未与La(Ⅲ)相互作用时(图 4-A)，菌丝表面较为光滑；菌体与La(Ⅲ)作用后(图 4-B)，菌丝表面有许多凸起，表面不平整，菌体与La(Ⅲ)在经过MICP作用后(图 4-C)，菌丝表面有许多颗粒物附着。
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| 图 4 菌株FZU-07及其与La(Ⅲ) 相互作用的扫描电镜照片 Figure 4 SEM image of strain FZU-07 loaded with and without La(Ⅲ). A: Cell; B: Cell-La(Ⅲ); C: Cell-MICP-La(Ⅲ). |
| 图选项 |
为了确定哪些基团参与了菌株FZU-07与La(Ⅲ)相互作用过程，本实验用SEM结合EDS观察与La(Ⅲ)相互作用后的菌丝样品，并对样品进行了Mapping分析。由图 5可知，两种作用方式后，菌丝体表面的EDS分析均检测到Pt、La(Ⅲ)、C、O及P的存在。Pt的信号来自样品喷Pt处理过程；反应溶液中未添加磷源，但菌丝体表面存在P信号，且La(Ⅲ)和P在菌丝体表面的分布较为一致，这表明La(Ⅲ)可能与菌丝体表面的磷酸基团相结合[25]。菌体表面的La信号证实溶液中La(Ⅲ)浓度的降低可能是由于其被吸附于菌体表面。菌株与La(Ⅲ)在经过MICP作用后，EDS分析检测到Ca的存在，且Ca的分布与菌体表面颗粒物的分布较为一致，结合菌体的MICP作用特性，可以确定菌体表面附着的颗粒物主要成分是碳酸钙。菌株与La(Ⅲ)在经过MICP作用后菌体表面的La(Ⅲ)的信号(图 5-B)比非MICP作用后菌体表面的La(Ⅲ)信号(图 5-A)弱，可能是MICP过程中生成的碳酸钙掩盖了La(Ⅲ)的信号。
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| 图 5 菌株FZU-07与La(Ⅲ) 相互作用元素分布及能谱图 Figure 5 Mapping and EDS spectra of FZU-07 grown in La-containing media with and without urea and CaCl2. A: Cell-La(Ⅲ); B: Cell-MICP-La(Ⅲ). |
| 图选项 |
2.5 FT-IR分析菌株FZU-07与La(Ⅲ) 相互作用 为进一步确定菌株FZU-07与La(Ⅲ)作用过程中起到主要作用的基团，对菌株FZU-07及其与La(Ⅲ)两种作用方式的红外光谱图进行比对分析，结果如图 6-A所示。图中3384 cm–1移动到3269 cm–1、3287 cm–1处，且强度有所减弱，此处主要为细胞多糖和蛋白质中O-H、N-H的伸缩振动；2925 cm–1移动到2922 cm–1，且有所增强，是细胞壁上蛋白质和糖类中烷基的C-H伸缩振动；1652 cm–1移动到1622 cm–1、1651 cm–1处，与缩氨酸中酰胺Ⅰ(CO-NH)中C=O的振动有关；1030 cm–1移动到1023 cm–1和1027 cm–1，可能是有机伯醇的振动峰[26-31]。菌株FZU-07与La(Ⅲ) 两种作用方式中氨基、羟基和羰基等官能团的类型没有发生变化，但透光率有所改变，表明这些官能团可能参与了菌株FZU-07吸附La(Ⅲ)的过程。
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| 图 6 菌株FZU-07及其与La(Ⅲ) 相互作用的FT-IR (A) 和XRD (B) Figure 6 FTIR (A) or XRD (B) spectrum of FZU-07 grown in La-containing media with and without urea and CaCl2. |
| 图选项 |
经过微生物诱导矿化(MICP)作用后，菌丝体上O-H、N-H、C-H及C=O的特征峰存在微弱的变化，1455 cm–1、874 cm–1、743 cm–1的特征峰为球霰石(vaterite)的特征峰[20, 22, 28]。这些现象表明在MICP过程中存在生物吸附和碳酸钙沉淀联合回收La(Ⅲ)的现象。
2.6 XRD分析菌株FZU-07与La(Ⅲ) 相互作用产物 为了确定菌株与La(Ⅲ)相互作用后的产物形态，对作用产物进行XRD测定。结果如图 6-B所示，菌株与La(Ⅲ)在非诱导矿化作用下，XRD图谱上未检测到衍射峰，表明此过程中吸附的La(Ⅲ)未形成矿物或为无定形化合物；菌株与La(Ⅲ)在MICP作用下，XRD谱图上观察到的衍射峰与球霰石-vaterite (JCPDF 33-0268)可以很好地匹配，表明菌株FZU-07可诱导矿化形成碳酸钙沉淀。MICP过程中可以提高La(Ⅲ)的回收效率是因为微生物诱导产生的生物碳酸钙是一种多孔材料[32]，可以将La(Ⅲ)吸附到碳酸钙颗粒的表面并逐渐吸附到其内部，最终形成La(Ⅲ)和碳酸钙的混合固相。
3 讨论 近年来，有关微生物与La(Ⅲ)的相互作用研究很多，但菌种不同，其对金属的耐受性也有所差别。陈克[33]从河南农业大学花园的表层土壤中分离出的土壤杆菌属(R8)和卡氏菌属(782)分别可耐受80 mg/L和100 mg/L的La(Ⅲ)；枯草芽孢杆菌和大肠杆菌在La(Ⅲ)添加量为200 mg/L时菌株生长最好[34]；Bacillus megaterium对La(Ⅲ)的最大耐受浓度为300 mg/L[35]；目前已知对La(Ⅲ)耐受能力最好的菌种是黑曲霉A01，其可耐受800 mg/L的La(Ⅲ)[36]。本研究从罗源湾红树林浅滩土壤中筛选出的菌株Fusarium oxysporum FZU-07在La(Ⅲ)浓度为200 mg/L以下时生长状况较好，对La(Ⅲ)最大耐受浓度为400 mg/L。分离菌株FZU-07虽然比部分菌株对La(Ⅲ)耐受能力高，但跟黑曲霉A01相比还存在一定的差距。
生物诱导矿化(BIM)微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)固定金属离子可通过以下方式进行：(1)微生物通过MICP过程使部分金属离子由可溶态转变为碳酸盐沉淀的形式。Achal等[37]的研究表明Kocuria flava的MICP作用可将土壤中的部分Pb转化为PbCO3；Kumari等[38]的研究表明Exiguobacterium undae的MICP作用可将部分Cd从可溶性交换态转化为碳酸盐结合态(CdCO3)。本研究中菌株FZU-07对La(Ⅲ)进行MICP作用后，XRD分析中未检测到La2(CO3)3的衍射峰，仅有碳酸钙的特征峰，说明菌株FZU-07在MICP过程中不能直接将La(Ⅲ)转化为碳酸盐矿物。(2) 生物诱导产生的碳酸钙颗粒是一种多孔材料，具有较强的吸附或与周围金属离子共沉淀的能力[15, 32, 39]。Qian等[22]通过从污泥中分离的青霉菌(Penicillium chrysogenum CS1)对铅和铬进行生物矿化，Pb(Ⅱ)可直接生成PbCO3，Cr(Ⅵ)与CO32–没有直接反应形成沉淀，而是通过与碳酸钙颗粒的晶格结合，以共沉淀的方式被除去。本研究中的诱导矿化过程，Ca2+被吸附在菌丝体表面形成成核位点，与溶液中的CO32-结合生成碳酸钙，La(Ⅲ)部分吸附在菌丝体表面，部分被捕获于诱导矿化生成的碳酸钙内，最终形成La(Ⅲ)和碳酸钙的混合固相，以共沉淀的形式被去除。且真菌菌丝结构的好处在于，固定化的金属离子-碳酸盐晶体附着在菌丝表面，这些真菌-生物矿物簇可以通过一个简单的过滤步骤去除[22]。
目前已有研究中采用诱导矿化作用回收La(Ⅲ)的方式较少。Kang等[40]利用Aspergillus niger产草酸的特性，将La(Ⅲ)转化为La2(C2O4)3·10H2O。本研究则是利用菌株FZU-07产脲酶的特性，通过诱导矿化生成La(Ⅲ)和碳酸钙的混合固相的方式，达到回收La(Ⅲ)的目的。且生物诱导矿化的生物碳酸钙是一种多孔材料，具有较强的吸附或与周围金属离子共沉淀的能力，具有较好的应用前景。
4 结论 本研究从罗源湾红树林浅滩土壤中分离筛选出1株产脲酶及耐La(Ⅲ)真菌FZU-07，属于尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)，其最大La(Ⅲ)耐受浓度为400 mg/L。在非MICP条件下，菌株FZU-07对La(Ⅲ)的主要作用机制是生物吸附，菌株FZU-07吸附La(Ⅲ)与菌丝体表面的氨基、羟基、羰基和磷酸基团相关；在MICP条件下，菌株FZU-07对La(Ⅲ)的回收是生物吸附和碳酸钙沉淀联合作用的结果，脲酶分解尿素产生碳酸，与钙离子结合生成球霰石晶型的碳酸钙，La(Ⅲ)被捕获在球霰石晶格中，形成La(Ⅲ)和碳酸钙的混合固相。
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