黑曲霉素J4對(duì)中低品位磷礦粉的溶磷效果及重金屬釋放的影響

劉娟 ，張乃明 *，何云

1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，云南 昆明 650201；2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650201；3.云南省土壤培肥與污染修復(fù)工程實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650201

磷是作物必需的重要營(yíng)養(yǎng)元素（鐘傳青等，2005；劉文干等，2012；穆淑紅，2015），而土壤中絕大多數(shù)磷難以被植物吸收利用，需要向土壤中施入可溶性的磷肥來(lái)提高作物的產(chǎn)量，但由于其迅速轉(zhuǎn)化為鐵、鋁、鈣等多種難溶性磷酸鹽，磷肥的利用效率一般都低于 25%（喬志偉等，2013；趙小蓉等，2002；楊順等，2018；張峰等，2019），磷肥利用率低不僅使磷素在土壤中富集（王光華等，2005），同時(shí)加劇了磷肥生產(chǎn)對(duì)磷礦粉的需求。中國(guó)磷礦資源雖然豐富（鐘傳青等，2004；王舒，2016），但中低品味磷礦占到了80%以上，這些磷礦難以分選和加工，難以生產(chǎn)成高濃度磷肥或復(fù)肥（林啟美等，2002；楊威杉等，2018）。同時(shí)，磷礦資源屬于非再生性自然資源（諶書(shū)等，2007），隨著可利用富礦以及具有開(kāi)發(fā)價(jià)值的磷礦不斷減少，對(duì)磷礦的需求和磷礦資源短缺的矛盾日益突出。

傳統(tǒng)的磷肥生產(chǎn)方法不僅依賴(lài)于較高品位的磷精礦和大量的硫酸、硝酸和鹽酸等工業(yè)原料，并且在選礦和加工過(guò)程中需要巨大的設(shè)備投資和較高的生產(chǎn)費(fèi)用，由此帶來(lái)的環(huán)境污染也會(huì)對(duì)我們磷肥工業(yè)的發(fā)展造成巨大威脅（肖春橋，2009）?；诠?jié)約資源、降低成本以及日漸嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，許多研究者都在積極尋求充分合理利用中低品位磷礦資源的新途徑。目前已有研究表明，利用溶磷微生物將是活化磷礦粉中難溶性磷的一個(gè)有效途徑（王同等，2014）。溶磷微生物對(duì)磷礦粉的溶磷作用主要是通過(guò)溶磷微生物在其生長(zhǎng)代謝過(guò)程中產(chǎn)生有機(jī)酸類(lèi)物質(zhì)而表現(xiàn)出來(lái)（易艷梅等，2012；范丙全等，2002），其機(jī)制主要是通過(guò)有機(jī)酸對(duì)鐵、鋁、鈣等金屬離子的絡(luò)合而導(dǎo)致磷的溶出，因此，溶磷微生物在溶解磷礦粉的同時(shí)，也會(huì)引起伴生性重金屬離子的釋放（湯帆，2015）。過(guò)去人們的研究主要集中在高效溶磷菌的篩選、溶磷微生物的溶磷效果及機(jī)理、溶磷菌對(duì)磷礦粉的最佳溶解工藝等方面，但是在磷礦粉微生物活化過(guò)程中出現(xiàn)的伴生性重金屬問(wèn)題沒(méi)有引起足夠的重視。為了將難分選的中低品味的磷礦資源利用起來(lái)，提高中低品味磷礦粉的利用效率，同時(shí)還應(yīng)減少磷礦原石所帶來(lái)的化學(xué)磷肥伴生性重金屬問(wèn)題（林啟美等，2002），本研究使用從土壤中分離出來(lái)的溶磷菌——黑曲霉J4（Aspergillus NigerJ4），分析其在不同培養(yǎng)基發(fā)酵中對(duì)磷礦粉的溶解能力以及磷礦粉伴生重金屬元素釋放的影響，探索利用微生物活化磷礦粉，這對(duì)于高效利用中國(guó)現(xiàn)有中低品位的磷礦資源具有重要戰(zhàn)略意義。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試菌株

供試菌株是本實(shí)驗(yàn)室從嚴(yán)重缺磷土壤中分離獲得的溶磷菌——黑曲霉J4（Aspergillus NigerJ4）。

1.1.2 磷礦粉來(lái)源

磷礦粉采自云南省安寧市云龍山，在開(kāi)采現(xiàn)場(chǎng)采集磷礦石樣品 4個(gè)，分別為 YL-1A，YL-2A，YL-3A，YL-4A，磷礦樣品均為礦區(qū)下層磷塊巖，屬白云質(zhì)沙礫屑磷塊巖風(fēng)化礦，采集后均通過(guò) 100網(wǎng)目，供試磷礦粉的基本化學(xué)組成見(jiàn)表1。

表1 供試磷礦粉的化學(xué)成分Table1 Element composition of the phosphate rock ω/%

1.1.3 培養(yǎng)基

A培養(yǎng)基：木薯粉液化液（總糖含量14%左右），硝酸銨2.5 g，磷酸二氫鉀2.5 g，七水硫酸鎂0.25 g，硫酸銅 0.00006 g，硫酸鋅 0.00025 g，硫酸亞鐵0.0013 g，硫酸錳0.001 g，水1000 mL。

B培養(yǎng)基：木薯粉液化液（總糖含量14%左右），硝酸銨5 g，水1000 mL。

C培養(yǎng)基（察氏培養(yǎng)基）：木薯粉液化液（總糖含量14%左右），硝酸鈉2 g，七水硫酸鎂0.5 g，氯化鉀0.5 g，七十四水硫酸亞鐵0.01 g，磷酸氫二鉀1 g，水1000 mL。

1.1.4 培養(yǎng)條件

A，B，C培養(yǎng)基：培養(yǎng)基搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)基按完全培養(yǎng)基，在250 mL三角瓶中裝液100 mL，滅菌后接種 1 mL黑曲霉 J4菌液于恒溫?fù)u床（180 r?min-1，35 ℃）分別發(fā)酵培養(yǎng) 30、48、60 h 后，添加各磷礦粉各10 g，發(fā)酵培養(yǎng)7 d，離心過(guò)濾測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。以上處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

pH值采用PHS-3C精密酸度計(jì)進(jìn)行測(cè)定；磷礦粉各化學(xué)成分參照 GB1870—1881-95測(cè)定；有效磷：發(fā)酵溶磷完成后，發(fā)酵液離心過(guò)濾，通過(guò)鉬藍(lán)比色法測(cè)定濾液中有效磷含量。磷礦粉中伴生性重金屬測(cè)定：稱(chēng)取磷礦粉1 g，置于150 mL三角瓶中，加王水和高氯酸消煮完全，過(guò)濾到100 mL容量瓶中定容后用原子吸收法測(cè)定伴生性重金屬含量；濾液中伴生性重金屬測(cè)定：發(fā)酵溶磷完成后，發(fā)酵液離心過(guò)濾，取濾液5 mL置于150 mL三角瓶中，加王水和高氯酸消煮完全，過(guò)濾到100 mL容量瓶中定容后用原子吸收法測(cè)定濾液中伴生性重金屬含量；溶磷率=培養(yǎng)基中發(fā)酵溶磷量/磷礦粉中總磷量；伴生性重金屬溶出率=培養(yǎng)基中發(fā)酵伴生性重金屬溶出量/磷礦粉中總伴生性重金屬含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Excel 2007軟件進(jìn)行整理和作圖，采用SPSS 18.0軟件進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)方法采用ANOVA法，顯著水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑曲霉J4在不同培養(yǎng)基發(fā)酵中對(duì)磷礦粉的溶磷效果

黑曲霉 J4在不同培養(yǎng)基發(fā)酵中對(duì)磷礦粉的溶磷效果如表2所示，由表可知，在不同培養(yǎng)基中，黑曲霉 J4菌株均能不同程度地促進(jìn)磷礦粉中磷的溶出。在不同培養(yǎng)基 A、B、C中的溶磷量分別為8.05—13.32、6.50—10.90、14.07—17.23 g?kg-1，溶磷率分別為 34.84%—52.26%，26.11%—42.77%和57.42%—68.31%。在 A培養(yǎng)基中，各磷礦粉在 A培養(yǎng)基發(fā)酵中的溶磷量的平均值為10.20 g?kg-1，平均溶磷率為 43.18%，各磷礦粉中，YL-3A磷礦粉的溶磷量最高，為13.32 g?kg-1，而YL-2A磷礦粉的溶磷量最低，為8.05 g?kg-1，最大溶磷量是最小溶磷量的1.65倍。在B培養(yǎng)基中，各磷礦粉在B培養(yǎng)基發(fā)酵中的溶磷量的平均值為8.72 g?kg-1，平均溶磷率為37.16%，YL-3A磷礦粉的溶磷量最高，其次為YL-2A和YL-1A，YL-4A磷礦粉的溶磷量最低，各磷礦粉之間溶磷量達(dá)到了顯著水平。在C培養(yǎng)基發(fā)酵中的溶磷量的平均值為15.65 g?kg-1，平均溶磷率為63.65%，YL-1A磷礦粉的溶磷量最高，為 17.23 g?kg-1，YL-2A磷礦粉的溶磷量最低，為14.07 g?kg-1，最大溶磷量是最小溶磷量的1.22倍。不同培養(yǎng)基中黑曲霉 J4菌株對(duì)磷礦粉的溶磷能力差異明顯，在不同培養(yǎng)基發(fā)酵中對(duì)磷礦粉的溶磷率主要表現(xiàn)為C培養(yǎng)基＞A培養(yǎng)基＞B培養(yǎng)基。

表2 黑曲霉J4在不同培養(yǎng)基發(fā)酵中對(duì)磷礦粉的溶磷效果Table 2 Effect of Aspergillus Niger J4 on dissolving phosphorus in phosphate rock powder by fermentation in different media

2.2 黑曲霉J4在不同培養(yǎng)基發(fā)酵中對(duì)磷礦粉中伴生性重金屬元素溶出的影響

2.2.1 黑曲霉 J4在不同培養(yǎng)基發(fā)酵中對(duì)磷礦粉中伴生性Pb溶出的影響

黑曲霉J4不僅可以促進(jìn)磷礦粉中磷的溶出，還會(huì)引起磷礦粉中伴生性重金屬元素的釋放。黑曲霉J4在不同培養(yǎng)基中對(duì)磷礦粉中伴生性Pb溶出的影響如圖1所示，由圖1可知，不同培養(yǎng)基中，黑曲霉 J4會(huì)不同程度地引起磷礦粉中伴生性 Pb的溶出。A、B、C培養(yǎng)基中伴生Pb含量分別為1.37—2.33、1.76—2.66、1.21—2.08 mg?kg-1，不同培養(yǎng)基中伴生Pb溶出率分別為7.59%—21.11%、9.02%—19.12%和8.15%—12.79%。3種培養(yǎng)基發(fā)酵磷礦粉中伴生性Pb溶出量和溶出率都表現(xiàn)為C培養(yǎng)基＜A培養(yǎng)基＜B培養(yǎng)基。在A培養(yǎng)基中，YL-3A磷礦粉Pb的溶出量顯著高于其他3個(gè)磷礦粉Pb的溶出量，達(dá)到2.33 mg?kg-1，伴生Pb溶出率高達(dá) 21.11%，YL-2A磷礦粉Pb的溶出量最低，為1.37 mg?kg-1，而伴生Pb溶出率為8.44%，YL-2A磷礦粉與YL-1A差異不顯著。在B培養(yǎng)基中，YL-1A磷礦粉Pb的溶出量顯著低于其他3個(gè)磷礦粉Pb的溶出量，為1.76 mg?kg-1，磷礦粉Pb溶出率為9.02%，其他 3個(gè)磷礦粉Pb的溶出量差異性不顯著。在C培養(yǎng)基中，各磷礦粉在培養(yǎng)基C中Pb的溶出量的平均值為1.71 mg?kg-1，Pb的平均溶出率為10.57%。在這些磷礦粉中，YL-2A磷礦粉中的Pb的溶出量最大，其次是KY-4A，KY-1A，而KY-3A中Pb的溶出量最小。

圖1 黑曲霉J4在不同培養(yǎng)基發(fā)酵磷礦粉中伴生性Pb溶出量及溶出率Fig.1 The amount and rate of Pb release from phosphate rock fermented by Aspergillus niger J4 in different medium

2.2.2 黑曲霉 J4在不同培養(yǎng)基中對(duì)磷礦粉中伴生性Cd溶出的影響

黑曲霉 J4在不同培養(yǎng)基中對(duì)磷礦粉中伴生性Cd溶出的影響如圖2所示，由圖2可知，不同培養(yǎng)基中，黑曲霉J4會(huì)引起磷礦粉中伴生性Cd的釋放。A、B、C培養(yǎng)基中伴生Cd含量分別為0.38—1.79、0.88—1.46、0.35—0.63 mg?kg-1，不同培養(yǎng)基中伴生 Cd溶出率分別為 8.55%—32.77%、8.13%—32.92%、3.89%—10.93%。不同培養(yǎng)基發(fā)酵各磷礦粉伴生 Cd含量的平均值為1.11、1.02、0.47 mg?kg-1，3種培養(yǎng)基發(fā)酵磷礦粉中伴生性Cd溶出量的大小為A培養(yǎng)基＞B培養(yǎng)基＞C培養(yǎng)基，從各磷礦粉中伴生性重金屬的溶出率來(lái)看，不同培養(yǎng)基發(fā)酵各磷礦粉伴生 Cd溶出率的平均值為 18.01%、18.79%和 8.18%，平均 Cd溶出率的大小為 B培養(yǎng)基＞A培養(yǎng)基＞C培養(yǎng)基。在A培養(yǎng)基中，YL-2A磷礦粉中Cd的溶出量和溶出率最大，分別為1.79 mg?kg-1和32.77%。YL-1A磷礦粉中Cd的溶出量和溶出率最小，0.38 mg?kg-1和8.55%。在B培養(yǎng)基中，YL-1A磷礦粉中Cd的溶出量和溶出率最大，其次是YL-4A和YL-2A，而YL-3A磷礦粉中Cd的溶出量和溶出率最小，且各磷礦粉中Cd的溶出量和溶出率的差異顯著。在 C培養(yǎng)基中，各磷礦粉中Cd的溶出量和溶出率均偏低，4個(gè)磷礦粉伴生Cd的溶出量分別為 0.37、0.52、0.35、0.63 mg?kg-1，Cd溶出率分別為8.31%、9.59%、3.89%和10.93%，在4個(gè)磷礦粉中，YL-4A磷礦粉中Cd的溶出量和溶出率最大，YL-3A磷礦粉中Cd的溶出量和溶出率最小。

2.2.3 黑曲霉 J4在不同培養(yǎng)基中對(duì)磷礦粉中伴生性As溶出的影響

黑曲霉 J4在不同培養(yǎng)基中對(duì)磷礦粉中伴生性As溶出的影響如圖3所示，由圖3可知，不同培養(yǎng)基中，黑曲霉J4會(huì)引起磷礦粉中伴生性As的釋放。A、B、C培養(yǎng)基中伴生As含量分別為0.10—0.60、0.15—0.92、0.11—0.30 mg?kg-1，不同培養(yǎng)基中伴生As溶出率分別為1.10%—3.24%、1.65%—4.96%、1.10%—2.40%。在A和B培養(yǎng)基中，YL-3A磷礦粉中的As的溶出量最大，A、B培養(yǎng)基中磷礦粉中的 As的溶出量分別為 0.60 mg?kg-1和 0.92 mg?kg-1，其溶出率分別為3.24%和4.96%。YL-1A磷礦粉中的 As的溶出量最小，A、B培養(yǎng)基中磷礦粉中的As的溶出量分別為 0.10 mg?kg-1和 0.15 mg?kg-1，其溶出率分別為1.1%和1.65%。在C培養(yǎng)基中，各磷礦粉中 As的溶出量和溶出率均偏低，各磷礦粉伴生 As的溶出量分別為 0.11、0.30、0.20、0.24 mg?kg-1，As的溶出率分別為1.21%、2.23%、1.10%和 2.40%，在各個(gè)磷礦粉中，YL-2A磷礦粉中 As的溶出量和溶出率最大，YL-1A磷礦粉中As的溶出量和溶出率最小。不同培養(yǎng)基對(duì)磷礦粉中伴生性As溶出量和溶出率的大小為B培養(yǎng)基＞A培養(yǎng)基＞C培養(yǎng)基。

2.3 黑曲霉J4在對(duì)不同培養(yǎng)基發(fā)酵中磷礦粉的溶磷率與伴生重金屬的相關(guān)性

圖2 黑曲霉J4在不同培養(yǎng)基發(fā)酵磷礦粉中伴生性Cd溶出量及溶出率Fig.2 The amount and rate of CD release from phosphate rock fermented by Aspergillus niger J4 in different medium

圖3 黑曲霉J4在不同培養(yǎng)基發(fā)酵磷礦粉中伴生性As溶出量及溶出率Fig.3 The amount and rate of As release from phosphate rock fermented by Aspergillus niger J4 in different medium

為進(jìn)一步了解黑曲霉 J4在對(duì)不同培養(yǎng)基發(fā)酵中磷礦粉的溶磷率與伴生重金屬的關(guān)系，我們將不同培養(yǎng)基中磷礦粉的溶磷率與磷礦粉中易隨磷溶出的伴生重金屬（Pb、Cd和As）的溶出率進(jìn)行了分析，研究發(fā)現(xiàn)不同培養(yǎng)基發(fā)酵溶磷率磷礦粉中伴生性重金屬溶出率之間存在一定的相關(guān)性，但其相關(guān)程度與培養(yǎng)基種類(lèi)以及磷礦粉中伴生性重金屬種類(lèi)而存在差異。在A培養(yǎng)基中，黑曲霉J4對(duì)磷礦粉的溶磷率與各磷礦粉的溶磷量和磷礦粉中伴生性Pb溶出率呈極顯著正相關(guān)，與伴生性As溶出率呈顯著性正相關(guān)，與伴生性Cd溶出率呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性不顯著。在B培養(yǎng)基中，黑曲霉J4對(duì)磷礦粉的溶磷率與各磷礦粉的溶磷量和磷礦粉中伴生性Pb溶出率呈正相關(guān)，與伴生性Cd和As溶出率呈負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性不顯著。在C培養(yǎng)基中，黑曲霉J4對(duì)磷礦粉的溶磷率與各磷礦粉的溶磷量之間呈極顯著正相關(guān)，與伴生性 Pb、Cd和As溶出率呈負(fù)相關(guān)，其中，與 As溶出率達(dá)到了顯著性（表3）。

3 討論

3.1 黑曲霉J4在不同培養(yǎng)基發(fā)酵對(duì)磷礦粉的溶磷效果的影響

溶磷菌廣泛存在于自然界中，黑曲霉是一種常見(jiàn)的溶磷菌，黑曲霉有高效溶磷作用（馮宏等，2010），在李露莉等（2010）的研究中，當(dāng)磷礦粉用量為5 g?L-1時(shí)，黑曲霉溶磷率達(dá)20.87%。劉曉芳等（2005）通過(guò)發(fā)酵培養(yǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，黑曲霉對(duì)難溶性的 Ca3(PO4)2、CaHPO4、FePO4、ALPO4有良好的溶解作用，部分溶解率高達(dá)70%以上。Agnihotri（1979）研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)培養(yǎng)溫度為30 ℃，黑曲霉在培養(yǎng)基中培養(yǎng)20 d，能使磷礦粉中的磷溶出87.7%。Narsion et al.（2000）研究也同樣發(fā)現(xiàn)，將曲霉接種到以不同來(lái)源的磷礦粉作為唯一磷源的培養(yǎng)基中，培養(yǎng)14 d，最高有45%的磷釋放出來(lái)。本研究中發(fā)現(xiàn)，黑曲霉素J4在不同培養(yǎng)基中發(fā)酵均能促進(jìn)磷礦粉中磷的溶出，在不同培養(yǎng)基 A、B、C中的溶磷量分別為 8.05—13.32、6.50—10.90、14.07—17.23 g?kg-1，溶磷率分別為34.84%—52.26%，26.11%—42.77%和57.42%—68.31%，具有較強(qiáng)的溶磷能力，對(duì)實(shí)現(xiàn)中低品位磷礦粉中磷的生物高效活化效率具有一定的實(shí)踐意義。

同時(shí)，我們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn)，在不同培養(yǎng)基發(fā)酵中對(duì)磷礦粉的溶磷量和溶磷率均表現(xiàn)為 C培養(yǎng)基＞A培養(yǎng)基＞B培養(yǎng)基，在C培養(yǎng)基中發(fā)酵對(duì)云龍山地區(qū)的YN-1A，YN-2A和YN-3A 3個(gè)磷礦粉的溶磷率均達(dá)到了60.00%以上。黑曲霉J4在不同培養(yǎng)基發(fā)酵對(duì)磷礦粉的溶磷效果差異大，可能是由于黑曲霉素 J4在不同培養(yǎng)基中分泌的有機(jī)酸的數(shù)量不同。黑曲霉J4在培養(yǎng)基中可能分泌酒石酸，蘋(píng)果酸，乙酸，檸檬酸，草酸和丁二酸等有機(jī)酸，這些有機(jī)酸能與鐵、鋁、鈣等離子螯合，使磷礦粉中難溶性的磷轉(zhuǎn)化為有效磷，從而提高磷礦粉中磷素的利用率（唐超西等，2012）。此外，磷礦粉中元素種類(lèi)和含量的不同，其礦物結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵不同，也可能導(dǎo)致黑曲霉J4對(duì)磷礦粉的溶磷能力不同（鐘傳青等，2004；劉文干等，2012）。

表3 黑曲霉J4在對(duì)不同培養(yǎng)基發(fā)酵中磷礦粉的溶磷率與伴生重金屬的相關(guān)性Table 3 Correlation between Phosphate rock solubilization rate and associated heavy metals in the fermentation of Aspergillus Niger J4 on different medium

3.2 黑曲霉素J4在活化磷礦粉過(guò)程中對(duì)磷礦粉中伴生性重金屬釋放的影響

黑曲霉素J4不僅可以促進(jìn)磷礦粉中磷的溶出，還會(huì)引起磷礦粉中伴生性重金屬的釋放，在測(cè)定的Pb、Cd和As 3種重金屬元素中，磷礦粉中伴生性Pb隨黑曲霉素J4溶出率的范圍為7.59%—21.11%，各磷礦粉在不同培養(yǎng)基中 Pb溶出率的平均值為12.33%，磷礦粉中伴生性Cd隨黑曲霉素J4溶出率的范圍為3.89%—32.77%，各磷礦粉在不同培養(yǎng)基中Cd溶出率的平均值為14.99%，而磷礦粉中伴生性 As隨黑曲霉素 J4溶出率的范圍為 1.10%—4.96%，各磷礦粉在不同培養(yǎng)基中As溶出率的平均值為2.39%，由此可見(jiàn)，黑曲霉J4在活化磷礦粉過(guò)程中，磷礦粉中伴生性Cd最容易隨黑曲霉J4釋放，其溶出率最高。而As相對(duì)于其他兩種重金屬而言，其釋放最少，其最高溶磷率不超過(guò)4.96%。

在前面中分析中我們已經(jīng)知道，Cd是含量最多也是最容易隨黑曲霉J4而釋放的伴生性重金屬，如果將這些磷肥施用于農(nóng)田，將加重農(nóng)田中由磷礦石原料所帶來(lái)的化學(xué)磷肥伴生性重金屬問(wèn)題。通過(guò)比較黑曲霉 J4在不同培養(yǎng)基發(fā)酵中對(duì)磷礦粉中伴生性重金屬元素溶出的影響，我們發(fā)現(xiàn)，同一伴生性重金屬在不同的培養(yǎng)基以及不同的磷礦粉中，其溶出量率存在差異。3種培養(yǎng)基發(fā)酵磷礦粉中伴生性Pb和As溶出量和溶出率都表現(xiàn)為C培養(yǎng)基＜A培養(yǎng)基＜B培養(yǎng)基，而Cd溶出量表現(xiàn)為C培養(yǎng)基＜B培養(yǎng)基＜A培養(yǎng)基，平均Cd溶出率C培養(yǎng)基＜A培養(yǎng)基＜B培養(yǎng)基。在C培養(yǎng)基中，Pb、Cd和As 3種重金屬元素較穩(wěn)定，Pb、Cd和As的平均釋放率分別為10.57%、8.18%和1.74%，在3種培養(yǎng)基中，其伴生性重金屬的溶出率最低。重金屬在培養(yǎng)基中溶出的難易程度主要是受伴生性重金屬在磷礦粉中所在晶格位點(diǎn)差異的影響。

4 結(jié)論

（1）黑曲霉J4在3種培養(yǎng)基中發(fā)酵均能促進(jìn)磷礦粉中磷的溶出。各磷礦粉在不同培養(yǎng)基發(fā)酵中的溶磷量為6.50—17.23 g?kg-1，溶磷率為26.11%—68.31%，黑曲霉J4在培養(yǎng)基發(fā)酵中對(duì)磷礦粉的溶磷量和溶磷率大小為C培養(yǎng)基＞A培養(yǎng)基＞B培養(yǎng)基。

（2）黑曲霉J4在活化磷礦粉過(guò)程中，磷礦粉中伴生性Cd最容易隨黑曲霉J4釋放，其溶出率最高。而 As相對(duì)于其他兩種重金屬而言，其最高溶磷率不超過(guò)4.96%。黑曲霉J4在3種培養(yǎng)基發(fā)酵磷礦粉中伴生性Pb和As溶出量和溶出率都表現(xiàn)為C培養(yǎng)基＜A培養(yǎng)基＜B培養(yǎng)基，而Cd溶出量表現(xiàn)為C培養(yǎng)基＜B培養(yǎng)基＜A培養(yǎng)基，平均Cd溶出率C培養(yǎng)基＜A培養(yǎng)基＜B培養(yǎng)基。

（3）黑曲霉J4在對(duì)不同培養(yǎng)基發(fā)酵中磷礦粉的溶磷率與伴生重金屬的關(guān)系因培養(yǎng)基和重金屬種類(lèi)而異。在3種培養(yǎng)基中，黑曲霉J4對(duì)磷礦粉的溶磷率與各磷礦粉的溶磷量之間呈極顯著正相關(guān)，在A培養(yǎng)基中，黑曲霉J4對(duì)磷礦粉的溶磷率與磷礦粉中伴生性Pb溶出率呈極顯著正相關(guān)，與伴生性As溶出率呈顯著正相關(guān)，在C培養(yǎng)基中，黑曲霉J4對(duì)磷礦粉的溶磷率與伴生性As溶出率呈顯著性負(fù)相關(guān)，今后應(yīng)進(jìn)一步開(kāi)展不同粒徑磷礦粉的溶出研究。