南京师范大学连宾教授课题组JEM|海水逆境下细菌诱导鸟粪石合成:特征与应用潜力研究

海水富含Mg²⁺，具备作为鸟粪石合成低成本镁源的天然优势；若能直接利用海水镁资源，不仅有望显著降低传统化学法中外加镁盐（如MgCl₂、MgSO₄）的经济投入，也可为近岸富营养化水体的原位磷固定与资源化提供新途径。然而，海水的高盐度与复杂离子组成（如Ca²⁺、SO₄²⁻等）常被认为会抑制微生物生长、改变溶液离子活度并干扰晶体成核与生长过程，进而限制“直接利用海水作镁源”的生物合成路径。针对这一关键问题，本研究选用耐盐、具良好矿化潜力的贝莱斯芽孢杆菌（Bacillus velezensis LB002），在真实海水培养基中系统评估其诱导鸟粪石形成能力，分析其结构特征及对重金属Cd²⁺的固持能力，解析海水逆境下鸟粪石的生物诱导合成机制，为利用海水资源和生物法合成鸟粪石的研究提供新资料。

通过对比细菌在海水和纯水配置的培养基中生长情况发现，海水对实验菌株的生长存在一定抑制并出现滞后期，但随着培养时间延续，该实验体系中的pH值最终仍可稳定在约9.2，且NH₄⁺ 的积累在海水体系中更高（图1）；同时，海水培养体系中TP从10.56 mmol/L降至0.18 mmol/L，对应98.30%的TP去除率，而纯水体系中TP去除率仅为42.49%。

图1 LB002菌株在纯水（PW）和海水（SW）体系中的生长状态。（a）细菌生长曲线，（b）NH₄⁺ 浓度与pH值变化，（c）TP浓度随时间变化和（d）LB002菌株在PW中的ALP活性动态变化。