[发明专利]一株吸附铅且耐受重金属的细菌及其应用

说明书

本发明公开了一株吸附铅且耐受重金属的细菌及其应用。经分类命名为巨大芽孢杆菌Z‑y3，保藏号为：CCTCC NO.M2017312。该菌株能在含有1000mg/L的固体培养基中良好生长。本发明菌株有产碱的能力，在不同pH值，均对铅有较强的去除能力，培养成熟的菌体吸附量可在短时间内达到最大，约20g/L。同时该菌对其他重金属如Mn、Ni、Cu、Cr（Ⅵ）等重金属有不同程度的耐受性。该菌株去除铅的代谢产物无毒性，环境友好。因此本发明菌株在铅重金属污染的水体及土壤环境治理，工业场地农药污染的综合治理中具有非常高的应用价值。

技术领域

本发明属于环境生物技术领域，具体涉及一株对铅具有吸附、去除效果且耐 受部分重金属的细菌。

背景技术

随着工业生产的不断发展，水体重金属污染日趋严重。由于重金属化学行为 的特殊性，无法被分解，可以通过食物链积累，引起慢性中毒，还可与环境中其 他有机物结合形成毒性更大的有机毒素，对生物体和环境造成很大危害。传统的 处理方法有化学沉淀、氧化还原，离子交换，膜处理以及电化学等方法，但是存 在费用高，处理不完全，修复效果不佳，容易造成二次污染等情况。利用水体和 土壤中能够耐受、钝化或吸附重金属的生物(主要为微生物)所建立的生物修复 法，被公认为是一种高效、安全、无污染和廉价的修复方式，同时，因为微生物 在环境中的种类丰富多样、分布广泛、适应性强、易驯化易突变等特点，在当前 的重金属生物修复中具有较好的优势。

铅进入水体后，一方面可与F^-、Cl^-、SO₄^2-、OH^-、HCO^3-等阴离子及溶解性 腐殖酸、氨基酸等配位体结合；另一方面能够被粘土矿物、铁锰氧化物等无机矿 物及有机大颗粒吸附。水体中的铅可以通过皮肤和消化道等途径进入人体内，并 在人体内发生富集。机体内核酸、蛋白质以及激素等都能与铅发生反应，从而使 这些物质失去或者改变了原来的生理功能，而使人体发生病变。有研究表明，铅 的人体体内的安全浓度范围是0.3～1mg，当人体每天摄取的铅含量超过此范围， 铅就能够在血液中积累，导致人体出现贫血和神经炎等。当铅进入人体后，小部 分铅由于人体的新陈代谢作用被排除体外，但停留在血液中的铅为很大一部分， 血液中的铅对血液合成起到阻碍作用，从而引发多种不适症状。铅中毒会损坏人 体的神经系统、造血系统、心血管系统、消化系统、免疫系统、内分泌系统以及 生殖系统等，引起人体的消化、呼吸和免疫系统的急性和慢性中毒以及生殖毒性 或者致畸形，严重时会发生脑病导致死亡的现象。

因此，本专利以研究降低铅超标水体或土壤中Pb²⁺浓度为技术背景，从重金 属铅的微生物修复技术出发，通过在重金属濡染场地进行土样采集，筛选出能够 对高浓度铅产生抗性和吸附性的微生物为研究目的，从而得到能够应用于处理铅 污染废水或土壤的高效功能微生物。

发明内容

本发明的目的是提供一株能耐受包括Pb在内的重金属并高效去除重金属Pb 的微生物，该微生物对铅有非常高的耐受性，受环境pH影响相对较小，特别对 于低浓度铅污染修复效率高，而对于高浓度铅污染有持续修复的效果，在铅重金 属污染的水体及土壤环境治理、工业场地农药污染的综合治理中具有非常高的应 用价值。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明第一方面提供了一株能耐受重金属并吸附重金属铅的细菌，其分类命 名为巨大芽胞杆菌Z-y3(Bacillus megaterium Z-y3)，该菌株已于2017年6月7 日保藏于中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC，地址为：中国.武汉.武汉大学)， 保藏编号为CCTCCNO：M2017312。

优选地，上述细菌能够耐受的重金属为Cu、Mn、Ni、Cr(Ⅵ)、Cd。