[发明专利]菌株的应用

说明书

本发明涉及环境工程领域，特别涉及利用一株厌氧微生物处理水环境中的有机胂污染物。本发明公开了一种利用希瓦氏菌去除水环境中对硝基苯胂酸的方法，利用Shewanella oneidensis MR‑1的异化金属还原能力，通过Mtr电子传递途径，在厌氧条件下完成对水中污染物对硝基苯胂酸的完全降解，生成毒性较低的阿散酸，从而实现降低对硝基苯胂酸的潜在环境威胁的目标。本发明所述的Shewanella oneidensis MR‑1是首株被报道能够应用于对硝基苯胂酸降解的细菌，其优点在于具有高效降解水中对硝基苯胂酸的功效，且本专利中提到的主要功能蛋白能够为基因工程菌株的改造提供重要参考。

技术领域

本发明涉及环境工程领域，特别涉及利用一株厌氧微生物处理水环境中 的有机胂污染物。

背景技术

砷是一种类金属元素，在自然界中分布广泛，通常与各种金属矿物结合 在一起，如铜、铁等。砷及其化合物具有很强的毒性，被广泛应用于农药、 除草剂、杀虫剂中。此外，砷和含砷金属的开采、冶炼，用砷或砷化合物作 原料的玻璃、颜料、原药、纸张的生产以及煤的燃烧等过程，产生含砷废水、 废气和废渣，对环境造成污染。含砷废水、农药及烟尘也会污染土壤造成砷 在土壤中累积并由此进入农作物组织中最终在食物链中富集。砷和砷化物还 可通过水、大气等途径进入人体，从而造成危害。含砷农药和饲料添加剂的 生产及使用，也增加了环境中的砷污染量。

苯胂酸化合物是一类有机胂物质，具有低毒、在动物体内低残留、促进 饲料转化、抵抗寄生虫和其他传染疾病、沉色素等多种效果，而被广泛用作 鸡、猪等禽畜的养殖饲料添加剂。目前被广泛应用于养殖业的苯胂酸类化合 物有：对硝基苯胂酸，洛克沙胂，阿散酸和卡巴胂。四种化合物结构相似， 进入动物体内后几乎不会被消化道所吸收，故不会残留在禽畜肉产品中，曾 被认为是一种对人类健康和环境高度安全的化合物。美国食品和药物管理局 最早于1946年批准洛克沙胂用于鸡饲料，1983年批准用作猪、鸡的促生长剂， 后陆续批准其他三种有机砷化合物应用于禽畜的饲料添加剂。随后，这四种 苯胂酸类化合物被包括我国在内的世界各国广泛应用。据统计，美国每年用 于饲料添加剂的苯胂酸类化合物用量可以到达到400吨。

2011年美国媒体披露市场上的部分鸡肉可能含有少量致癌物质-无机砷。 FDA在对当时市场上的鸡肉中砷含量进行调查后发现，在饲养中食用过洛克 沙胂的鸡，其肝脏和其他部分中均含有一定含量的无机砷，且含量远高于未 使用洛克沙胂的鸡。尽管卫生部门声称鸡肉中砷的含量微小不至于危害健康， 但生产洛克沙胂的辉瑞公司在2011年停止了该产品的生产。2013年9月，FDA 宣布禁止洛克沙胂、阿散酸以及卡巴胂在动物饲料添加方面的使用，对硝基 苯胂酸成为唯一未被禁止的有机砷饲料添加剂。2015年FDA禁止对硝基苯胂 酸在动物饲养中的使用许可，自此美国已经全线禁止了苯胂酸类化合物在动 物饲养中的使用。

我国从上世纪80年代末将苯胂酸类化合物引进国内，1996年正式批准 其用于禽畜养殖。农业部于2001年7月3日发布了《饲料药物添加剂使用规 范》，该规范对苯胂酸类化合物的使用做出了规定。例如饲料中使用洛克沙胂 应先制成10％预混剂，同时要求每1000g预混剂中含洛克沙胂50g或100g， 蛋鸡产蛋期禁用，休药期5天。近些年我国农业部无公害生猪养殖已将猪最 常用的苯胂酸类化合物——洛克沙胂列为禁用品，但苯胂酸类化合物在养殖 业中的滥用仍然屡见不鲜。

尽管苯胂酸类化合物已经在国内外禁止多年，但由于多年来苯胂酸类化 合物在养殖业的大量使用，苯胂酸类化合物对人类健康和环境安全造成的负 面影响不可小觑。长期食用有机砷添加剂的动物，会在体内产生一定量的无 机砷，虽然目前尚未证实该水平的无机砷含量是否对人体有害，但无机砷通 过肉食进入人体的危害不容忽视；最值得注意的是，大部分苯胂酸类化合物 在动物体内均未发生变化便随排泄物进入土壤和地表水中，原本低毒性的苯 胂酸类化合物经过长时间的环境转化生成剧毒的无机砷，将会直接对环境造 成污染。