[发明专利]一种用于重金属污染原位修复微生物及应用

说明书

本发明属于重金属环境治理领域，公开了一种用于重金属污染原位修复微生物及应用，所述的微生物为拉乌尔菌X13，保藏编号为：CCTCC NO：M2016662。该菌株对多种重金属离子具有高耐受性和广泛的抗生素抗性；具有合成吲哚乙酸的能力；具有溶无机磷的作用；同时在添加半胱氨酸情况下可以高效的去除液体中的镉离子。此外，本发明所公开的拉乌尔菌X13能够在液体环境中有效吸附固定重金属，在土壤环境中高效阻止重金属进入植物的体内，并促进土壤中的水溶态镉离子向无机结合态镉离子转化，实现土壤中重金属的钝化，同时可以明显促进植株增产，适用于面源污染土壤的原位修复。

技术领域

本发明属于环境治理领域。具体公开了一种用于重金属污染原位修复微生物及应用，所述的微生物一种对重金属镉、铜、锌具有高耐受性和高吸附能力。

背景技术

重金属广泛地分布于大气圈、生物圈、岩石圈和水圈中，在自然情况下，其浓度一般不会达到危害环境和人类的程度。但是，由于人类的活动，环境中重金属含量明显增加，如重金属矿山的开采、金属冶炼、电镀、印染、农药等导致重金属污染。根据2014年环境保护部和国土资源部公布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤点位超标率为19.4％，主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅、滴滴涕和多环芳烃，其中镉污染是最为严重的无机物污染，占比达到7％。此外，一系列的重金属污染事件频发，例如2006年湖南株洲工厂排放含Cd废水事件，2012广西Cd污染等突发性污染事件等，重金属的污染问题已成为目前最主要的环境问题之一。

目前关于重金属污染的治理主要有物理化学修复法和生物修复法。物理化学修复法主要有离子交换，吸附，化学沉淀，氧化，还原，和反渗透的几种方法，但存在着投资大、能耗高、操作困难、易产生二次污染等。近年来，生物修复由于其生态，环保，成为土壤重金属污染修复的研究热点。生物修复与物理化学修复相比，具有成本低、操作简单、不易形成二次污染。细菌作为自然界微生物中一个庞大的群体，是土壤中最活跃的组份，具有比表面积大、繁殖快、携带电荷等特点。受重金属污染的土壤中，常常会因为重金属的筛选压力而富集大量的对重金属有耐受性的细菌菌株，它们可以通过不同的作用方式来影响土壤中重金属的形态。因此利用细菌菌株作为生物修复剂对重金属污染土壤进行修复意义重大。

土壤环境中，镉以多种形态存在。依据Sposito连续提取法(1982)，土壤中的镉的形态可分为水溶/交换态、有机结合态、无机结合态和残渣态。利用重金属抗性细菌菌株对重金属污染土壤进行原位修复，主要是依赖于细菌菌株对重金属的解毒机制如生物吸附、生物沉淀、生物转化等，使环境中的重金属向低毒性状态转化，降低其对生态系统的毒害作用。

因而本发明利用微生物在受到自然环境重金属胁迫而产生耐性这个特点，对抗多种重金属镉、铜、锌微生物进行筛选，获得并提供了可用于生物治理重金属污染的高效耐受菌株。同时，本发明将该菌株用于重金属镉污染土壤中，发现该菌株具有良好的重金属镉污染环境的修复能力和运用潜力。本发明旨在为微生物修复重金属污染提供对多种重金属具有相对高吸附能力且性能稳定的抗性菌株。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种用于重金属污染原位修复微生物，所述的微生物为拉乌尔菌，该菌株已于2016年11月21日送往中国典型培养物保藏中心(CCTCC)保藏，保藏编号为：CCTCC NO：M2016662，分类命名：拉乌尔菌(Raoultellasp.)X13，地址：中国武汉武汉大学。

本发明的另一个目的在于提供了拉乌尔菌的应用，本发明提供的菌株具有多种重金属抗性和广泛的抗生素耐受性，该菌株在实验室条件下在高浓度镉离子存在条件下显著的生长，对镉、铜和锌都有一定的吸附能力，其中镉吸附能力最强，同时发现添加一定量的半胱氨酸可以极其显著去除镉离子，并在模拟土壤修复实验中能够显著地降低土壤中生物毒性镉的含量。实验结果显示本发明所提供的拉乌尔菌在重金属污染的土壤的原位修复领域具有重要的运用前景。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术措施：