[发明专利]降解重金属富集植株的微生物组合及降解方法

说明书

本发明属于微生物领域，尤其涉及降解重金属富集植株的微生物组合及降解方法，所述微生物组合为枯草芽孢杆菌(B.subtilis)‑白腐菌(P.chrysosporium)‑里氏木霉(T.ressei)‑强启动菌株QD‑1（Pterula sp.strain QD‑1），其中枯草芽孢杆菌:白腐菌:里氏木霉:强启动菌株=0.5‑1.5：0.5‑1.5:0.5‑1.5:0.5‑1.5。成本低、能耗少、绿色安全的微生物降解减容，对富集植物的降解效果和重金属浸出有着好的效果，极大程度、高效地降解木质纤维素以期实现生物质的高效降解和高量减容；菌株具有较好铀耐受性，菌株间无拮抗性。

技术领域

本发明属于微生物领域，尤其涉及一种降解重金属富集植株的微生物组合及降解方法。

背景技术

重金属材料在人类工业技术的发展中，一直是一种不可或缺的资源。随着现今越来越多的高新技术产业的形成，虽然产生了多种重金属替代材料，但是重金属资源的开采量以及需求量并未减少，反而人类对重金属矿产资源的开采大大增加。在重金属资源利用的过程中，包括矿区开采、尾矿堆放和矿石提炼以及后续加工利用均会造成局部重金属浓度过高，从而对周围环境产生影响，污染区域会随着雨水和流域逐渐扩大。

重金属污染的主要来源是由人为活动造成的，包括：工业垃圾的产生、化肥农药的滥用、污水灌溉和大气沉降等。重金属以其特殊的化学特性，对环境、生物的污染具有持久性和生物毒性。重金属可直接改变土壤水体化学组成，直接或间接破坏生态结构，并通过土壤水体-作物系统迁移累积，进而影响人体健康。

随着现今工业的发展和核能的利用，导致铀矿以及各种金属矿的大量开采，从而造成大量的重金属污染。金属矿的开采和冶炼是造成重金属污染环境最主要的原因，因在此过程中会产生大量的重金属尾矿和废料，造成水体和地表环境的污染，进而影响到生态的变化。对于铀污染，世界上主要的铀污染场地主要包括：矿石开采和冶炼场地、退役的核电站、核武器试验场等。铀的毒性表现为化学毒性和放射毒性，铀主要发射能量较低的α射线从而造成内辐射。铀的半衰期长达上亿年，被铀污染的场地若不妥善治理，会对人类和动物的健康产生潜在的、长期的危害，因此有必要修复被铀污染的土地。另外，铀会伴生多种重金属，如铅、锶、镉。因此，铀污染区域多为复合重金属污染，使得污染修复异常复杂。

常规的物理和化学方法虽然可以用来处理水-土介质中的重金属，但因其成本高，易造成二次污染，处理过程对人体危害大，因而不易实地操作；相比起来，生物修复表现出更多的优点。迄今为止，重金属污染环境生物修复研究多局限在实验室内进行，仅有少数实验进入大田阶段。

植物修复技术是当前重金属污染修复领域的研究热点，然而有关修复后产生的重金属富集植物处置技术的研究相对缺乏。

但利用富集植物修复重金属污染会产生大量的重金属富集生物质，如若处置不当，则会引起二次污染。Blaylock等利用螯合剂EDTA强化印度芥菜(Brassica juncea)修复Pb污染土壤，结果发现每6周就能收获地上部干重高达6t/hm²，Pb的含量高达10000-15000mg/kg。 Chen等研究蜈蚣草(Pteris vittata L.)可作为修复As污染土壤的超富集植物，其鲜重可达36 t/hm²。重金属富集生物质处置技术作为植物提取修复技术的重要组成部分，该技术的短板被认为是制约植物修复工程化和商业化应用的重要原因之一。因此，重金属富集生物质安全处置技术是今后植物修复技术亟需解决的重要科学问题之一。

植物中的组成物质大部分都是纤维素、半纤维素和木质素，一般生物质中，纤维素成分大约在40％-50％之间，半纤维素约占10％-30％，以及木质素为20％-30％。而这些物质又难以被微生物降解利用，其中最难被微生物利用的是木质素。最大程度、最高效地降解木质纤维素以期实现生物质的高效降解和高量减容是目前所需。

发明内容