[发明专利]一种铁氧化菌、其应用于砷污染土壤修复、产品及方法

说明书

本发明公开了一种铁氧化菌，其应用于砷污染土壤修复。在砷污染土壤中添加所述的修复剂共孵育，能有效降低土壤中有效态砷含量。本发明提供的铁氧化菌，可以应用于制备砷污染土壤修复剂。提供了优化的砷污染修复剂配方，提高砷的去除能力。提供了一种砷污染土壤修复方法，以及优化的修复条件，改善土壤修复效果。

技术领域

本发明属于生物技术领域，更具体地，涉及一种铁氧化菌、其应用、产品及方法。

背景技术

砷(As)是一种具有高毒性和致癌性的类金属元素。在环境介质中，其具有高迁移性和生物富集能力，严重污染环境和影响人体健康。水稻是约30亿人口的主食，然而它比其他谷物更易富集砷，富集效率是其它谷物的10倍以上，水稻的食用一直是砷的主要暴露途径。As(III)是水稻土中砷的主要赋存形态之一。水稻土砷污染可导致水稻籽粒中砷的积累，对人体健康构成重大威胁。

生物成矿为土壤重金属污染修复提供了新的途径。与传统方法相比，生物成矿具有成本低、长效性好、二次污染小、环境扰动弱等的优点。其产物通常具有独特的形态和特征，如纳米颗粒、高比表面积、高反应活性等，在重金属的形态转化过程中发挥重要作用，直接影响到重金属离子的毒性和迁移性。微生物在生物成矿中发挥着重要作用。其中，铁氧化菌(FeOB)可以诱导生成难溶性铁(氢)氧矿物，对AsO₄^3-和AsO₃^3-等阴离子具有较强的吸附能力，并且吸附在铁(氢)氧矿物表面的砷可能进入其矿物晶格形成Fe-As次生矿物，使其更稳定；在铁氧化菌氧化亚铁的过程中也能耦合其他重金属离子发生共沉淀，均可降低重金属离子的生物利用度和迁移能力。此外，铁氧化菌的代谢过程中往往伴随着氧化还原电位的变化，可以降低砷等变价金属离子的毒性。因此，铁氧化菌的生物成矿为砷污染土壤的修复提供了一种潜在的解决方案。

然而目前针对土壤中的砷的生物成矿修复研究较少，不能有效的改善水稻土壤中砷的污染状况。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种铁氧化菌、其应用、产品及方法，其目的在于通过该铁氧化菌的生物成矿作用，去除土壤中有效态砷，从而改善土壤中砷污染状况，实现砷污染土壤修复，由此解决砷污染土壤难以去除有效态砷，不易修复的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种铁氧化菌，其分类命名为Ochrobactrum sp.EEELCW01，于2020年3月11日保藏于中国典型培养物保藏中心CCTCC，保藏编号为CCTCC M 2020053。

按照本发明的另一个方面，提供了所述铁氧化菌的应用，其砷污染土壤修复。

按照本发明的另一个方面，提供了一种砷污染修复剂，其包括本发明提供的铁氧化菌，优选为OD600值在1.9-2.1之间的铁氧化菌菌悬液。

优选地，所述砷污染修复剂，其包括硝酸根盐，每1mL铁氧化菌菌悬液添加0.8～3.0mmol的NO₃^-。

优选地，所述砷污染修复剂，其包括亚铁盐，每1mL铁氧化菌添加1.5～3.0mmol的亚铁离子。

优选地，所述砷污染修复剂，其包括醋酸根盐，每1mL铁氧化菌添加0.5～1.5mmol醋酸根离子。

按照本发明的另一个方面提供了一种砷污染土壤修复方法，其在砷污染土壤中添加本发明提供的砷污染修复剂共孵育。

优选地，所述砷污染土壤修复方法，其使得每含有1mg有效态砷的污染土壤添加3～6ml铁氧化菌菌悬液。

优选地，所述砷污染土壤修复方法，其在氧分压0.01-0.03Pa下进行共孵育。

优选地，所述砷污染土壤修复方法，其共孵育时间7天或以上，优选共孵育时间14天或以上，更优选共孵育时间28天或以上。