[发明专利]一株热带芽孢杆菌及其在还原Cr(VI)中的应用

说明书

本发明提供一种能够有效还原Cr(VI)的热带芽孢杆菌及用途。所述热带芽孢杆菌于2021年5月24日保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCCNo：61680。该菌株在LB培养基中可耐受75～535mg/L的Cr(VI)，最大还原浓度为355mg/L。为实现工业化的应用，进一步对培养基进行优化，在以葡萄糖为唯一碳源的无机盐培养基中，该菌株可耐受30～210mg/L的Cr(VI)，最大还原浓度为120mg/L。该菌株还可应用于Cr(VI)污染土壤生物处理；初始水溶性Cr(VI)浓度为267mg/kg、634mg/kg、1018mg/kg的铬污染土壤，播撒所述热带芽孢杆菌发酵液后在35℃下分别经6、12、30天处理后，Cr(VI)含量均可降至11.08mg/kg以下。

技术领域

本发明属于微生物技术领域，具体涉及一种能够有效去除Cr(VI)的热带芽孢杆菌及用途。

背景技术

随着工业化生产的进一步发展，重金属污染问题日趋严重。铬由于其良好的耐腐蚀性和硬度，被广泛应用于冶金、染料、电镀等行业。由于处理技术的不完善等因素导致含铬废物的处置问题未得到有效处置，使得铬进入到环境中，危害人类及动、植物。其有害成分主要是毒性较高的Cr(VI)，具有剧毒且强致癌。对于铬污染常用的处置方法有化学法、物理法、生物法。化学、物理法成本较高且易产生二次污染，植物法对环境要求高、生长周期较长。与前述方法相比，微生物法经济有效、操作方便且对生态环境友好，因此，利用微生物处理含铬工业废水及污染土壤已成为如今的研究热点。然而，从实际污染环境中分离筛选出具有强铬还原性的菌株具有一定难度。

环境中的铬主要以Cr(VI)和Cr(Ⅲ)的形式稳定存在，因此，常见处理方法是将Cr(VI)转化为Cr(Ⅲ)，两种价态的毒性及稳定性差别较大，Cr(VI)具有较好的流动性和溶解性，易于通过生物膜进入胞内，从而对细胞造成一系列遗传损伤。Cr(Ⅲ)毒性较前者小100倍，且难溶、不易被吸收。目前，虽然已分离出许多具有耐受Cr(VI)能力的菌株，但对于同时具有高耐铬性和还原性的菌株报道较少，且利用功能性菌株进行实际污染土壤/水体修复的报道则更少。这限制了微生物修复技术对于实际铬污染场地修复的广泛应用。

目前，国内外分离出的铬还原菌涵盖了真菌和细菌两大类，代表性菌种包括不动杆菌属、假单胞菌属、芽孢杆菌属、链霉菌属、放线菌属、短杆菌属、黑曲霉、木酶属等。专利申请CN 101418266A公开了《苍白杆菌CTS～325及其培养方法以及还原六价铬的应用》，其特征是通过向培养基中添加木糖、核糖、葡萄糖、果糖等的一种或其中任意几种的组合，该菌株可以将中、高浓度的Cr(VI)进一步完全还原，且在优化后的培养基中能够将含铬工业废水和铬渣浸出液中的Cr(VI)还原到污水排放标准。专利申请CN 104560738A公开了《还原六价铬的草酸青霉及其筛选方法》，其特征是该真菌从空气中获得，具有高耐铬性和还原性，且能够利用葡聚糖、蔗糖、水杨苷等多种不同碳源。专利申请CN 111659729A公开了《一种希瓦氏菌修复铬污染土壤的方法》，其特征是该菌株在厌氧条件下能够对不同浓度的铬污染土壤具有一定的修复效果。基于此，我们成功从铬污染土壤中分离出一株热带芽孢杆菌(Bacillus tropicus)，具我们了解，这是第一次报道热带芽孢杆菌具有高耐铬性和还原性，且对铬污染土壤具有较好的修复效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种在有氧条件下高效还原Cr(VI)性能的微生物菌种及其用途，以期为含铬污染场地的生物处理提供物质基础。

本发明为了实现上述目的而采取的技术方案如下：

一种从含铬污染土壤中筛选分离出的热带芽孢杆菌，该菌种对于中、高浓度的Cr(VI)具有较高的耐受、还原能力。该菌种已于2021年5月24日保藏于广东省微生物菌种保藏中心(简称GDMCC，地址：广州市先烈中路100号大院59号楼，广东微生物研究所，邮编：510075)，保藏编号为GDMCC No：61680，分类学名称：热带芽孢杆菌(Bacillus tropicus)。