[發(fā)明專利]一種硫酸鹽還原菌?解磷菌及其在聯(lián)合修復(fù)鎘污染土壤中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410402653.2
• 申請日: 2014-08-17
• 公開（公告）號: CN104450552B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱曉麗;梁麗華;李賀;馬俊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 西北大學(xué)
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;B09C1/10;C12R1/01
• 代理公司: 西安西達(dá)專利代理有限責(zé)任公司61202
• 代理人: 謝鋼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硫酸鹽還原菌-解磷菌及其在聯(lián)合修復(fù)鎘污染土壤中的應(yīng)用，屬于環(huán)境微生物技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鎘是環(huán)境中遷移性和毒性最強(qiáng)的重金屬元素之一。目前，全球每年排放約3.0×10⁴t鎘，過去50年間，排放到全球環(huán)境中的Cd約有2.20×10⁴t，其中94%進(jìn)入土壤，致使世界各國的土壤出現(xiàn)不同程度的Cd污染。據(jù)統(tǒng)計，目前我國Cd污染的農(nóng)田已超過20×10⁴ hm²，涉及11個省市25個地區(qū)，每年生產(chǎn)Cd含量超標(biāo)農(nóng)產(chǎn)品14.6×10⁸ kg。湖南省污染稻田鎘含量為2.8-51.3 mg/kg，為土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值（二級）的 9.3-171倍。沈陽張土污灌區(qū)嚴(yán)重污染區(qū)大米中含Cd含量達(dá)1-2 mg/kg。保定市污灌區(qū)土壤中Cd的檢出超標(biāo)率為87.5％，蔬菜中 Cd 的檢出超標(biāo)率為89.3％。

鎘是蓄積性毒物，其毒性是潛在的，且治療極為困難。土壤中過量的Cd易被植物吸收和積累, 影響植物的生長、細(xì)胞分裂及代謝活動, 造成農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降。長期食用高Cd含量的食物，可以引起腎臟、肺、胎盤、心血管系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和骨礦密度降低等多種疾病。1992年，鎘的化合物被國際癌癥研究中心(IARC)確認(rèn)為IA級致癌物，美國毒性物質(zhì)管理委員會(ATSDR)列為第6位危害人體健康的有毒物質(zhì)，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP) 提出12種具有全球性意義的危險化學(xué)物質(zhì)，鎘被列為首位。

目前對于鎘污染土壤的治理，主要是通過物理、化學(xué)、生物等方法。物理法工程量大，費用高。化學(xué)法操作簡便，但費用較高，易導(dǎo)致土壤二次污染。生物修復(fù)法是一種很有前景的修復(fù)方法，目前研究較多的是超富集植物提取修復(fù)技術(shù)。但是，由于已發(fā)現(xiàn)的Cd超富集植物生物量小，修復(fù)周期長，目前仍難以用于實際的Cd污染土壤的修復(fù)。此外，我國人口眾多，已查明受污染或污染情況不明的農(nóng)田面積很大，現(xiàn)實情況是不得不在受重金屬污染或污染情況不明的農(nóng)田進(jìn)行農(nóng)作物生產(chǎn)。但是, 利用超富集植物修復(fù)技術(shù)歷時長且占用大量的農(nóng)田, 不適宜在污染農(nóng)田大面積推廣應(yīng)用。

微生物修復(fù)技術(shù)主要包括微生物固定和微生物轉(zhuǎn)化。微生物能夠通過吸附和富集作用或產(chǎn)生某些代謝產(chǎn)物如草酸、磷酸鹽和S^2-等物質(zhì)與重金屬形成沉淀，固定土壤中的重金屬，降低重金屬的生物可利用性，使其轉(zhuǎn)變?yōu)闈撛诘纳锟衫脩B(tài)或殘渣態(tài)。

硫酸鹽還原菌(Sulfate-Reducing Bacteria，簡稱SRB)能夠?qū)h(huán)境中的SO₄^2- 轉(zhuǎn)化為S^2-，S^2-能夠與金屬離子反應(yīng)生成硫化物沉淀，達(dá)到固定重金屬的目的。目前SRB廣泛應(yīng)用于重金屬污染廢水的處理，而用于土壤修復(fù)的報道甚少。在Cd的化合物中，CdS的溶解度最低，其次是磷酸鎘。采用SRB修復(fù)土壤Cd污染，由于Cd²⁺在土壤中具有很強(qiáng)的親硫性，S^2-與土壤中的Cd²⁺快速反應(yīng)生成溶解度很低的CdS沉淀，同時，SRB還原SO₄^2- 的過程中還能夠生成堿性物質(zhì)，提高土壤的pH，有利于酸性土壤的修復(fù)。研究表明：SRB在土壤的表層、較深層和植物根際都能夠大量生長。但是，在鎘污染的土壤中野生型SRB的生長受到抑制，另外，形成的CdS在有氧條件下易被氧化為CdSO₄，使Cd的移動性增加。據(jù)報道，在植物根際和土壤表層，CdS易被氧化為CdSO₄。因此，在水田曬田期間或旱田中，土壤表層和植物根際的Cd由于氧化作用而導(dǎo)致移動性增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的之一是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，從Cd污染礦區(qū)土壤中分別篩選出一株具有較高抗鎘生長能力的SRB和解磷菌，通過紫外線-等離子體復(fù)合誘變進(jìn)一步提高SRB的抗鎘生長能力和硫酸鹽還原活性，獲得一株具有高抗鎘生長能力和在有氧和缺氧條件下均具有高效硫酸鹽還原能力的SRB，通過紫外線-等離子體復(fù)合誘變獲得具有高抗鎘生長能力和解磷能力的解磷菌，該菌株還具有一定的解有機(jī)磷能力，能夠產(chǎn)生一定量的吲哚乙酸等植物生長刺激因子，促進(jìn)植物生長；

本發(fā)明的目的之二是提供含有上述SRB和解磷菌的微生物菌劑及其制備方法；

本發(fā)明的目的之三是提供上述SRB和解磷菌在聯(lián)合修復(fù)土壤Cd污染中的應(yīng)用。