[發(fā)明專利]一種轉(zhuǎn)化污染土壤中重金屬鎘的微生物制劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710479625.4
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107058197B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉學(xué)端;柏連陽;劉宏偉;蔣慧丹;尹華群;梁伊麗;劉亞姿
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué);湖南省農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究所
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N1/16;B09C1/10;C12R1/72;C12R1/645;C12R1/01;C12R1/74
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 袁靖

本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)化污染土壤中重金屬鎘的微生物制劑及其制備方法。由以下兩個菌群混合后富集培養(yǎng)得到：（1）假絲酵母菌、單胞瓶霉菌、圓紅東孢酵母菌、隱球菌組成菌群1；（2）嗜酸氧化亞鐵硫桿菌、嗜中高溫嗜酸古菌、嗜熱硫氧化硫桿菌、嗜鐵鉤端螺旋菌、氧化硫硫桿菌組成菌群2。使用該菌劑處理鎘污染土壤，金屬鎘由難溶態(tài)轉(zhuǎn)化為可溶態(tài)之后的去除率為70?82％，該菌劑具有轉(zhuǎn)化效率高、周期短、費用低、無二次污染，易于推廣等優(yōu)勢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微生物治理重金屬污染技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能高效生物轉(zhuǎn)化污染土壤中鎘形態(tài)的微生物菌劑及其制備方法。

背景技術(shù)

近年我國在經(jīng)濟發(fā)展上取得了舉世矚目的成就，但是，過度的工業(yè)活動帶來了嚴重的環(huán)境污染，對居民健康造成嚴重威脅，并對社會、經(jīng)濟和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展帶來了巨大隱患。我國農(nóng)村環(huán)境面臨多種環(huán)境問題，主要包括土壤重金屬污染、土壤肥力減退、耕地鹽堿化、河流水體富營養(yǎng)化、農(nóng)藥、化肥、殺蟲劑等濫用造成的環(huán)境污染等。

據(jù)國家相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前，中國重金屬污染耕地占總耕地的1/5，約為2000萬公頃，其中工業(yè)“三廢”污染農(nóng)田1000萬hm²，重金屬污染的土地面積占污染總面積的64.8％。當(dāng)前的土壤重金屬污染主要集中在鎘、汞、鉛、鉻、砷等生物毒性顯著元素的污染,而在所有的污染土壤的重金屬元素中，鎘以移動性大、毒性高、污染面積最大被稱為“五毒之首”而成為最為關(guān)注的元素。2001年我國污水灌溉省份生產(chǎn)的大米中Cd含量超出標(biāo)準(zhǔn)值，我國每年由于糧食重金屬含量超標(biāo)直接給國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟損失，農(nóng)作物產(chǎn)量銳減，被重金屬污染過的農(nóng)作物達1200萬噸。

重金屬污染對于環(huán)境和人類都有著重大危害，傳統(tǒng)處理重金屬污染的方法歸納起來主要有4種：分別是化學(xué)方法、物理方法、物理化學(xué)方法和農(nóng)藝措施。目前，治理重金屬的途徑主要有兩條，一是去除土壤中的重金屬，二是減少Cd在生態(tài)系統(tǒng)中的生物可利用性和流動性。我國重金屬污染存在地區(qū)性和特異性，治理方法需要按照多層次、多方法綜合治理的方式，全面推進重金屬防治工作。相關(guān)研究表明，微生物治理土壤鎘污染具有無污染、見效快、成本低等眾多優(yōu)點，不會造成二次污染等不良后果。目前研究表明微生物治理重金屬污染的機制是微生物本身對重金屬具有富集性，這極大地為生物防治污染提供了理論支持。微生物積累并轉(zhuǎn)換水稻田中的重金屬鎘，發(fā)生細胞外沉淀和胞內(nèi)累積作用，鎘元素的化合物在生物體的不同部位上發(fā)生沉積作用，通過細胞本身的分解代謝途徑主要有兩種去向：第一是某些重金屬離子被生物降解，第二是與細胞中的多聚物發(fā)生螯合作用，某些微生物生成的酶蛋白能和鎘發(fā)生親和作用從而還原鎘離子。

在國內(nèi)已申請的相關(guān)專利中,專利《一種重金屬污染土壤的微生物修復(fù)方法》（申請?zhí)枺?01110122739.6，公開日：2011-11-16）公開了一種利用球形紅細菌制劑配合淹水治理土壤的方法,其工作原理主要為利用球形紅細菌在富水厭氧環(huán)境下大量繁殖后吸附重金屬,再經(jīng)由水滲入地下降低土壤中的重金屬濃度,但其在治理過程中土壤不能用于種植作業(yè),經(jīng)濟成本高,另一方面,菌種過于單一,普適性差,適用范圍小,能治理的重金屬種類及程度均較低。專利《重金屬污染土壤微生物修復(fù)劑及其應(yīng)用》（申請?zhí)?01410682558.2，公開日：2015-04-22）公開了一種采用枯草芽抱桿菌和熱帶假絲酵母作為有效成份的重金屬污染土壤治理劑,該發(fā)明的生物修復(fù)劑可以吸附一定比例的重金屬,并可在土壤中存留一段時間,但熱帶假絲酵母屬厭氧菌類,在干燥通風(fēng)的土壤中無法長期存活,而枯草芽抱桿菌作為需氧菌則無法在濕性土壤中長久存活,兩種有效菌種生存環(huán)境相沖突,另一方面,有效菌株類太少,由于每種微生物都有其局限,因此其治理土壤的效果既不長效、也不全面。

生態(tài)系統(tǒng)中微生物具有種類多、代謝旺盛且途徑多樣等特征，且微生物處理法技術(shù)成熟操作簡單，在土壤鎘污染治理中有較為明顯的優(yōu)勢，因此被廣泛采納，如何找尋到能夠共同生長、且協(xié)同作用強、能夠很好的在污染土壤中生存的復(fù)配菌劑將是未來科研發(fā)展的方向。

發(fā)明內(nèi)容