[發(fā)明專利]降解重金屬富集植株的微生物組合及降解方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810915226.2
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN109055263A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳曉明;羅學(xué)剛;王丹;張詳輝
• 申請（專利權(quán)）人: 西南科技大學(xué)
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N1/14;C12N13/00;C02F3/34;B09C1/10;C12R1/125;C12R1/645;C12R1/885;C02F101/20
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 詹永斌;易小藝

本發(fā)明屬于微生物領(lǐng)域，尤其涉及降解重金屬富集植株的微生物組合及降解方法，所述微生物組合為枯草芽孢桿菌(B.subtilis)?白腐菌(P.chrysosporium)?里氏木霉(T.ressei)?強(qiáng)啟動菌株QD?1（Pterula sp.strain QD?1），其中枯草芽孢桿菌:白腐菌:里氏木霉:強(qiáng)啟動菌株=0.5?1.5：0.5?1.5:0.5?1.5:0.5?1.5。成本低、能耗少、綠色安全的微生物降解減容，對富集植物的降解效果和重金屬浸出有著好的效果，極大程度、高效地降解木質(zhì)纖維素以期實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的高效降解和高量減容；菌株具有較好鈾耐受性，菌株間無拮抗性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微生物領(lǐng)域，尤其涉及一種降解重金屬富集植株的微生物組合及降解方法。

背景技術(shù)

重金屬材料在人類工業(yè)技術(shù)的發(fā)展中，一直是一種不可或缺的資源。隨著現(xiàn)今越來越多的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的形成，雖然產(chǎn)生了多種重金屬替代材料，但是重金屬資源的開采量以及需求量并未減少，反而人類對重金屬礦產(chǎn)資源的開采大大增加。在重金屬資源利用的過程中，包括礦區(qū)開采、尾礦堆放和礦石提煉以及后續(xù)加工利用均會造成局部重金屬濃度過高，從而對周圍環(huán)境產(chǎn)生影響，污染區(qū)域會隨著雨水和流域逐漸擴(kuò)大。

重金屬污染的主要來源是由人為活動造成的，包括：工業(yè)垃圾的產(chǎn)生、化肥農(nóng)藥的濫用、污水灌溉和大氣沉降等。重金屬以其特殊的化學(xué)特性，對環(huán)境、生物的污染具有持久性和生物毒性。重金屬可直接改變土壤水體化學(xué)組成，直接或間接破壞生態(tài)結(jié)構(gòu)，并通過土壤水體-作物系統(tǒng)遷移累積，進(jìn)而影響人體健康。

隨著現(xiàn)今工業(yè)的發(fā)展和核能的利用，導(dǎo)致鈾礦以及各種金屬礦的大量開采，從而造成大量的重金屬污染。金屬礦的開采和冶煉是造成重金屬污染環(huán)境最主要的原因，因在此過程中會產(chǎn)生大量的重金屬尾礦和廢料，造成水體和地表環(huán)境的污染，進(jìn)而影響到生態(tài)的變化。對于鈾污染，世界上主要的鈾污染場地主要包括：礦石開采和冶煉場地、退役的核電站、核武器試驗(yàn)場等。鈾的毒性表現(xiàn)為化學(xué)毒性和放射毒性，鈾主要發(fā)射能量較低的α射線從而造成內(nèi)輻射。鈾的半衰期長達(dá)上億年，被鈾污染的場地若不妥善治理，會對人類和動物的健康產(chǎn)生潛在的、長期的危害，因此有必要修復(fù)被鈾污染的土地。另外，鈾會伴生多種重金屬，如鉛、鍶、鎘。因此，鈾污染區(qū)域多為復(fù)合重金屬污染，使得污染修復(fù)異常復(fù)雜。

常規(guī)的物理和化學(xué)方法雖然可以用來處理水-土介質(zhì)中的重金屬，但因其成本高，易造成二次污染，處理過程對人體危害大，因而不易實(shí)地操作；相比起來，生物修復(fù)表現(xiàn)出更多的優(yōu)點(diǎn)。迄今為止，重金屬污染環(huán)境生物修復(fù)研究多局限在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，僅有少數(shù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)入大田階段。

植物修復(fù)技術(shù)是當(dāng)前重金屬污染修復(fù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，然而有關(guān)修復(fù)后產(chǎn)生的重金屬富集植物處置技術(shù)的研究相對缺乏。

但利用富集植物修復(fù)重金屬污染會產(chǎn)生大量的重金屬富集生物質(zhì)，如若處置不當(dāng)，則會引起二次污染。Blaylock等利用螯合劑EDTA強(qiáng)化印度芥菜(Brassica juncea)修復(fù)Pb污染土壤，結(jié)果發(fā)現(xiàn)每6周就能收獲地上部干重高達(dá)6t/hm²，Pb的含量高達(dá)10000-15000mg/kg。 Chen等研究蜈蚣草(Pteris vittata L.)可作為修復(fù)As污染土壤的超富集植物，其鮮重可達(dá)36 t/hm²。重金屬富集生物質(zhì)處置技術(shù)作為植物提取修復(fù)技術(shù)的重要組成部分，該技術(shù)的短板被認(rèn)為是制約植物修復(fù)工程化和商業(yè)化應(yīng)用的重要原因之一。因此，重金屬富集生物質(zhì)安全處置技術(shù)是今后植物修復(fù)技術(shù)亟需解決的重要科學(xué)問題之一。

植物中的組成物質(zhì)大部分都是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，一般生物質(zhì)中，纖維素成分大約在40％-50％之間，半纖維素約占10％-30％，以及木質(zhì)素為20％-30％。而這些物質(zhì)又難以被微生物降解利用，其中最難被微生物利用的是木質(zhì)素。最大程度、最高效地降解木質(zhì)纖維素以期實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的高效降解和高量減容是目前所需。

發(fā)明內(nèi)容