[發明專利]一種耐鈾細菌及其用于降解處理重金屬富集植株的方法

有效

• 申請號: 201810926046.4
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN110511880B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 陳曉明;羅學剛;王丹;張詳輝;晏婷婷;任利華
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N13/00;C02F3/34;B09C1/10;C12R1/07;C02F101/20
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 詹永斌

本發明公開了一種耐鈾細菌及其用于降解處理重金屬富集植株的方法，所述細菌為萎縮芽孢桿菌，拉丁文Bacillus atrophaeus，保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心CGMCC，保藏號為16080，保藏日20180725。耐鈾細菌對極端環境具有較強的耐受性，能耐受高溫、輻射等不良條件；降解方法簡單，去除率高。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及一種耐鈾細菌及其用于降解處理重金屬富集植株的方法。

背景技術

重金屬材料在人類工業技術的發展中，一直是一種不可或缺的資源。隨著現今越來越多的高新技術產業的形成，雖然產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，包括礦區開采、尾礦堆放和礦石提煉以及后續加工利用均會造成局部重金屬濃度過高，從而對周圍環境產生影響，污染區域會隨著雨水和流域逐漸擴大。

據不完全統計，在2010年前后，我國城市工業廢水排放總量達400億t/年，其中排出的強毒性重金屬，如Cd、Hg等達到了2700t左右，造成大約90％的城市河流、75％的湖泊、50％的地下水以及20％的耕地受到了不同程度的污染。

重金屬污染的主要來源是由人為活動造成的，包括：工業垃圾的產生、化肥農藥的濫用、污水灌溉和大氣沉降等。重金屬以其特殊的化學特性，對環境、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組成，直接或間接破壞生態結構，并通過土壤水體-作物系統遷移累積，進而影響人體健康。

隨著現今工業的發展和核能的利用，導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境最主要的原因，因在此過程中會產生大量的重金屬尾礦和廢料，造成水體和地表環境的污染，進而影響到生態的變化。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、核武器試驗場等。鈾的毒性表現為化學毒性和放射毒性，鈾主要發射能量較低的α射線從而造成內輻射。鈾的半衰期長達上億年，被鈾污染的場地若不妥善治理，會對人類和動物的健康產生潛在的、長期的危害，因此有必要修復被鈾污染的土地。另外，鈾會伴生多種重金屬，如鉛、鍶、鎘。因此，鈾污染區域多為復合重金屬污染，使得污染修復異常復雜。

常規的物理和化學方法雖然可以用來處理水-土介質中的重金屬，但因其成本高，易造成二次污染，處理過程對人體危害大，因而不易實地操作；相比起來，生物修復表現出更多的優點。迄今為止，重金屬污染環境生物修復研究多局限在實驗室內進行，僅有少數實驗進入大田階段。

植物修復技術是當前重金屬污染修復領域的研究熱點，然而有關修復后產生的重金屬富集植物處置技術的研究相對缺乏。

但利用富集植物修復重金屬污染會產生大量的重金屬富集生物質，如若處置不當，則會引起二次污染。Blaylock等利用螯合劑EDTA強化印度芥菜(Brassica juncea)修復Pb污染土壤，結果發現每6周就能收獲地上部干重高達6t/hm²，Pb的含量高達10000-15000mg/kg。 Chen等研究蜈蚣草(Pteris vittata L.)可作為修復As污染土壤的超富集植物，其鮮重可達36 t/hm²。重金屬富集生物質處置技術作為植物提取修復技術的重要組成部分，該技術的短板被認為是制約植物修復工程化和商業化應用的重要原因之一。因此，重金屬富集生物質安全處置技術是今后植物修復技術亟需解決的重要科學問題之一。

植物中的組成物質大部分都是纖維素、半纖維素和木質素，一般生物質中，纖維素成分大約在40％-50％之間，半纖維素約占10％-30％，以及木質素為20％-30％。而這些物質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素。最大程度、最高效地降解木質纖維素以期實現生物質的高效降解和高量減容是目前所需。

發明內容