CN107974422A - 一种用于土壤重金属污染治理的菌株 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有产酸和消除重金属的菌株，所述的菌株为嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus sp.)AC株，保藏编号为CGMCC No.14839。本发明所提供的菌株用于处理重金属污染的土壤，实验结果表明，选用重金属污染土壤实施淋滤，经过3天的淋滤后，土壤中铬、铅和砷这三种典型重金属的去除率均在80％以上。

Description

一种用于土壤重金属污染治理的菌株
技术领域
本发明属于生物环境防治技术领域，具体涉及一种用于土壤重金属污染治 理的菌株。
背景技术
矿山开采和金属冶炼导致重金属不断释放到环境中，随着工业化对自然生 物地球化学循环的干扰加重，重金属污染的问题变得越来越严重。土壤中重金 属的污染会导致土壤生态***的严重破坏，影响生长在该环境下的动植物***。 因此，将重金属从环境中清除以尽量减小其对生态***的影响，在成本和技术 方面都是一项具有挑战性的研究。
作为生物修复技术中新兴发展方向的微生物修复，则利用微生物(细菌、 藻类和酵母等)来减轻或消除重金属污染.与物理化学修复方法相比，应用环 境生物修复技术处理污染物时，最终产物大都是无害、稳定的物质，不破坏植 物生长所需的土壤环境，可以使污染物完全从环境中去除，处理时间短，并且 投资少，不会产生二次污染，操作简单。但在实施过程中，需要加酸调节反应 的pH至3以下，不仅增加了成本，也会增加运行时的难度。因此现在最关键的 问题是筛选具有去除重金属能力，同时可以进一步减少酸用量的，能够在较宽 泛pH体系中发挥功能的菌株。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有去除重金属和能在较宽泛pH范围体系中生长 的菌株，该菌株通过自身的产酸作用，将土壤中的重金属溶出，以达到净化土 壤的目的。
本发明首先提供一种去除重金属和能在较宽泛pH范围体系中生长的菌株， 所述的菌株为嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus sp.)AC株，于2017年10月27日保 藏在北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所的中国微生物 菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.14839。
扩大培养上述菌株的方法，其中培养基的pH范围为0.8-7.0。温度为 20-50℃；
本发明还提供一种用于扩大培养上述菌株的培养基，其组成如下：硫酸铵 0.1-0.5g/L，磷酸二氢钾1-3g/L，硫酸镁0.1-0.5g/L，氯化钙0.1-0.5g/L，单质硫 0.3-0.5g/L。
本发明再一个方面提供一种处理重金属污染土壤的方法，是用上述扩大培 养的菌液来处理土壤；
其一种具体操作如下：
1)种子液培养：培养基含有如下的组分：硫酸铵0.1-0.5g/L，磷酸二氢钾 1-3g/L，硫酸镁0.1-0.5g/L，氯化钙0.1-0.5g/L，单质硫0.5g/L，无需调整pH， 在30度培养3天，完成种子液的制备；
2)重金属淋滤：选用重金属污染土壤实施淋滤处理土壤。
选用重金属污染土壤(铬590g/m3，铅610g/m3，锌160g/m3)实施淋滤， 经过3天的淋滤后，土壤中铬、铅和砷这三种典型重金属的去除率均在80％以 上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的描述。
实施例1：菌株的筛选及理化性质
发明人是从腾冲热泉的水样中分离到一株嗜酸的革兰氏阴性杆菌，是将热 泉样品用单质硫连续传代培养后，采用梯度稀释的方法筛选获得的，培养基的pH值为2.5，在45℃下进行培养获得了本发明的菌株。经***鉴定16s rRNA基 因序列分析鉴定为嗜酸硫杆菌属，命名为嗜酸硫杆菌(Acidithiobacillus sp.)AC 株，于2017年10月27日保藏在北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学 院微生物研究所的中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号 为CGMCC No.14839。
本发明筛选的AC株的理化性质如下：
1)菌株的形态特征
菌株为杆状，其菌体长约0.4-0.8μm，菌体宽度为0.2-0.4μm。染色结果 显示为革兰氏阴性菌，无芽孢，菌体不具有荚膜，不具有端生的鞭毛。
2)培养条件
嗜酸硫杆菌AC在液体培养基中生长，细菌液体9k添加单质硫的培养基上 45℃培养72小时，会混浊生长，不形成菌膜，无沉淀现象。嗜酸硫杆菌AC的 生长温度范围为25～55℃，通过细胞计数检测，发现在45℃下，细胞传代繁殖 时间最短，是该菌的最佳生长温度。
实施例2：菌株的效果
1、小规模试验
1)制备种子液
选用9k培养基，添加0.1％(W/V)的单质硫，在30℃，180rpm对细菌 进行扩大培养，至OD600的值为0.3-0.6时停止培养，制得种子液。
2)含重金属污泥的处理
将1kg污泥堆积在发酵池或发酵罐中，然后加入9k培养基，使污泥在培 养基中的质量浓度为10％，然后将培养好的菌液按1∶10的比例加入到20L 发酵罐中，控制反应温度为30℃，搅拌发酵48-72h。在处理过程中，以每分钟1到10ml的速度向体系中通入空气。浸出操作期间以及结束后，用国标法测定 浸出液中的重金属的含量，结果显示，选用重金属污染土壤(铬590g/m3，铅 610g/m3，砷160g/m3)实施淋滤，经过3天的淋滤后，土壤中铬的去除率为85％ 以上，铅95％以上，砷以上90％。上述结果表明本发明的菌株具有很好的降解 重金属的效果。
2、中试运行
1)制备种子液
选用9k培养基，添加0.1％(W/V)的单质硫，在45℃，180rpm对细菌 进行扩大培养，至OD600的值为0.5-1.0时停止培养，制得种子液。
2)含重金属污泥的处理
将2吨污泥堆积在发酵池或发酵罐中，然后加入9k培养基，使污泥在培 养基中的质量浓度为10％，然后将培养好的菌液按1∶10的比例加入到发酵 池或发酵罐中，然后用循环水管或蒸汽加温到30℃，搅拌发酵48-72h。在处理 过程中，以每分钟1到10ml的速度向体系中通入空气。浸出操作期间以及结 束后，用国标法测定浸出液中的重金属的含量，结果显示，选用重金属污染土 壤(铬590g/m3，铅610g/m3，砷160g/m3)实施淋滤，经过3天的淋滤后，土 壤中铬的去除率为80％以上，铅90％以上，砷85％以上。上述结果表明本发明 的菌株具有很好的降解重金属的效果。

Claims (7)

1.一种菌株，其特征在于，所述的菌株的保藏编号为CGMCC No.14839。
2.权利要求1所述的菌株在产酸或消除重金属中的应用。
3.一种扩大培养权利要求1所述的菌株的方法，其特征在于，所述的方法，其中培养基的pH范围为0.8-7.0。温度为20-50℃。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的培养基，其组成如下：硫酸铵0.1-0.5g/L，磷酸二氢钾1-3g/L，硫酸镁0.1-0.5g/L，氯化钙0.1-0.5g/L，单质硫0.3-0.5g/L。
5.一种处理重金属污染土壤的方法，其特征在于，所述的方法是使用权利要求1所述的菌株来处理土壤。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的方法是用权利要求1所述的菌株的扩大培养的菌液来处理土壤。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的方法包括如下的步骤：
1)种子液培养：培养基含有如下的组分：硫酸铵0.1-0.5g/L，磷酸二氢钾1-3g/L，硫酸镁0.1-0.5g/L，氯化钙0.1-0.5g/L，单质硫0.5g/L，无需调节pH，在30度培养3天，完成种子液的制备；
2)重金属淋滤：选用重金属污染土壤实施淋滤处理土壤。
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