处理重金属污染土壤用微生物菌株及其筛选方法与应用技术

本发明专利技术公开了处理重金属污染土壤用微生物菌株及其筛选方法与应用；筛选的微生物菌株为枯草芽孢杆菌，保藏编号为CCTCC NO:M 2017831。将该微生物菌株接种于培养基中，培养至对数生长期，获得菌液；将菌液加入重金属污染土壤中，混合均匀，完成重金属污染土壤的处理；或将菌液真空冷冻干燥后加入土壤，混合均匀，完成重金属污染土壤的处理；通过将高毒性的Cr

【技术实现步骤摘要】
处理重金属污染土壤用微生物菌株及其筛选方法与应用
本专利技术涉及微生物领域，是一种修复重金属污染土壤用微生物菌株及其筛选方法与应用。
技术介绍
随着冶炼、采矿、化工等行业的快速发展，农田的不合理施肥及污水灌溉等人为活动导致越来越多的重金属不断进入环境。重金属可以经食物链转移，且具有三致作用，严重威胁着人类的健康安全。此外，重金属活跃在各介质间，它们相互作用，循环运动，使得生态环境遭到破坏，并最终归趋于土壤，对环境的长期性污染由此形成。污染土壤的重金属元素主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等具有显著性生物毒性元素，以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。在土壤修复行业，已有的土壤修复技术已达到100多种，常用技术也有十多种，大致可分为物理、化学和生物三大类。对于重金属污染土壤，物理法有客土法、换土法、深耕翻土法、隔离包埋法和电动修复法等；化学法有固化/稳定化法、化学淋洗法和热处理法等；生物法有动物、植物和微生物修复法等。尽管物理和化学法有一定的重金属去除效果，但存在成本高、解毒不彻底，适用性不广泛，易产生二次污染等问题；在生物法中，由于微生物修复法具有无二次污染、适用范围广等优点而被广泛关注。当前针对铬污染土壤的治理，物理方法普遍需要耗费大量资金、人力物力，且移除的污染土壤又易引起二次污染。化学方法则易再度活化重金属。生物方法也具有局限性，如修复周期长，在实地修复中并没有很好的成功案例。目前多数受关注的修复技术均处于实验室试验阶段，实际修复效果并不理想。因此，寻找一种节能高效，经济环保的修复措施至关重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一微生物菌株及其筛选方法与该菌株在处理重金属污染土壤中的应用，所获得的微生物菌株对土壤中的重金属铬具有较强的耐受性以及钝化作用，通过将高毒性的Cr6+还原成低毒性的Cr3+，来降低铬的生物有效性，减少植物对其吸收利用，从而达到修复土壤污染的目的。为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种处理重金属污染土壤用微生物菌株，为芽孢杆菌属，已于2017年12月25日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNO:M2017831；保藏地址为中国武汉，武汉大学，命名为芽孢杆菌NiuCr1(Bacillussp.NiuCr1)。本专利技术还公开了上述处理重金属污染土壤用微生物菌株的筛选方法，包括以下步骤：(1)将未受污染土壤与含有Cd6+的牛肉膏蛋白胨液体培养基混合，振荡培养获得土壤混合液；然后将土壤混合液离心，得到上清液；(2)将步骤(1)得到的上清液梯度稀释后分别涂布于含有Cd6+的牛肉膏蛋白胨固体培养基上，在37℃培养2天，比较菌株的生长状况，从中筛选出目标微生物菌株。将步骤(2)获得的微生物菌株接种到含有不同浓度Cd6+的牛肉膏蛋白胨液体培养基中，培养2～3天后观察培养基中是否有该特异菌株长出，无特异菌株长出的培养基浓度为该菌株最大耐受浓度。上述技术方案中，步骤(1)中，所述振荡培养的温度为28℃，速度为150rpm，时间为72小时，对微生物菌株进行驯化，所述含有Cd6+的牛肉膏蛋白胨液体培养基中，Cd6+的浓度为100mg/L；步骤(2)中，所述培养为倒置培养；步骤(2)中，将上清液分别稀释为10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8，然后将不同浓度梯度的上清液分别涂布于含有100mg/LCd6+的牛肉膏蛋白胨固体培养基上，在37℃培养2天；选取在稀释10-5倍数时易于菌株单独分离、在含有100mg/LCd6+的牛肉膏蛋白胨固体培养基上能正常生长的菌株划线分离，得到目标微生物菌株，纯化后制作斜面保存。上述技术方案中，所述牛肉膏蛋白胨液体培养基的pH为7.0～7.5，包括以下质量百分数的组分：0.8～1.2％蛋白胨、0.4～0.6％牛肉浸膏、0.3～0.6％氯化钠、其余为去离子水；所述牛肉膏蛋白胨固体培养基的pH为7.0～7.5，包括以下质量百分数的组分：0.8～1.2％蛋白胨、0.4～0.6％牛肉浸膏、0.3～0.6％氯化钠、2～3％琼脂、其余为去离子水。优选的，所述牛肉膏蛋白胨液体培养基包括以下质量百分数的组分：1％蛋白胨、0.5％牛肉浸膏、5％氯化钠、其余为去离子水；所述牛肉膏蛋白胨固体培养基包括以下质量百分数的组分：1％蛋白胨、0.5％牛肉浸膏、0.5％氯化钠、2％琼脂、其余为去离子水。本专利技术的土壤取自苏州大型化工厂物料堆积点或者东山镇农林种植场，由于长期施用化肥、农药和禽畜粪便等，致使此种植场受到重金属污染。通过上述方法，本专利技术筛选出一株微生物菌株，根据Ezup柱式细菌基因组DNA抽提试剂盒步骤提取该菌株的DNA用于菌种鉴定；在比对匹配度最高的结果中，菌种所测得到的16srDNA序列部分(SEQIDNO:1所示)与Bacillussp.(芽孢杆菌属)的16srDNA序列有100％的同源性，可确定菌属为Bacillus(芽孢杆菌属)，与已知菌种的匹配中，与bacillussp.(枯草芽孢杆菌)的16SrDNA序列有100％的同源性；与bacillussp.(枯草芽孢杆菌)在RDP-II数据库中(Sabscore:1.000)，序列相似性最高；可确定菌种为bacillussp.(枯草芽孢杆菌)，命名为芽孢杆菌NiuCr1。本专利技术还公开了一种重金属污染土壤处理试剂的制备方法，包括以下步骤，将上述微生物菌株接种于培养基中，培养至对数生长期，获得菌液为重金属污染土壤处理试剂；或将菌液真空冷冻干燥后制备重金属污染土壤处理试剂。本专利技术还公开了上述微生物菌株在重金属污染土壤处理或制备重金属污染土壤处理试剂中的应用，优选的，所述重金属为铬。加入本专利技术微生物菌株的菌液后土壤可交换态铬在28d内由200mg/kg降到0.115mg/kg；用水洗脱土壤，未检出Cr6+，这说明本专利技术菌株对土壤中的铬具有极强的钝化能力。此外，本专利技术所述菌株在水相中对铬具有极强的耐受性以及较强的钝化能力；土壤中可交换态铬的含量越低，则土壤中铬的钝化效果越好，植物可利用度越低。本专利技术还公开了一种重金属污染土壤的处理方法，将上述微生物菌株接种于培养基中，培养至对数生长期，获得菌液；将菌液加入重金属污染土壤中，混合均匀，完成重金属污染土壤的处理；或将菌液真空冷冻干燥后加入土壤，混合均匀，完成重金属污染土壤的处理。上述技术方案中，所述培养基为牛肉膏蛋白胨固体培养基或者牛肉膏蛋白胨液体培养基；所述重金属为铬。上述技术方案中，所述牛肉膏蛋白胨液体培养基的pH为7.0～7.5，包括以下质量百分数的组分：0.8～1.2％蛋白胨、0.4～0.6％牛肉浸膏、0.3～0.6％氯化钠、其余为去离子水；所述牛肉膏蛋白胨固体培养基的pH为7.0～7.5，包括以下质量百分数的组分：0.8～1.2％蛋白胨、0.4～0.6％牛肉浸膏、0.3～0.6％氯化钠、2～3％琼脂、其余为去离子水。优选的，所述牛肉膏蛋白胨液体培养基包括以下质量百分数的组分：1％蛋白胨、0.5％牛肉浸膏、5％氯化钠、其余为去离子水；所述牛肉膏蛋白胨固体培养基包括以下质量百分数的组分：1％蛋白胨、0.5％牛肉浸膏、0.5％氯化钠、2％琼脂、其余为去离子水。作为优选，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理重金属污染土壤用微生物菌株，其特征在于：所述处理重金属污染土壤用微生物菌株为枯草芽孢杆菌，保藏编号为CCTCC NO:M 2017831。

【技术特征摘要】
1.一种处理重金属污染土壤用微生物菌株，其特征在于：所述处理重金属污染土壤用微生物菌株为枯草芽孢杆菌，保藏编号为CCTCCNO:M2017831。2.权利要求1所述处理重金属污染土壤用微生物菌株在重金属污染土壤处理或制备重金属污染土壤处理试剂中的应用。3.一种重金属污染土壤处理试剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，将权利要求1所述处理重金属污染土壤用微生物菌株接种于培养基中，培养至对数生长期，获得菌液为重金属污染土壤处理试剂；或将权利要求1所述处理重金属污染土壤用微生物菌株接种于培养基中，培养至对数生长期，获得菌液，将菌液真空冷冻干燥后制备重金属污染土壤处理试剂。4.一种重金属污染土壤的处理方法，其特征在于：将权利要求1所述处理重金属污染土壤用微生物菌株接种于培养基中，培养至对数生长期，获得菌液；将菌液加入重金属污染土壤中，混合均匀，完成重金属污染土壤的处理；或将菌液真空冷冻干燥后加入土壤，混合均匀，完成重金属污染土壤的处理。5.根据权利要求3或者4所述的方法，其特征在于：所述培养基为牛肉膏蛋白胨固体培养基或者牛肉膏蛋白胨液体培养基；所述重金属为铬。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述牛肉膏蛋白胨液体培养基的pH为7.4~7.6，包括以下质量百分数的组分：0.8~1.2%蛋白胨、0.4~0.6%牛肉浸膏、0.3~0.6%氯化钠、其余为去离子水；所述牛肉膏蛋白胨固体培养基的pH为7.4~7.6，包括以下质量百分数的组分：0.8~1.2%蛋白胨、0.4~0.6%牛肉浸膏、0.3~0.6%氯化钠、2~3%琼脂、其余为去离子水。7.权利要求1所述处理重金属污染土壤用微生物菌株的筛选方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡慧，贺志刚，王佳斌，程刚，
申请(专利权)人：苏州逸凡特环境修复有限公司，苏州中益世纪生态环境设计研究有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32