一株枯草芽孢杆菌及其处理铀、镉污染水体的方法技术

本发明专利技术提供一株枯草芽孢杆菌，该菌株的分类命名为：Bacillus subtilis GRINML10；保藏单位：中国典型培养物保藏中心；地址：中国武汉武汉大学；保藏日期：2019年11月20日；保藏编号：CCTCC NO：M 2019958。本发明专利技术的枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis GRINML10具有高效降解无机磷和有机磷的双重作用，且降解有机磷的效果优于无机磷。此外该菌对铀和镉的耐受性高，能在较宽的pH值条件下促进水中铀的沉淀和镉的吸附，适用于处理高浓度铀和镉复合污染水体。该方法以植酸钙作为磷源和碳源实现枯草芽孢杆菌对铀和镉的协同治理。本发明专利技术涉及的枯草芽孢杆菌对人、畜安全，没有环境污染问题，并且具有操作简单、效率高、适用范围广等优点。

【技术实现步骤摘要】
一株枯草芽孢杆菌及其处理铀、镉污染水体的方法
本专利技术属于微生物领域，特别是涉及一种枯草芽孢杆菌(BacillussubtilisGRINML10)、培养方法以及利用该菌将难溶性无机/有机磷源转化为可溶性磷酸盐，并高效处理铀、镉污染水体的方法。
技术介绍
铀矿的开采和水冶过程中产生大量铀尾矿(渣)，鉴于大多数铀尾矿(渣)露天堆放，尾矿渣返酸或经过风化、雨水和地表水作用等，尾矿(渣)库中渗水铀和镉浓度超标。这些铀、镉污染水体不断向周围土壤以及地下水渗透、迁移，造成水生动物死亡甚至消失，严重情况甚至威胁到污染区域动植物和人类的生命安全。鉴于235U、238U的半衰期分别为7×108年、4.4×109年，导致污染的进一步加剧和持续，成为我国亟待治理的重要环境污染问题。对已产生的铀、镉污染水体经收集后目前主要是采取化学处理的方法(沉淀法或吸附法)，向水中添加某些化学物质与铀和镉反应生成难溶性沉淀。这些处理方式虽然处理工艺简单，但是处理过程产生的沉淀产物量大，处理成本高，二次污染风险高。相比之下，采用微生物法，将放射性废水中的溶解态铀转化为难溶的磷酸铀酰沉积物，并且可以高效吸附废水中的镉，同步降低废水中铀和镉的浓度，具有投资成本低、效率高，操作简单，沉淀产物量少且稳定等优点。通过微生物的酶促作用促进无机/有机磷源中磷酸根的释放，从而将水体中的污染物转变为稳定的金属-磷酸盐矿物。因此，开发一种对铀、镉污染水体治理效果好，价格低廉，操作简便，可规模化应用，且无二次污染的微生物菌剂成为该
急需解决的迫切要求。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的第一个目的在于提供一种枯草芽孢杆菌。本专利技术的第二个目的在于提供富集上述枯草芽孢杆菌的有机磷培养基及无机磷培养基。本专利技术的第三个目的在于提供上述枯草芽孢杆菌在溶解无机磷和有机磷中的应用。本专利技术的第四个目的在于提供上述枯草芽孢杆菌在处理铀、镉污染水体中的应用。本专利技术的第五个目的是提供一种处理铀、镉污染水体的方法，该方法利用植酸钙为有机磷源，使用上述枯草芽孢杆菌可以有效降低污染水体中铀、镉的浓度。为了实现上述目的，本专利技术提供一种枯草芽孢杆菌，该菌株的分类命名为：BacillussubtilisGRINML10；保藏单位：中国典型培养物保藏中心；地址：中国武汉武汉大学；保藏日期：2019年11月20日；保藏编号：CCTCCNO：M2019958。本专利技术还提供一种分离培养上述的枯草芽孢杆菌的培养基，该培养基配方为：葡萄糖5～10g/L，KCl0.1～0.5g/L，MgCl2·6H2O0.1～0.5g/L，(NH4)2SO40.5～1.0g/L，Ca3(PO4)25～10g/L，酵母浸提物2.0～4.0g/L，0.4％溴酚蓝2.0～3.0mL/L，配制时将上述成分溶于蒸馏水中，调整pH为6.0～7.0，再加入质量百分比为1.5～2.0％的琼脂。本专利技术还提供一种用于富集培养上述的枯草芽孢杆菌的无机磷培养基，该培养基配方为：葡萄糖5～10g/L，MgCl2·6H2O0.5～1.0g/L，MgSO4·7H2O5～10g/L，KCl0.2～0.5g/L，(NH4)2SO41.0～2.0g/L，Ca3(PO4)23.0～5.0g/L，配制时将上述成分溶于蒸馏水中，调整pH为6.0～7.0。用于富集培养上述的枯草芽孢杆菌的有机磷培养基，该培养基配方为：植酸钙0.1～1g/L，MgCl2·6H2O3～5g/L，MgSO4·7H2O0.1～0.5g/L，KCl0.1～0.5g/L，(NH4)2SO40.05～0.1g/L。当用于培养枯草芽孢杆菌时上述成分溶于蒸馏水，当用于治理污水时，将上述成分溶于废水。本专利技术还提供一种处理铀、镉污染水体的方法，包括以下步骤：1)将上述的枯草芽孢杆菌接种于LB液体培养基中，30～35℃、150～180rpm振荡培养24～48h，制得种子液；2)将步骤1)制得的种子液按体积百分比1～3％的接种量接种至上述有机磷液体培养基中，30～35℃，150rpm振荡培养24～48h，制得发酵液；3)向污染水体中加入步骤2)制得的发酵液和液体培养基成分，发酵液加入比例为1～4v/v％；4)将步骤3)中的水体继续放入摇床中在30～35℃，150rpm条件下振荡处理，每隔24h取样检测水体中U(VI)、Cd和可溶性磷浓度，直至U(VI)和Cd的浓度不再发生变化。进一步地，步骤3)中所述的液体培养基成分为：在每L废水中加入植酸钙0.1～1g，MgCl2·6H2O3～5g，MgSO4·7H2O0.1～0.5g，KCl0.1～0.5g，(NH4)2SO40.05～0.1g。本专利技术所用枯草芽孢杆菌的菌种分离自江西省某铀尾渣库周边土壤。本专利技术的枯草芽孢杆菌BacillussubtilisGRINML10具有如下特点：菌种为杆菌，菌体大小为0.6～0.9×2～3μm。革兰氏染色为阳性，有芽孢，能运动，周生鞭毛，在含磷培养基中菌落为微黄色，直径在2～3mm，菌落为圆形。菌种生长的pH范围为3.0～8.0，最适pH为6～7；生长温度范围在20～45℃，最适生长温度为30～35℃。菌种能在含磷培养基中生长，且在铀、镉污染环境中生长状况良好。本专利技术的特点在于：1)本专利技术提供的枯草芽孢杆菌同时具有溶解有机磷和无机磷的作用，且对有机磷的溶解能力高达400～450mg/L。2)本专利技术提供的枯草芽孢杆菌能在较宽的pH值范围内对铀和镉具有较高的耐受性，可耐受pH为3～8，对铀和镉的耐受浓度分别高达100mg/L和200mg/L，可以处理含铀的浓度范围为0.5～100mg/L，含镉浓度范围为1～200mg/L的污染水体，处理后水体的pH值能自然变为中性。3)本专利技术提供的枯草芽孢杆菌能够通过解磷作用沉淀矿化污染水体中铀的同时，同步实现菌株对镉的吸附作用。4)本专利技术方法对铀、镉污染水体的治理过程中添加植酸钙既可作为磷源，又能作为碳源，无需添加其他额外的碳源，同时不添加任何有毒的化学试剂，不会对环境造成二次污染。5)本专利技术方法对铀、镉污染水体的治理过程中能在1h内去除铀、镉污染水体中超过70％的U(VI)和80％的Cd，对U(VI)去除率高达90％，对Cd去除率超过90％。6)本专利技术方法与目前工业上应用的方法相比，具有效率高，操作简单，对环境扰动性小等优点。7)本专利技术微生物对人、畜安全，无环境污染问题。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供一株枯草芽孢杆菌及其处理铀、镉污染水体的方法，该菌对铀和镉的耐受性高，能在较宽的pH值条件下促进水中铀的沉淀和镉的吸附，适用于处理高浓度铀和镉复合污染水体。该方法以植酸钙作为磷源和碳源实现枯草芽孢杆菌对铀和镉的协同治理。本专利技术提供的枯草芽孢杆菌对人、畜安全，没有环境污染问题，并且具有操作简单、效率高、适用范围广的特点。附图说明图1为本专利技术菌株Bacillussubti本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一株枯草芽孢杆菌，其特征在于，该菌株的分类命名为：Bacillus subtilisGRINML10；保藏单位：中国典型培养物保藏中心；地址：中国武汉武汉大学；保藏日期：2019年11月20日；保藏编号：CCTCC NO：M 2019958。/n

【技术特征摘要】
1.一株枯草芽孢杆菌，其特征在于，该菌株的分类命名为：BacillussubtilisGRINML10；保藏单位：中国典型培养物保藏中心；地址：中国武汉武汉大学；保藏日期：2019年11月20日；保藏编号：CCTCCNO：M2019958。


2.一种用于分离如权利要求1所述的枯草芽孢杆菌的培养基，其特征在于，该培养基配方为：葡萄糖5～10g/L，KCl0.1～0.5g/L，MgCl2·6H2O0.1～0.5g/L，(NH4)2SO40.5～1.0g/L，Ca3(PO4)25～10g/L，酵母浸提物2.0～4.0g/L，0.4％溴酚蓝2.0～3.0mL/L，配制时将上述成分溶于蒸馏水中，调整pH为6.0～7.0，再加入质量百分比为1.5～2.0％的琼脂。


3.一种用于富集如权利要求1所述的枯草芽孢杆菌的无机磷培养基，其特征在于，该培养基配方为：葡萄糖5～10g/L，MgCl2·6H2O0.5～1.0g/L，MgSO4·7H2O5～10g/L，KCl0.2～0.5g/L，(NH4)2SO41.0～2.0g/L，Ca3(PO4)23.0～5.0g/L，配制时将上述成分溶于蒸馏水中，调整pH为6.0～7.0。


4.一种用于富集如权利要求1所述的枯草芽孢杆菌的有机磷培养基，其特征在于，该培养基配方为：植酸钙0.1～1g/L，MgCl2·6H2O3～5g/L，MgSO4·7H2O0.1～0.5g/L，KCl0.1～0.5g/L，(NH4)2SO40.05～0....

【专利技术属性】
技术研发人员：钟娟，刘兴宇，崔兴兰，胡学武，李红霞，刘营，袁学韬，陈勃伟，
申请(专利权)人：有研资源环境技术研究院北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11