重金属污染环境的生物修复方法技术

本发明专利技术提供一种重金属污染环境的生物修复方法。本发明专利技术提供Cd高耐受菌株

Bioremediation of heavy metal polluted environment

【技术实现步骤摘要】
5g/L)。
[0014]第五方面，本专利技术提供台湾嗜铜菌X1在制备重金属污染环境修复剂中的应用。
[0015]借由上述技术方案，本专利技术至少具有下列优点及有益效果：
[0016](一)本专利技术提供Cd高耐受菌株
‑‑
台湾嗜铜菌X1，可以同时利用胞外吸附与胞内聚集方法去除环境中的Cd，为含镉污水的生物修复提供重要菌种资源。
[0017](二)梯度平板试验中，菌株X1对Cd的最大耐受浓度为2.73mM。液体培养条件下，菌株X1对Cd的最大耐受浓度为3mM。
[0018](三)通过将菌株X1交联或包埋于固定化材料中，提高其对复杂环境的耐受能力，降低复杂环境中污染物对菌株的毒害作用。生产的菌剂可以直接用于污染土壤与水体的修复。
[0019](四)菌株X1对Cd
2+
浓度为5、10mg/L水中Cd
2+
的去除效率分别为70％和47％，其中胞内聚集含量高于胞外吸附含量。
[0020](五)菌株X1可以同时耐受多种重金属，包括铜、钴、镍、锰在实际环境中具有更强的适应性。
附图说明
[0021]图1为本专利技术菌株X1的扫描电镜图。
[0022]图2本专利技术较佳实施例中菌株X1对Cd的耐受浓度测定图。
[0023]图3本专利技术较佳实施例中菌株X1在不同Cd浓度下对Cd的去除量图。
[0024]图4本专利技术较佳实施例中菌株X1在不同温度下对Cd的去除量图。
[0025]图5本专利技术较佳实施例中菌株X1在不同初始菌量下对Cd的去除量图。
[0026]图6本专利技术较佳实施例中菌株X1在5mg/L镉含量下胞外吸附量与胞内积累量图。
[0027]图7本专利技术较佳实施例中液体培养条件下菌株X1对Cd的耐受浓度测试情况。
[0028]图8本专利技术较佳实施例中菌株X1对其它重金属(如铜、钴、镍、锰)的最大耐受浓度测试情况。
具体实施方式
[0029]本专利技术提供一种水中镉高效去除与富集菌株，并利用该菌株对含镉水环境进行生物修复。
[0030]本专利技术采用如下技术方案：
[0031]本专利技术提供一株用于水中镉(Cd)高效去除与富集菌株
‑‑
台湾嗜铜菌X1(Cupriavidus taiwanensis X1)，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCCNO:M2010223，保藏日期2010年9月15日。菌株X1可参见CN111647592A。
[0032]台湾嗜铜菌X1为革兰氏阴性菌(图1)，在LB琼脂培养基上生长较快，菌落呈浅色、凸面、圆形、边缘完整、直径为0.5
‑
1.0mm。其生长温度范围为16
‑
42℃，pH范围为4
‑
11，最适温度为37℃，最适pH为7.0。
[0033]菌株X1是一种Cd高耐受菌株，梯度平板试验中，其对Cd
2+
的最大耐受浓度为2.73mM。
[0034]菌株X1可以同时利用胞外吸附与胞内聚集去除与富集水中的Cd
2+
，对Cd
2+
浓度为
5、10mg/L水中Cd
2+
的去除效率分别为70％和47％，最大富集倍数为1092倍。
[0035]以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。
[0036]实施例1菌株X1对Cd的耐受能力
[0037]1、将一次性平板以约5
°
的倾角置于玻璃棒上，倒入约10mL事先融化好的LB固体培养基，待培养基凝固后将平板水平放置，倒入融化好的等体积浓度为10mM氯化镉LB固体培养基补齐平板，放置一天后即制成含氯化镉的梯度平板。
[0038]2、吸取100μL OD
600
为0.8的菌悬液于平板上并涂布均匀，将平板置于37℃恒温培养箱中孵育，观察并记录菌株X1生长情况并计算耐受浓度。
[0039]梯度平板的结果表明，镉对菌株X1的最小抑菌浓度(MIC)为2.73
±
0.08mM，菌株X1应对高浓度Cd
2+
胁迫环境时，表现出足够强的生长能力(图2)。
[0040]实施例2不同Cd
2+
浓度对菌株X1去除镉能力的影响
[0041]配制终浓度分别为5mg/L、10mg/L和20mg/L的含Cd
2+
LB液体培养基，实验组添加总反应体积1％的OD
600
＝0.8的X1菌悬液，对照组则不添加菌悬液。将样品置于37℃、150r/min恒温振荡摇床中培养，于0、12、24、36、48、72、96、120、144h取样吸取适量生长着菌株X1的培养基，使用冷冻高速离心机8000r/min离心10分钟后，吸取适量上清液使用用无菌去离子水进行稀释，经0.22μm水相滤膜对样品进行过滤后，使用火焰原子吸收光谱仪对样品溶液中的Cd
2+
浓度进行测定。
[0042]结果如图3所示，菌株X1在含5mg/L、10mg/L和20mg/L Cd
2+
LB液体培养基中，对Cd
2+
的最大去除量分别为3.5mg/L、4.7mg/L和3.9mg/L，其对应的Cd
2+
去除率分别为70％、47％和19.5％。
[0043]实施例3不同温度对菌株X1去除镉能力的影响
[0044]配制终浓度为5mg/L含Cd
2+
LB液体培养基，添加1％总反应体积的OD
600
＝0.8的X1菌悬液，不添加菌悬液的培养基作为空白对照组，将样品分别放置于16℃、25℃和37℃三个不同温度下的恒温振荡摇床中活化培养。于0、12、24、36、48、72、96、120、144h吸取一定量生长菌株X1的液体培养基，使用冷冻高速离心机8000r/min离心10分钟后，取上清液用无菌去离子水稀释。样品经0.22μm水相滤膜过滤后使用火焰原子吸收光谱仪对样品溶液中的Cd
2+
浓度进行测定。
[0045]结果如图4所示，在总添加浓度为5mg/L的LB液体培养基中，菌株X1在16℃、25℃和37℃对Cd
2+
的去除量分别为0.23、1.99和3.50mg/L，其对应的去除率分别为4.6％、39.8％和70％。菌株X1在37℃条件下，对Cd
2+
表现出最佳的去除效果。
[0046]实施例4不同初始菌量对菌株X1去除镉能力的影响
[0047]配制OD
600
值分别为0.1、0.5和1.0的菌株X1菌悬液，添加至终浓度为5mg/L含Cd
2+
LB液体培养基中后，置于37℃、150r/min恒温振荡摇床中培养，分别在0、12、24、36、48、72、96、120、144h本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.台湾嗜铜菌X1在重金属污染环境修复中的应用，台湾嗜铜菌X1(Cupriavidus taiwanensis X1)的保藏编号为CCTCC NO:M2010233。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述重金属选自镉、铜、钴、镍、锰、银，优选镉。3.重金属污染环境的生物修复方法，其特征在于，使台湾嗜铜菌X1与重金属污染环境接触。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述重金属选自镉、铜、钴、镍、锰、银，优选镉。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述重金属污染环境是指重金属污染的水体或土壤。6.去除与富集含镉废水中镉元素的方法，其特征在于，将台湾嗜铜菌X1添加至含镉废水中，在16
‑
42℃，50

【专利技术属性】
技术研发人员：方连城，花日茂，朱颢，耿悦寒，吴祥为，史陶中，刘尚彦，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：