[发明专利]ZWL73菌株在4-氯硝基苯及硝基苯原位生物修复中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及菌株在环境有机污染物治理技术领域，更具体涉及一种利用恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)ZWL73菌株在4-氯硝基苯和硝基苯污染土壤中进行原位生物修复中的应用。

背景技术

氯代硝基芳香类化合物(Chloronitrobenzenes)是有毒有害且难降解的污染物类群之一。氯代硝基芳香类化合物的代表，4-氯硝基苯(1-chloro-4-nitrobenzene或4-chloronitrobenzene，4CNB)常用于有机化合物合成中间体，染料和农药等，较难溶于水，因而多沉积在土壤中，被土壤颗粒吸附，造成污染。经过研究发现氯代硝基苯类化合物(Chloronitrobenzenes，CNBs)会引起人体和动物的高铁血红蛋白血症(Methemoglobinemia)，是一种诱变剂和致癌剂，近年来倍受环境学家关注。4CNB分子中氯离子和硝基的易得电子特性和其立体结构特征，使它们任何一个单独存在都可增加了苯环裂解的难度，当二者共同存在时，苯环裂解难度会更大，因而在环境中更加难以降解。

氯代硝基苯类化合物作为原材料和中间体早已被广泛用于生产和制造各种染料、农药、医用药品等，我国自1950年就开始生产氯代硝基苯，目前生产厂家20余家，几乎遍布全国各地。氯代硝基苯类化合物已通过多种途径进入环境，成为首要有毒有害且难降解的污染物类群之一。

硝基苯是一种重要的化工原料，被广泛应用于制造苯胺、炸药、润滑剂、农药、及香料等的工业生产中。随着人类工业生产的迅猛发展，大量的硝基苯进入到自然环境中。据估计，每年全世界大概有一万吨以上的硝基苯被排入环境。硝基苯是高毒性物质，被人类皮肤吸收或从呼吸道吸入其蒸汽后，会引起中毒甚至致死，所以它被列入世界《环境优先控制有毒有机污染物》的名单。

清除污染环境中的污染物可以采用物理或化学的方法进行，但是这些方法往往操作繁琐、成本较高，而且容易产生二次污染。

生物修复技术主要是利用天然的或接种的生物并通过工程措施为生物生长与繁殖提供必要的条件，从而加速环境污染物的降解或去除，使其浓度降至环境标准规定的安全浓度之下。

生物修复技术根据所利用的生物类群，可以分为微生物修复、植物修复、动物修复。由于土壤中微生物种类丰富，而且微生物可以降解代谢多类污染物，因而微生物修复在各类生物修复中研究最多，也应用最广。

从修复工艺上看，生物修复技术分为原位生物修复(In SituBioremediation)和异位生物修复(Ex Situ Bioremediation)。原位修复一般指在现场处理，不涉及到受污染介质的运输，因而成本较低，但较难严格控制。异位修复是将污染物运至专用的处理设施或反应器中，处理效率较高宜控制，但费用较高。

微生物修复技术与其他修复技术相比有以下优点：1)不破坏植物生长所需的土壤环境；2)不会形成二次污染或导致污染物的转移，遗留问题少；3)可最大限度地降低污染物浓度，并且污染物可在原地被降解清除；4)费用低，是现有环境工程技术，如传统的化学，物理修复经费的30％—50％；5)操作简便，操作人员可以避免受污染物直接影响；6)修复时间相对较短，对周围环境干扰少。

虽然在污染物的处理中，物理、化学方法做出了一定的贡献，生物修复技术区别于其它技术的最根本特点是消除污染物而不是分离转移污染物，从而在根本上解决环境问题，被誉为21世纪治理环境污染的优选技术，具有广泛的发展和应用前景。我国从20世纪90年代起开始对生物修复技术进行研究。

氯代硝基苯类化合物的毒性及其已经引起的环境问题，已经促使人们尝试通过生物修复的方法解决环境中氯代硝基苯类化合的污染。但目前的研究还是集中在菌种分离和微生物培养方法方面，分离得到了几株能够分解代谢氯代硝基苯类化合物的微生物菌株。如专利“一种降解对氯代硝基苯的睾丸酮丛毛单胞菌及其用途”(CN200310114337.7)分离了一株睾丸酮丛毛单胞菌(Comamonas testosteroni)菌株，专利“恶臭假单胞菌ZWL73及其制法和应用”(CN03128122.2)分离了一株恶臭假单胞菌ZWL73，这些菌株能以对氯代硝基苯为唯一碳源、氮源和能源生长，同时将对氯代硝基苯完全降解利用。但是目前尚无利用对氯代硝基苯利用菌株进行土壤污染物的生物修复的报道。

发明内容