[发明专利]修复重金属污染土壤的生物制剂及土壤修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及修复重金属污染土壤的技术领域，具体的说是一种修复重金属污染土壤的生物制剂及土壤修复方法。

背景技术

土壤是地球表面具有肥力，能生长植物的疏松表层，是人类赖以生存发展的基础，也是人类社会最基本、最重要、不可替代的自然资源。随着人类工业化进程的加快，土壤重金属污染已成为影响人类生存的重大环境问题，并产生许多世界著名的环境公害事件，如日本的骨痛病源于土壤镉污染。因此，土壤重金属污染修复已成为世界各国环境保护的研究热点。

重金属作为一类特殊的污染物，具有显著的不同于其他污染物（无机离子或有机污染物）的特点。首先，重金属在环境中不会被降解，只会发生形态和价态的变化。同时，重金属在土壤环境中的迁移能力很差，也不能为土壤生物分解，相反可在土壤和生物体内富集。因此，重金属可以在环境中长期存在。其次，一些重金属是生物生长发育所必需的营养元素，如铜、铬等，这些重金属具有很强的生物富集效应。只有超过一定浓度时，它们才可以被称作污染物，产生更高的生物累积，并对生物的生长发育产生毒副作用。第三，一旦重金属离子通过各种途径进入土壤，就会通过吸附、沉淀、络合、氧化还原、酸碱反应等过程产生价态和形态的变化，而不同价态和形态的金属，其活性、迁移性、生物毒性是不同的。第四，重金属在进入生物体内后，不易被排出，在食物链中的生物放大作用十分明显，在较高营养级的生物体内可以成千上万倍的富集起来。还可通过食物链进入人体，在某些器官中富集造成慢性中毒，影响人体健康。

现有技术中治理重金属污染的方法一般分为物理方法、化学方法、生物方法。物理、化学方法一般仅适于浓度较高重金属离子废水的处理，对重金属离子浓度较低的废水，处理效果较差且成本较高。近年来用微生物制剂处理受重金属污染的土壤成为研究的热点。目前有关生物吸附重金离子的研究报道有节杆菌属、芽孢杆菌属、丝核菌属、壤霉菌属、酵母属等。而在实际应用中，用生物发处理废水中重金属的报道较多，土壤中具体应用的报道较少。

现有的生物法修复受重金属污染的土壤中存在诸多的缺点，导致修复的效果不理想。首先，现有的生物法修复中所投加的功能微生物对环境的要求较高，特别是许多好氧微生物在土壤深层的厌氧环境下难以发挥有效作用；另外，投加的功能微生物对重金属的针对性较强，一种微生物只能修复一种或几种重金属的污染，对于受污染重金属种类较多的复合型污染不能彻底修复；第三，功能微生物对重金属的耐受力较低，对于重金属污染浓度较高的土壤也无能为力。因此，开发一种对环境的适应性强，耐受力高、修复范围广、使用方便、效果好的生物修复剂就成为重金属污染土壤生物修复的关键。

光合细菌可以通过表面静电吸附、离子交换、表面络合等作用吸附重金属；也可以通过胞外金属沉淀物、金属价态转移、胞内积累、金属硫蛋白(MT)与金属离子螯合等作用使重金属形态改变从而降低毒性；另外，光合细菌在自然界广泛存在，适应性强，特别是是光合细菌中的紫色非硫细菌,不仅能在厌氧光照的条件下,利用光能把有机物作为供氢体固定二氧化碳进行光能异养生长,而且能在有氧的黑暗条件下,以上述有机物为呼吸基质,进行好气异养生长，即具有随着生存环境而灵活地改变代谢类型的特性，这就为光合细菌原位修复重金属污染土壤提供了理论基础。

经文献与专利检索，未发现利用光合细菌制备生物制剂，并应用于土壤重金属污染修复的报道。

发明内容

本发明的目的是针对以上所述现有技术存在的不足，提供一种修复重金属污染土壤的生物制剂。

本发明的另一目的是提供一种使用生物制剂修复重金属污染土壤的方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：修复重金属污染土壤的生物制剂，其包括光合细菌中红假单胞菌属的沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonaspalustris）和红细菌属的类球红细菌（Rhodobactei sphaeroides），其中，所述沼泽红假单胞菌和类球红细菌两种菌的总数量超过30亿个/毫升。

所述沼泽红假单胞菌可以是沼泽红假单胞菌ATCC17001菌株、N菌株和/或37号菌株。

所述红细菌属的类球红细菌可以是类球红细菌ATCC17023菌株、T₂菌株和/或55号菌株。可以在山西大学光合细菌研究室或者美国菌种保藏中心（American Type Culture Collection）引进。