[发明专利]耐受重金属的好氧反硝化菌株及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种环境保护技术领域的生物治理方法，具体是一种耐受重金属的好氧反硝化菌株及其应用。

背景技术

地下水作为水资源的重要组成部分，在人类社会的发展过程中起着举足轻重的作用。近20年来，由于城市生活垃圾和工业“三废”等的不合理处置，农业生产中农药、化肥的大量使用，全国地下水污染状况日趋加重。根据2010年中国地质局的取样测试数据显示，我国东部主要平原地下水质量总体堪忧，地下水三氮污染普遍，呈面状污染特征，其超标率达到7.7～15.4％，淮河以北10多个省份约有3000万人饮用高硝酸盐水，海河流域受污染的地下水资源量占地下水总资源量的62％，农村约有3.6亿人喝不上符合标准的饮用水。重金属检出普遍呈点污染特征，多分布在城市周边及工矿企业周围的污灌区。这种多污染物共同存在的复合污染严重威胁到了饮水安全和人民身体健康。因此修复和治理三氮、重金属复合污染的地下水已迫在眉睫。

现在大多数关于地下水污染的原位修复技术都是针对某一类污染物的。对于氮素污染的治理，生物脱氮是目前最为经济有效的治理技术。好氧反硝化细菌是一类能在有氧条件下发挥反销化作用的微生物，因而也能与硝化作用同步进行，并避免对硝化反应的抑制，加速硝化反应进程。目前处理重金属废水的方法中生物吸附法是最有前途的方法之一。所谓生物吸附法就是利用某些生物体本身的化学结构及成分特性来吸附溶于水中的金属离子，再通过固液两相分离来去除水溶液中金属离子的方法。近年来有关生物吸附的报道中提及的都是非活性细胞的吸附作用，但死细胞的生物吸附难以实用化，而且对于某些种类的金属来说，死细胞难以有效吸附，而活体菌却可以实现特异性吸附，所以，人们开始重新关注活体微生物在重金属生物吸附中的利用。金属离子进入活细胞，一般要经过胞外结合与运输到胞内两个阶段。前者是一个快速过程，不需要消耗能量，称为被动吸附；后者进行得较为缓慢，依赖于能量及代谢系统的调控，称为主动吸收。虽然研究者们分别在生物脱氮和生物吸附领域都取得了较大的研究进展，但还缺乏有关同步修复地下水氮污染和重金属污染的生物修复技术研究。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103937701A公开(公告)日2014.07.23，公开了一种短小芽孢杆菌shou002及其应用，其中的短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)shou002于2013年11月3日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M2013536，该短小芽孢杆菌shou002对水产病原菌具有良好的抑制作用，并且无致病性，安全可靠，能够有效的降解养殖水体中的有机物、氨氮和亚硝酸氮等污染物，优化养殖环境，促进水环境生态良性循环，可以用作饲料添加剂和水体生态环境改良剂应用到水产养殖中。但该技术并未涉及水体硝态氮的降解，且菌株本身不具有吸附重金属的能力，无法应用于重金属污染的含氮废水。

李涵在《好氧反硝化细菌的脱氮机理及其絮凝特性的研究》(南京理工大学，环境工程，2013，硕士论文)中公开了两株好氧反硝化细菌，分别命名为ADB4A和ADB7。设置硝态氮进水浓度为268.8mg·L‐1，在160r/min，30℃的环境条件下培养2天后，菌株ADB4A和ADB7对硝态氮的降解率分别达到了83％和63％。经过16SrDNA序列测定，认为菌株ADB4A和ADB7分别为短小芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌。为了更好地了解并利用好氧反硝化细菌，该文献从碳源、碳氮比、温度、转速、pH等因素着手，用单因素法探讨了好氧反硝化细菌生长的最佳环境条件以及环境对菌株的好氧反硝化作用的影响，均得到了最佳参数。但该技术在对水体硝态氮进行反硝化处理时，会导致水体中亚硝态氮和氨氮的积累，造成二次污染。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种耐受重金属的好氧反硝化菌株及其应用，该菌株能够耐受Cd²⁺、Cu²⁺等重金属，并能在上述重金属存在的条件下进行好氧反硝化作用，有效去除水体中的硝态氮和亚硝态氮，并吸附相应的重金属。该菌株培养条件粗放，操作方便简单，处理成本低，对重金属污染的含氮废水的高效净化具有重要意义。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)SNR‐3，目前该菌株保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心(简称CGMCC)，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，邮编：100101。保藏编号为CGMCC NO.7126，保藏日期是2013年1月11日。