[发明专利]一种转化污染土壤中重金属镉的微生物制剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种转化污染土壤中重金属镉的微生物制剂及其制备方法。由以下两个菌群混合后富集培养得到：（1）假丝酵母菌、单胞瓶霉菌、圆红东孢酵母菌、隐球菌组成菌群1；（2）嗜酸氧化亚铁硫杆菌、嗜中高温嗜酸古菌、嗜热硫氧化硫杆菌、嗜铁钩端螺旋菌、氧化硫硫杆菌组成菌群2。使用该菌剂处理镉污染土壤，金属镉由难溶态转化为可溶态之后的去除率为70‑82％，该菌剂具有转化效率高、周期短、费用低、无二次污染，易于推广等优势。

技术领域

本发明属于微生物治理重金属污染技术领域，具体涉及一种能高效生物转化污染土壤中镉形态的微生物菌剂及其制备方法。

背景技术

近年我国在经济发展上取得了举世瞩目的成就，但是，过度的工业活动带来了严重的环境污染，对居民健康造成严重威胁，并对社会、经济和环境的可持续发展带来了巨大隐患。我国农村环境面临多种环境问题，主要包括土壤重金属污染、土壤肥力减退、耕地盐碱化、河流水体富营养化、农药、化肥、杀虫剂等滥用造成的环境污染等。

据国家相关数据显示，目前，中国重金属污染耕地占总耕地的1/5，约为2000万公顷，其中工业“三废”污染农田1000万hm²，重金属污染的土地面积占污染总面积的64.8％。当前的土壤重金属污染主要集中在镉、汞、铅、铬、砷等生物毒性显著元素的污染,而在所有的污染土壤的重金属元素中，镉以移动性大、毒性高、污染面积最大被称为“五毒之首”而成为最为关注的元素。2001年我国污水灌溉省份生产的大米中Cd含量超出标准值，我国每年由于粮食重金属含量超标直接给国家带来巨大的经济损失，农作物产量锐减，被重金属污染过的农作物达1200万吨。

重金属污染对于环境和人类都有着重大危害，传统处理重金属污染的方法归纳起来主要有4种：分别是化学方法、物理方法、物理化学方法和农艺措施。目前，治理重金属的途径主要有两条，一是去除土壤中的重金属，二是减少Cd在生态系统中的生物可利用性和流动性。我国重金属污染存在地区性和特异性，治理方法需要按照多层次、多方法综合治理的方式，全面推进重金属防治工作。相关研究表明，微生物治理土壤镉污染具有无污染、见效快、成本低等众多优点，不会造成二次污染等不良后果。目前研究表明微生物治理重金属污染的机制是微生物本身对重金属具有富集性，这极大地为生物防治污染提供了理论支持。微生物积累并转换水稻田中的重金属镉，发生细胞外沉淀和胞内累积作用，镉元素的化合物在生物体的不同部位上发生沉积作用，通过细胞本身的分解代谢途径主要有两种去向：第一是某些重金属离子被生物降解，第二是与细胞中的多聚物发生螯合作用，某些微生物生成的酶蛋白能和镉发生亲和作用从而还原镉离子。

在国内已申请的相关专利中,专利《一种重金属污染土壤的微生物修复方法》（申请号：201110122739.6，公开日：2011-11-16）公开了一种利用球形红细菌制剂配合淹水治理土壤的方法,其工作原理主要为利用球形红细菌在富水厌氧环境下大量繁殖后吸附重金属,再经由水渗入地下降低土壤中的重金属浓度,但其在治理过程中土壤不能用于种植作业,经济成本高,另一方面,菌种过于单一,普适性差,适用范围小,能治理的重金属种类及程度均较低。专利《重金属污染土壤微生物修复剂及其应用》（申请号201410682558.2，公开日：2015-04-22）公开了一种采用枯草芽抱杆菌和热带假丝酵母作为有效成份的重金属污染土壤治理剂,该发明的生物修复剂可以吸附一定比例的重金属,并可在土壤中存留一段时间,但热带假丝酵母属厌氧菌类,在干燥通风的土壤中无法长期存活,而枯草芽抱杆菌作为需氧菌则无法在湿性土壤中长久存活,两种有效菌种生存环境相冲突,另一方面,有效菌株类太少,由于每种微生物都有其局限,因此其治理土壤的效果既不长效、也不全面。

生态系统中微生物具有种类多、代谢旺盛且途径多样等特征，且微生物处理法技术成熟操作简单，在土壤镉污染治理中有较为明显的优势，因此被广泛采纳，如何找寻到能够共同生长、且协同作用强、能够很好的在污染土壤中生存的复配菌剂将是未来科研发展的方向。

发明内容