[发明专利]一种筛选具有电迁能力的重金属抗性微生物的装置及方法

说明书

本发明公开了一种筛选具有电迁能力的重金属抗性微生物的装置及方法；该装置，包括电连接的培筛室和电源，所述培筛室内设置有将培筛室分隔成培养区和筛选区的绝缘筛板，所述培养区和筛选区内均填充微生物电迁培养基，在通电作用下电流能驱动具有电迁能力的重金属抗性微生物从培养区通过绝缘筛板进入筛选区；该方法，采用本申请的装置进行筛选，具体包括土壤微生物接种液的制备、重金属抗性微生物的培养、具有电迁能力的重金属抗性微生物的筛选这三步。采用本申请的装置和方法，能够快速筛选出具有电迁能力的重金属抗性微生物，满足了电场协同微生物修复技术的要求。

技术领域

本发明属于土壤治理领域，具体涉及一种筛选具有电迁能力的重金属抗性微生物的装置及方法，用于后续的重金属污染土壤的安全有效修复。

背景技术

目前我国重金属污染的土壤非常严重，据调查统计，其中受重金属污染的中-重度耕地面积达3488万亩。重金属耕地不仅导致农作物产量下降，同时其中重金属可被农作物富集并通过食物链危害人民的身体健康，例如含镉大米等。

针对土壤重金属污染的治理，目前相关修复技术的研究主要包括诸如化学萃取、施加改良剂、植物修复、微生物修复、电动力以及电场协同微生物修复等技术。其中，电场协同微生物技术是新兴的土壤修复技术，它结合了电场和微生物各自的优点，具有修复时间短、处理成本低、修复效率高、土壤恢复性好等特点。

筛选具有电迁能力的重金属抗性微生物是电场协同微生物修复方法的关键，目前，关于该修复方法的研究主要集中在重金属抗性微生物的筛选方面，例如专利《一种重金属污染土壤的微生物修复方法》(申请号：201110122739.6)主要是通过重金属选择培养基分离出对球形红细菌；再者，专利《一种快速筛选抗耐高浓度重金属微生物的方法》(申请号：201510087273.9)通过富集培养筛选抗耐高浓度重金属微生物。事实上，仅具有重金属抗性的微生物无法满足电场协同微生物修复技术的要求。因此，有必要开发一种能够同时筛选具有电迁能力以及重金属抗性微生物的装置和方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种筛选具有电迁能力的重金属抗性微生物的装置和方法，以便快速筛选出具有电迁能力的重金属抗性微生物，解决背景技术中的问题。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种筛选具有电迁能力的重金属抗性微生物的装置，包括电连接的培筛室和电源，所述培筛室内设置有将培筛室分隔成培养区和筛选区的绝缘筛板，所述培养区和筛选区内均填充微生物电迁培养基，在通电作用下电流能驱动具有电迁能力的重金属抗性微生物从培养区通过绝缘筛板进入筛选区。

进一步，所述培筛室上设置有与电源构成电回路的阴极和阳极，所述绝缘筛板与阴极之间的区域为培养区，绝缘筛板与阳极之间的区域为筛选区。

进一步，所述绝缘筛板筛孔的孔径大小为0.1mm-5mm。

进一步，所述阴极由石墨、钛、铂、铁、铝中的至少一种基材构成；所述阳极由石墨、钛、铂中的至少一种基材构成。

进一步，微生物电迁培养基在25℃时的电导率为10mS/cm-100mS/cm，黏度为100Pa·s-1000Pa·s，重金属浓度为10-100mg/L。

一种筛选具有电迁能力的重金属抗性微生物的方法，采用上述的装置进行筛选，具体包括如下步骤：

(I)土壤微生物接种液的制备：取重金属污染土壤，重金属包括镉、铅、锌、铊、砷、铬和铜中的至少一种，放入灭菌容器中震荡，获取上清液；

(II)重金属抗性微生物的培养：将步骤(I)中获取的上清液接种至培养区中进行恒温培养；

(III)具有电迁能力的重金属抗性微生物的筛选：电源通电，电流驱动具有电迁能力的重金属抗性微生物从培养区通过绝缘筛板进入筛选区，在筛选区中获取具有电迁能力的重金属抗性微生物。