[发明专利]一株赖氨酸芽孢杆菌在六价铬还原中的应用

说明书

本发明公开了一株具有六价铬还原能力的菌株Lysinibacillus sp.HST‑98，其保藏编号为CCTCC NO:M 2021361。面对日益严重的六价铬污染，生物还原已被证明是一种生态友好的修复方法。菌株HST‑98能较好地还原Cr(VI)。即使Cr(VI)浓度增加到250mg/L，菌株HST‑98也能很好地生长和还原Cr(VI)。优化反应条件后，其还原的最佳pH值为8～9，最佳温度为36℃，最佳电子供体为乳酸钠。Cu²⁺、Co²⁺、Mn²⁺等共存金属离子有利于Cr(VI)的还原，而Zn²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺共存金属离子则不利于Cr(VI)的还原。HST‑98的还原主要是由胞内酶介导的。总之，Lysinibacillus sp.HST‑98在六价铬污染场地的修复领域具有较大的应用潜力。

技术领域

本发明涉及一株赖氨酸芽孢杆菌在Cr(VI)还原中的应用，属于环境微生物技术领域。

背景技术

社会的快速发展导致了对自然资源的快速消耗。重金属在工业领域有着广泛的应用，但有些重金属对环境造成了严重的污染。重金属的半衰期长，降解困难。它们被人体吸收后，会干扰蛋白质和核酸的某些功能。皮革鞣制工业、电镀工业、不锈钢工业、染色工业和颜料合成工业消耗大量的铬盐。许多含有铬盐的工业废物，如污泥和污水，未经任何处理直接排放到水、空气和土壤中，造成了生态破坏。

铬通常被认为是一种有毒物质，可以通过呼吸、摄入和直接皮肤接触进入人体。Cr(III)是人体需要的一种元素，因为它在维持正常的生理活动中起着重要的作用。然而，过量摄入对人体有害。食物中缺乏Cr(III)会导致生长迟缓、糖尿病性高胰岛素血症、高胆固醇血症和强化动脉粥样硬化。Cr(III)存在于人体的不同部位，在头发中积累水平最高。研究表明，Cr(VI)的毒性是Cr(III)的100-1000倍。它会导致皮肤溃疡、过敏和癌变。此外，Cr(VI) 可以与双链核糖核苷酸结合，并干扰其正常的生理活动，如复制和修复。Cr(VI)容易通过细胞壁迁移，这有助于其对细胞的高毒性，还原过程产生的自由基破坏细胞DNA。Cr(III)对细胞毒性更小可能源于其细胞对其的低渗透性。Cr(VI)被人体吸收后转化为Cr(III)，然后随尿液排出，但是某些形式的复合物，可能在人体内滞留数年。植物根系能吸收和积累铬化合物。在植株各部位中，根中铬积累量最高，其次是叶片和果实。高浓度的铬会造成损害，如抑制植物生长、叶片褪绿和坏死。

传统铬治理策略包括物理和化学方法,其中物理修复方法包括吸附,如粒状活性炭、电渗析、膜过滤、头密封，光催化和土壤的清洗。而化学修复方法包括使用二氧化硫，Na2S2O5，FeSO4，Na2SO3和石灰石。传统方法的一个优点是这些过程简单、快速和有效的金属回收性。化学法的缺点是使用大量的能源和原材料，导致处理成本过高，处理效率低。此外，废水中Cr(VI)值过低，不能采用化学法处理，大量使用化学原料会造成二次污染。后续将化学处理产生的污泥送往特殊处理厂的低效率和高能耗也限制了其广泛的应用。生物修复是指利用生物体还原或解毒有害污染物，并将其转化为无害物质的技术。生物方法包括使用细菌、真菌、藻类和植物来解毒Cr(VI)。与传统方法相反，生物修复方法的优点是能耗和材料要求低，且没有二次污染，这使得该方法更加经济、环保和安全。

发明内容

本发明的内容在提供了一种具有Cr(VI)还原能力的菌株，该菌能把Cr(VI)还原成毒性小得多的Cr(III)，从而大大减轻铬对环境的毒害作用。

本发明所涉及的具有Cr(VI)还原能力的赖氨酸芽孢杆菌，其制备步骤如下：

⑴采集重污染的铬化工厂地土壤，清除杂石杂草，并用无菌采样袋保存。

⑵称取1g上述土壤于100ml的Cr(VI)终浓度为100mg/L的LB液体培养基中，培养12h。