[发明专利]一种铁还原菌群及其应用

说明书

本发明为一种铁还原菌群及其应用，该铁还原菌群利用污染土壤为菌株筛选的源土壤，采用柠檬酸铁培养基进行富集培养，最终获得铁还原菌群，所述铁还原菌群在属水平上的组成主要包括Enterobacter、Shewanella、Acinetobacter、Petrimonas、Aeromonas。所述铁还原菌群应用在除磷中，在柠檬酸铁培养基中还原Fe(III)，在1‑2天内能快速合成蓝铁矿，实现对水体中磷的高效去除。

技术领域：

本发明属于菌株技术领域，具体涉及一种铁还原菌群及其应用，该技术利用污染土壤为源土壤富集获得铁还原菌群，能快速生物合成蓝铁矿。

背景技术：

蓝铁矿因具有磷含量较高、易于获取、释放缓慢等特点，已被应用于环境、农业、化工以及其他领域。蓝铁矿(Vivianite)是一种磷矿石，化学分子式为Fe₃(PO₄)₂·8H₂O，属于单斜晶体，P₂O₅折标含量为28.3％，FeO为45％。蓝铁矿是一种生物次生矿，其形成与微生物的异化铁还原作用密切相关，目前已有多项有关微生物合成蓝铁矿回收磷的专利和文献。专利CN109626570A涉及一种基于AAO/AO工艺的蓝铁矿结晶前置除磷方法，在异化铁还原菌的作用下将Fe(III)还原为Fe(II)，然后与磷结合形成蓝铁矿。专利CN112661266A报道了一种利用生物膜法富集磷及回收蓝铁矿的工艺，通过提高生物膜反应器内的溶解氧获得高蓄磷量，从而在低碳源浓度下获得高浓度的磷回收液，降低了工艺成本，提高了工艺效率。王芙仙等(王芙仙等.铁还原细菌Shewanella oneidensis MR-4诱导水合氧化铁形成蓝铁矿的过程微生物学报058.004(2018):573-583.)发现铁还原细菌Shewanella oneidensisMR-4可诱导水合氧化铁形成蓝铁矿，结果表明约16d时，反应体系中开始出现蓝铁矿晶体颗粒。李楠课题组采用Geobacter sulfurreducens PCA作为生成蓝铁矿的主要功能微生物，发现第6d，逐渐形成了长度为2-10μm的蓝铁矿。从现有文献来看，目前已报道的合成蓝铁矿的铁还原菌主要为地杆菌属(Geobacter)和希瓦氏菌属(Shewanella)这两类，这两类还原菌制备蓝铁矿时时间周期较长，效率低，成本较高。

为此，本发明提供一种利用污染土壤为微生物来源，富集获得铁还原菌群及快速合成蓝铁矿的方法，实现水体中磷去除方面的应用。

发明内容：

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种快速生物合成蓝铁矿方法。该方法以污染土壤为菌株筛选的源土壤，采用柠檬酸铁培养基进行富集培养，最终获得铁还原菌群，进一步利用富集获得的铁还原菌群对Fe(III)的还原作用，在柠檬酸铁培养基中还原Fe(III)生成Fe(II)，快速(1-2天)合成蓝铁矿(Fe₃(PO₄)₂·8H₂O)，有效去除水体中的磷。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种铁还原菌群，其特征在于，该铁还原菌群利用污染土壤为菌株筛选的源土壤，采用柠檬酸铁培养基进行富集培养，最终获得铁还原菌群，所述铁还原菌群在属水平上的组成主要包括Enterobacter、Shewanella。

第二方面，本发明提供一种铁还原菌群，其特征在于，所述铁还原菌群包括Enterobacter、Shewanella两种菌属，尤其是包括Shewanella oneidensis strain MR-1或Shewanella putrefaciens CN32中的至少一种和Enterobacter aerogenes XM2，铁还原菌群中Enterobacter、Shewanella两种菌属的质量比为3-6:1，以该铁还原菌群用于快速合成蓝铁矿。

第三方面，本发明提供一种快速生物合成蓝铁矿方法，其特征在于，该方法的具体步骤是：