脱硫洋葱状菌Dp-18及其应用

专利2026-06-28  14


本发明涉及微生物修复,具体地说,涉及脱硫洋葱状菌dp-18及其应用。


背景技术:

1、工业废水、农业灌溉水、生活污水等的随意排放是水体及周边土壤污染的主要原因,在诸多的污染问题中,酸性矿山废水(amd)的积累及排放是目前矿区污染的主要问题之一,废水量约占我国工业废水排放总量的10%左右。由于自然界大多数的金属矿床或者非金属矿床都由硫化矿物组成,这些硫化矿物在采矿或堆放过程中,不断的与环境中的氧气和水等发生反应,导致硫酸盐的产生与重金属的溶出,形成酸性矿山废水,其造成的重金属污染导致的水质恶化及周边土壤污染极其严重,具有毒性大、难脱除、易被生物富集等特点,一旦废水外溢,对周边生态环境的影响是不可估量的。

2、针对酸性矿山废水造成的水体及土壤污染,研究者经过不断探索,提出了一些修复技术来减低其对生态环境的破坏,包括物理修复技术:如吸附法、离子交换法、膜处理法等;化学修复技术:如中和沉淀法、人工湿地+石灰沉淀共处理法、连续产碱生产系统法等;微生物处理修复技术是新兴的amd污染修复技术。物理修复技术投入成本高,可持续性差,化学修复技术需要投入大量的中和剂及沉淀剂,固化的重金属易反溶,会造成二次污染。而微生物原位修复法操作简单,投入成本低,且重金属固化效果持久,在修复可持续性上具有应用前景,目前存在的问题是缺乏耐酸及耐高浓度so42-的微生物菌种,以保证so42-的高效去除率以及重金属的持久固化。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一株耐受酸性或弱酸性条件及高浓度硫酸盐的脱硫洋葱状菌dp-18及其应用。

2、为了实现本发明目的,第一方面,本发明提供从云南某铜矿区尾矿堆浸池的底泥水样品中分离得到的,对so42-具有明显的还原作用,且对重金属具有明显的固化作用的菌株dp-18,经16s rrna基因测序,根据测序结果以及该菌株的微生物学特征和生理生化特性,将该菌鉴定为脱硫叶状菌属的新种,菌株分类命名为脱硫洋葱状菌desulfobulbussp.,现已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所,邮编100101,保藏编号cgmcc no.40792,保藏日期2023年11月27日。

3、第二方面,本发明提供一种微生物制剂,其包含所述脱硫洋葱状菌的菌体、菌粉、菌悬液或菌液提取物等中的一种或多种。

4、第三方面,本发明提供所述微生物制剂的制备方法,所述制备方法包括培养所述脱硫洋葱状菌的步骤;

5、培养所述脱硫洋葱状菌在25-45℃、ph4.5-7.0条件下进行,优选在30-35℃、ph6.0-7.0条件下进行,更优选在30℃、ph6.0条件下进行。

6、本发明利用改良的baars培养基培养所述脱硫洋葱状菌。

7、优选地,所述改良的baars培养基的组成如下(用去离子水配制):mgso41.5-2.5g/l,二水柠檬酸钠4.5-5.5g/l,caso4·2h2o 0.5-1.5g/l,nh4cl 0.5-1.5g/l,k2hpo40.45-0.55g/l,乳酸钠3.0-4.0g/l,ph5.5-7.0,接种前加入1ml过滤灭菌的5%fe(nh4)2·(so4)2。

8、优选地,所述改良的baars培养基的组成如下:mgso4 2g/l,二水柠檬酸钠5g/l,caso4·2h2o 1g/l,nh4cl 1g/l,k2hpo4 0.5g/l,乳酸钠3.5g/l,ph6,接种前加入1ml过滤灭菌的5% fe(nh4)2·(so4)2。

9、第四方面,本发明提供一种硫酸盐还原方法,所述方法包括:向含有硫酸盐的土壤或水体中接入所述脱硫洋葱状菌或所述微生物制剂。

10、进一步地,所述脱硫洋葱状菌或所述微生物制剂的使用环境的温度为25-37℃,优选30-35℃,更优选30℃。

11、进一步地,所述脱硫洋葱状菌或所述微生物制剂的使用环境的ph值为5.3-7,优选ph6.0-7.0,更优选ph6.0-6.5,最优选ph6.0。

12、进一步地,所述脱硫洋葱状菌或所述微生物制剂耐受的硫酸盐的浓度为50g/l以下,优选10g/l以下,更优选5g/l以下。

13、所述硫酸盐选自硫酸镁、硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸钙等,优选硫酸钙、硫酸钠,更优选硫酸钙。

14、第五方面,本发明提供所述脱硫洋葱状菌或所述微生物制剂的以下任一应用:

15、(1)用于酸性矿山排水或重金属污染土壤的修复;

16、(2)作为重金属固化剂。

17、所述酸性矿山排水为铜矿、铁矿、铅锌矿及煤矿等排出的废水,重金属选自铜、镉、铬和砷等中的一种或几种。

18、借由上述技术方案,本发明至少具有下列优点及有益效果:

19、本发明提供一种新的耐受高浓度硫酸根且有稳定硫酸盐还原能力的菌株及其应用。菌株dp-18属于脱硫叶状菌属(desulfobulbus),通过ezbiocloud数据库(https://www.ezbiocloud.net/)比对,该菌株与desulfobulbus属中全部标准菌株的16srrna序列全长最大相似性为96.54%,低于新种分类阈值98.5%,结合生理生化特性,鉴定该菌为脱硫叶状菌属的新种。本发明还检测了菌株dp-18在不同条件下的硫酸盐还原能力以及其在酸性矿山废水(amd)中高效脱硫的应用。本发明提供的新菌种dp-18能够在50g/l so42-的条件下生长并还原so42-,特别地当菌株的od600大于0.5时,硫酸根的去除率均能达到80%以上,且脱硫率快速有效,以单一s源作为初始硫源时,能利用的单一s源也在逐步加强其还原硫酸盐的能力,因此在酸性矿山废水、废矿区周边污染土壤及重金属污染农田土壤等地原位修复技术中均有广泛的应用前景。



技术特征:

1.脱硫洋葱状菌desulfobulbus sp.dp-18,保藏编号为cgmcc no.40792。

2.一种微生物制剂,其特征在于,包含权利要求1所述脱硫洋葱状菌的菌体、菌粉、菌悬液或菌液提取物中的一种或多种。

3.微生物制剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括培养权利要求1所述脱硫洋葱状菌的步骤;

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,利用改良的baars培养基培养所述脱硫洋葱状菌;

5.硫酸盐还原方法,其特征在于,所述方法包括:向含有硫酸盐的土壤或水体中接入权利要求1所述脱硫洋葱状菌或权利要求2所述微生物制剂。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述脱硫洋葱状菌或所述微生物制剂的使用环境的温度为25-37℃,优选30-35℃,更优选30℃;

7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述脱硫洋葱状菌或所述微生物制剂耐受的硫酸盐的浓度为50g/l以下,优选10g/l以下,更优选5g/l以下。

8.根据权利要求5-7任一项所述的方法,其特征在于,所述硫酸盐选自硫酸镁、硫酸钠、硫代硫酸钠、硫酸钙,优选硫酸钙、硫酸钠,更优选硫酸钙。

9.权利要求1所述脱硫洋葱状菌或权利要求2所述微生物制剂的以下任一应用:

10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述酸性矿山排水为铜矿、铁矿、铅锌矿及煤矿排出的废水,重金属选自铜、镉、铬和砷中的一种或几种。


技术总结
本发明公开了脱硫洋葱状菌Dp‑18及其应用。本发明提供的新的耐受高浓度硫酸根的硫酸盐还原菌‑‑脱硫洋葱状菌Dp‑18,可在弱酸性条件下高效还原SO42‑并进一步固化重金属离子,可用于酸性矿山废水及其污染土壤的原位生态修复中,具有更经济且可持续处理AMD和污染土壤的优势。

技术研发人员:刘双江,姜成英,谭泽宝,周楠
受保护的技术使用者:中国科学院微生物研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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