细菌-翅碱蓬互生载体修复镉或/和铜污染海水的方法

摘要

本发明公开一种细菌-翅碱蓬互生载体修复镉或/和铜污染海水的方法，将根际J2菌至少10

说明书

技术领域

本发明涉及一种沿岸滩涂海水重金属污染的修复方法，尤其是一种可有效提高对金属镉、铜吸附能力的细菌-翅碱蓬互生载体修复镉或/和铜污染海水的方法。

背景技术

因各种废水的肆意排放，造成土壤、河流等环境的严重污染，重金属污染就是其中一种。河流重金属严重污染不可避免地破坏河口以及沿海滩涂水域的生物环境，以至于滩涂水生动物富集造成食物链中重金属超标，由此而影响人类的健康。

环境中的细菌可通过直接或间接的作用影响重金属的活性，其中包括细胞电性吸附和专性吸附将环境中的重金属富集于细胞表面，降低重金属在环境中的生物有效性；细菌的氧化还原作用可以改变变价重金属离子的价态， 降低重金属在环境中的毒性；细菌的矿化沉淀作用可固定重金属离子等。近年来，关于酵母菌、细菌和霉菌吸附重金属离子的现象和机理研究的较多，《沿海滩涂镉吸附细菌的分离、鉴定及生长特性的研究》（2011年8月，大连海洋大学学报）公开了采用常规细菌分离技术从沿海滩涂的泥样中分离出来的两株编号分别为J2和J6的菌种。其中编号J2的菌种已于2013年4月5日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.7477。虽然试验表明J2菌种对于重金属Cd²⁺具有吸附作用，但是由于不能通过泼洒菌液的方法修复镉污染的海水，故目前还没有实际应用。

翅碱蓬是一种北方沿岸滩涂的优势植物，具有抗逆性强、种植成活率高，每年春种秋收等特性，同时本身也具有吸收积累重金属的作用。

目前，对于污染海水的修复方法大多是依靠翅碱蓬单独处理，处理能力有限，迄今为止还没有用细菌-翅碱蓬互生载体对镉或/和铜污染海水进行修复的相关报道。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种可有效提高对金属镉、铜吸附能力的细菌-翅碱蓬互生载体修复镉或/和铜污染海水的方法。

本发明的技术解决方案是：一种细菌-翅碱蓬互生载体修复镉或/和铜污染海水的方法，其特征在于：将根际含J2菌至少10⁴cfu/g、苗高至少为10cm的翅碱蓬栽种至镉或/和铜污染的海水滩涂，所述栽种是将滩涂底质翻整30cm深，然后挖深5cm、底宽15cm的沟槽，沟间距20cm，翅碱蓬苗距25～30cm。

所述根际含J2菌至少10⁴cfu/g的翅碱蓬是按如下方法获得：取对数生长期的J2菌株，配成终浓度为1.0×10⁵ cfu /ml的菌悬液，每天取20ml菌悬液加入到苗高10cm人工种植的翅碱蓬根际周围土壤中并以无菌淡海水进行浇灌，持续20天。

所述根际含J2菌至少10⁴cfu/g的翅碱蓬是按如下方法获得：配制5‰的高锰酸钾溶液，将翅碱蓬的种子浸泡到高锰酸钾溶液中进行消毒，消毒条件为20℃，4h；取消毒好的种子用消毒海水冲洗4次，每次10min；之后浸泡于对数生长期、终浓度为1×10⁴cfu/ml的J2菌悬液中1h，取出浸泡的种子后土壤种植至苗高10cm。

本发明是将J2菌定植在翅碱蓬根际构建细菌-翅碱蓬互生载体并栽种在海水滩涂，在细菌-翅碱蓬自然生长的过程中达到修复重金属镉或/和铜污染海水的目的，其修复效果明显高于翅碱蓬单独作用的效果。

附图说明

图1是本发明实施例1、2的细菌-翅碱蓬互生载体修复镉污染海水效果图。

图2是本发明实施例1、2的细菌-翅碱蓬互生载体吸附镉的效果图。

图3是本发明实施例1、2的细菌-翅碱蓬互生载体修复铜污染海水效果图。

图4是本发明实施例1、2的细菌-翅碱蓬互生载体吸附铜的效果图。

J2菌株保藏日期：2013年4月15日；

分类命名：Vibrio pacinii

保藏单位：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（CGMCC）；

保藏单位地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号

保藏号：CGMCC No.7477

具体实施方式

实施例1：

a. 将J2菌株接入2216E培养液中，20℃、160r/min培养24h，取对数生长期的J2菌株，配成终浓度为1.0×10⁵ cfu /ml的菌悬液，每天取20ml菌悬液加入到苗高10cm人工种植的翅碱蓬根际周围土壤中并以无菌淡海水进行浇灌，持续20天，经检测翅碱蓬根际J2菌达10⁴cfu/g以上，构建了细菌-翅碱蓬互生载体；

b.  将a步骤所得翅碱蓬栽种至镉或/和铜污染的海水滩涂，所述栽种是将滩涂底质翻整30cm深，然后挖深5cm、底宽15cm的沟槽，沟间距20cm，翅碱蓬苗距25cm，以利分枝的生长。花期还应追施少量的磷、钾肥，以利提高产量和防止植株倒伏。

实施例2：

a. 配制5‰的高锰酸钾溶液，将翅碱蓬的种子浸泡到高锰酸钾溶液中进行消毒，消毒条件为20℃，4h；取消毒好的种子用消毒海水冲洗4次，每次10min；之后浸泡于对数生长期终浓度为1×10⁴cfu/ml的 J2菌悬液中1h，取出浸泡的种子后在土表层下约1cm种植，每天早晚各浇10ml淡海水使土壤保持湿润，至苗高10cm，经检测翅碱蓬根际J2菌达10⁴cfu/g以上，构建了细菌-翅碱蓬互生载体；

b.  将a步骤所得翅碱蓬栽种至镉或/和铜污染的海水滩涂，所述栽种是将滩涂底质翻整30cm深，然后挖深5cm、底宽15cm的沟槽，沟间距20cm，翅碱蓬苗距30cm，以利分枝的生长。花期还应追施少量的磷、钾肥，以利提高产量和防止植株倒伏。

J2菌株是按照现有技术的方法制备，保藏号为CGMCC No.7477。

翅碱蓬种子外购。

实验：

1. J2菌株在土培翅碱蓬根系定植情况

实验分为3组，每组设3个平行：

①实验组1：实施例1a步骤所得翅碱蓬；

②实验组2：实施例2a步骤所得翅碱蓬；

③对照组：不加J2，苗高10cm的翅碱蓬。

J2定植效果测定结果如表1：

表1 组别根系土内J2菌含量（单位为10⁴cfu/g）根内J2菌含量（单位为10⁴cfu/g）实验组133±9.245.75±8.25实验组233.2±9.4443.75±5.75对照组00

2.   本发明实施例1、2的J2菌-翅碱蓬共生载体对水中镉和铜的去除效果

将上述实验组1、2（加菌实验组）、对照组（无菌对照组）的翅碱蓬移栽之镉和铜终浓度均为0.01mg/L（国家三类海水标准，GB3097-1997）海水中，生长不同时间段（0、5、10、15、20d），之后采集水样（镉和铜终浓度均为0.01mg/L的海水为空白对照组），测定其中镉和铜含量，测定结果如图1、3所示；同时，测定翅碱蓬根系中镉和铜含量，测定结果如图2、4所示。

结果显示：水培5d时，加菌实验组水中Cd和Cu的浓度已明显降低，而无菌对照组水培溶液中Cd和Cu的浓度与空白对照组尚无显著差异；5d至10d加菌实验组和无菌对照组中水培溶液中Cd和Cu的浓度与空白组比较有较大的变化，Cd去除率已达到90%以上，Cu去除率已达到50%以上；从10d到20d开始无菌对照组Cd和Cu的测定值变化不大；而加菌实验组水培溶液中Cd和Cu的测定值仍继续下降。加菌实验组根系吸附Cd和Cu的能力也明显高于无菌对照组。