CN102154153A - 一种富集铯的微生物及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于环境污染生物处理技术领域，涉及微生物修复技术，具体涉及铯污染环境微生物富集与去除的方法。该方法是将筛选、分离自重金属污染土壤的耐重金属菌株Burkholderia sp.D54应用于放射性核素铯污染的微生物修复，菌株Burkholderia sp.D54能在含铯为50mM的培养基中生长，在含铯1mM的培养基培养3天收集到干重菌体0.1737±0.0017g，铯的富集量达45±3.85mg g-1(干重菌体)，培养基中铯的去除率为58.77％。菌株Burkholderia sp.D54对放射性核素的具有很强的亲和力，应用于放射性核素铯污染环境微生物修复具有广阔的前景。

Description

一种富集铯的微生物及其应用

技术领域

本发明属于环境污染生物处理技术领域，涉及微生物修复技术，具体涉及铯污染环境微生物富集与去除的方法。

背景技术

铯(Cs⁺)为第一族碱金属元素，化学性质和钾(K⁺)相似。自然界中存在的有铯¹³³Cs稳定同位素，同时还存在铯的放射性人工核素¹³⁴Cs、¹³⁷Cs其半衰期分别为2年和30年，因此放射性¹³⁷Cs进入环境后，能在土壤中长时间保留并对环境造成污染。二十世纪五六十年代，由于核武器试验，特别是1986年前苏联的切尔诺贝利核泄漏事件后，大量的放射性¹³⁷Cs被释放进入土壤并随水和空气进入地球循环，很大的区域受到污染。

常规方法中用于治理核素污染的方法有物理方法和化学方法，如沸石吸附、离子交换、溶剂萃取等，但这些方法成本较高，操作技术困难，且易造成二次污染，因此很难治理环境中的大面积污染。

近年来，随着生物技术的发展和应用，利用生物修复核素污染环境受到关注。环境中存在一些微生物对有毒的放射性核素表现出高度的耐性，并能够在受放射性核素污染的环境中繁殖，这些微生物往往具有较短的世代期，因此可以从环境中分离、筛选出对放射性核素具有抗性和富集的菌株，从而利用这些微生物富集和去除环境中的核素，达到修复和治理核素污染环境的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能忍耐和富集放射性核素的菌株，从而利用该菌株固定和去除环境中放射性核素。本发明所提供的放射性核素富集菌株来源于广东省大宝山矿区重金属污染土壤，该菌株对铯具有很强的抗性，分类命名为伯克霍尔德氏菌Burkholderia sp.D54，现保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，其保藏号为CGMCC No.3223。

本发明一种富集铯的微生物，所提供的放射性核素富集菌株来源于广东省大宝山矿区重金属污染土壤，该菌株对铯具有很强的抗性；所述菌筛选、分离自重金属污染土壤，分类命名为伯克霍尔德氏菌Burkholderia sp.D54，该菌现保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，其保藏号为CGMCC No.3223；该菌对放射性铯具有很强的抗性，在铯浓度最高达50mM的培养基中都能正常生长。

所述的富集铯的微生物的应用，是通过该微生物对铯的富集，对放射性铯污染水体环境进行快速修复。

所述的富集铯的微生物的应用，应用于对放射性铯污染水体环境的快速修复，接种1-3％(V/V)该菌，有效活菌数为约1×10⁸个ml^-1，通过该微生物对铯的富集，达到对放射性铯污染水体环境的快速修复。

利用放射性核素的金属性质，发明人利用该菌株进行放射性核素铯的抗性和富集试验。结果表明菌株Burkholderia sp.D54对铯具有很强的抗性，在含氯化铯50mM培养基中能正常繁殖，在100mL含铯1mM液体培养基中培养3天，能收集到干菌体0.1737g(干重菌体100mL^-1)，铯的富集量达45mg g^-1(干重菌体)，培养基中铯的去除率为58.77％。

本发明所述的菌株Burkholderia sp.D54对铯具有很强的抗性，并且能在细胞内大量富集铯，因此利用该菌株修复环境中的放射性核素铯，能有效固定和去除环境中的铯，从而达到修复放射性核素铯污染水体环境的目的。

具体实施方式

实施例1：菌株Burkholderia sp.D54对铯的抗性

采用梯度平板法确定菌株Burkholderia sp.D54对铯的抗性。配制300毫升固体改良SMN培养基(配方为：甘露醇1％；(NH₄)₂SO₄，0.2％；蛋白胨，0.2％；K₂HPO₄，0.05％；MgSO₄，0.05％；FeSO₄，0.005％；MnSO₄，0.005％；酵母浸膏，0.05％；pH 7.0)，转入500ml三角瓶中，121℃，30min灭菌后按相应浓度精确加入单独灭菌的已知一系列浓度氯化铯溶液，充分震荡混匀，使培养基最后铯含量分别为0.2、0.5、1.0、2.0、4.0、10.0、20.0、50.0mM。待培养基冷却至50℃时倒平板。待平板冷却至室温后接1％(v/v)对数期菌液(活菌数量约1×10⁸个ml^-1)，28℃，3d，观察生长情况并记录。结果如表1所示，菌株Burkholderia sp.D54在铯浓度小于10mM时，在培养24小时后能正常繁殖，当铯浓度达20mM时，48小时后开始生长，当铯浓度达到50mM时，72小时后开始生长。

表1菌株Burkholderia sp.D54对铯抗性

说明：“+”表示生长；“-”表示不生长

实施例2：菌株Burkholderia sp.D54对铯的富集

采用含铯液体培养基培养菌株确定菌株对铯的富集能力。在200mL三角瓶中，配置液体改良SMN培养基95mL，121℃，30min灭菌后加入5mL单独灭菌的含铯浓度为20mM的氯化铯溶液，充分震荡混匀，培养基中含铯的浓度为1mM，待培养基冷却至室温后接1％(v/v)对数期菌液(活菌数量约1×10⁸个ml^-1)，30℃，200转/分钟，培养3天。然后将菌液在10000转，10℃，离心10分钟，用无菌0.85％氯化钠溶液悬浮菌体后再离心，反复清洗2次，得到菌体在80℃烘干至衡重，称重。称重后的菌体采用微波消解(CEM，Mars：240/50，America，HNO₃∶H₂O₂7∶1，v/v)，原子吸收测定(ZEEnit 700，Analytikjena，Germany)铯含量。

结果如表2所示，在含1mM铯100mL培养基中培养3天后收集干重菌体为0.1737g，干菌体铯含量为45mg g^-1，培养基中铯的去除绿达58.77％。

表2菌株Burkholderia sp.D54在含1mM铯培养基中培养3天后收集干菌体重、细胞铯铯含量、培养基中铯的去除率(平均值±标准差，3次重复)

Claims (3)

1.一种富集铯的微生物，其特征在于，所述菌筛选、分离自重金属污染土壤，分类命名为伯克霍尔德氏菌Burkholderia sp.D54，该菌现保藏于“中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心”，其保藏号为CGMCC No.3223；该菌对放射性铯具有很强的抗性，在铯浓度最高达50mM的培养基中都能正常生长。

2.一种权利要求1所述的富集铯的微生物的应用，其特征在于，通过该微生物对铯的富集，对放射性铯污染水体环境进行快速修复。

3.如权利要求2所述的富集铯的微生物的应用，其特征在于，应用于对放射性铯污染水体环境的快速修复，接种1-3％(V/V)该菌，有效活菌数为约1×10⁸个ml^-1，通过该微生物对铯的富集，达到对放射性铯污染水体环境的快速修复。