本发明专利技术公开了一株丝状真菌菌株NAU‑12，分类命名为简青霉(Penicillium simplicissimum)，于2015年6月25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.10990。本发明专利技术还公开了一种由等体积的简青霉NAU‑12菌(1‑2×108孢子/mL)和黑曲霉A80菌(1‑2×107孢子/mL)混合而成的复合丝状真菌菌剂。本发明专利技术还公开了在土壤中生长迅速、重金属抗性强，且能利用碱热预处理的秸秆作为生长碳源，高产多种小分子有机酸的复合丝状真菌生物沥浸处理重金属污染土壤的方法。采用本发明专利技术方法处理重金属污染土壤，重金属的去除效率高、成本低廉。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境工程
，涉及一种以秸秆为碳源的复合丝状真菌生物沥浸处理重金属污染土壤的方法，具体而言是一种利用pH适应区间广、重金属抗性强，以农业废弃物秸秆作为生长碳源，产生多种小分子有机酸的复合丝状真菌(简青霉和黑曲霉)高效、低耗的脱除土壤中重金属的方法。
技术介绍
高速的工业化、城镇化和农业集约化导致土壤重金属污染日趋严重。据农业部的测算，目前我国受Pb、Cd、Cu等重金属污染的耕地面积达1000万公顷，中国环境监测总站的调查则已接近2000万公顷，每年被重金属污染的粮食达1200万吨，这对农产品安全和生态系统健康构成了极大的威胁。由于土壤重金属污染的特异性及地域的复杂性，其治理不仅见效慢、费用高，而且还受多种因素的制约。因此，治理重金属污染土壤一直是国际上研究的热点与难点问题，也是我国农业可持续发展和环境质量改善中许多学科共同感兴趣的问题。生物沥浸是近20年来兴起的一种清除土壤中重金属的新方法。其原理为：利用某些极端嗜酸菌(主要是一类以CO2为生长碳源、专性化能自养型的细菌，例如：氧化亚铁硫杆菌Thiobacillus ferrooxidans、氧化硫硫杆菌Thiobacillus thiooxidans、排硫硫杆菌Thiobacillus thioparus)的生物氧化、酸化作用而产生的低pH，促使土壤固相中不溶形态的重金属溶入液相，固液分离后，重金属得以脱除。该方法简单易行、经济性高，尤其适用于多种重金属元素引起的复合、重度污染土壤的处理(例如：采矿区、废弃物堆放场的周边土壤)，引起了科学家的高度重视。当前，该技术正处于由实验室研究向现场实施的转化阶段，国外已有小试工程报道。从已有的研究实践来看，基于嗜酸性自养型细菌为优势菌的土壤重金属生物沥浸处理大多耗时较长(25-30天)，效果也不稳定，特别是长期连续运行工况条件下，菌种的活性有时会降低。这是因为：1)自养菌的生长速率普遍缓慢；2)这些菌种更适宜于pH 1.0-3.0的酸性环境下生长，将它们接种到土壤(多数为中性、偏碱)，需要一个pH适应的生长延滞期；3)自养菌对有机物都有一定的敏感性，而土壤中溶解性有机质(Dissolved organic matters，DOM)的含量时常会超出它们的致毒水平。为了提高土壤重金属生物沥浸的效率和稳定性，近期，有研究者提出了利用某些生长速度快、pH适应范围广、重金属抗性强，且能代谢有机碳产生小分子有机酸(如柠檬酸)的异养型丝状真菌，例如：木霉Trichoderma sp.、踝节霉Talaromyces sp.、黑曲霉Aspergillus niger，进行土壤重金属生物沥浸的技术方案。该方法能在一定程度上克服嗜酸性自养型细菌生物沥浸土壤重金属的技术缺陷。现有的有关丝状真菌生物沥浸土壤重金属的研究主要是基于以单一丝状真菌为优势菌和大量外源投加蔗糖、葡萄糖、淀粉等商品化碳源(土壤DOM碳含量不足以能维系丝状真菌的生长需求)的条件下开展的。然而，由于单一菌的产酸类型相对单一以及最大产酸能力有限(大多情况下仅能将土壤pH降低至pH3.5左右)，故常常无法保证生物沥浸处理后土壤中不同种类和形态的重金属均能及时、有效的去除(例如Pb、Cd、Ni的有效去除一般要求pH<2.5)。此外，大量添加商品化的有机碳源也存在处理成本过高的弊端。因此，合理的配伍具有不同产酸特征的丝状真菌，发挥复合菌产酸谱系宽(多种有机酸)和产酸效能高的特性，同时尝试以某些含碳量高的农业废弃物(如秸秆)充当微生物生长的碳源(替代蔗糖等)，则可以显著提高丝状真菌生物沥浸处理重金属污染土壤的技术和经济可行性。
技术实现思路
1、专利技术目的本专利技术的目的在于提供一种在土壤介质中生长迅速、重金属抗性强、且能利用农业废弃物秸秆作为生长碳源，大量产生柠檬酸、葡萄糖酸、草酸等多种小分子有机酸的复合丝状真菌(菌株NAU-12和A80)脱除土壤重金属的方法。2、技术方案一株丝状真菌菌株NAU-12，分类命名为简青霉(Penicillium simplicissimum)，于2015年6月25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(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)，保藏号为CGMCC NO.10990。简青霉(Penicillium simplicissimum)菌株NAU-12具有以下生物学特性：在马铃薯PDA平板上繁殖迅速，28℃下生长4天，菌落直径25mm，菌落中间有凸起，有规则的辐射状沟纹；外观呈灰绿色，质地为丝绒状；大量分生孢子结构，分生孢子头为球形，直径150-300μm；在pH 3.0-8.0下均可生长，对Zn2+、Cu2+、Cd2+、Pb2+有较强的抗性，耐受浓度分别为200mg/L、300mg/L、100mg/L、1000mg/L；能利用碱热预处理的秸秆为碳源生长，主要产葡萄糖酸和草酸(12天产酸量分别为56mM和42mM)，兼有少量柠檬酸。一株丝状真菌菌株A80，分类命名为黑曲霉(Aspergillus niger)，于2011年1月10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(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)，保藏号为CGMCC NO.4533。黑曲霉(Aspergillus niger)菌株A80具有以下生物学特性：在马铃薯PDA平板上繁殖迅速，28℃下生长4天，菌落直径60mm，菌落中间有凸起，有规则的辐射状沟纹，外观呈褐黑色，质地为丝绒状；大量分生孢子结构，分生孢子头为球形，直径300-500μm；在pH 2.5-7.0下均可生长，对Zn2+、Cu2+、Cd2+、Pb2+有较强的抗性，耐受浓度分别为300mg/L、200mg/L、50mg/L、1500mg/L；能利用碱热预处理的秸秆为碳源生长，主要产柠檬酸(15天产酸量为68mM)，兼有少量苹果酸和草酸。本专利技术所述的丝状真菌菌株NAU-12在处理重金属污染土壤的应用。一种复合丝状真菌菌剂，该菌剂是由含有1-2×108孢子/mL的简青霉NAU-12菌剂和含有1-2×107孢子/mL的黑曲霉A80菌剂等体积混合而成的菌剂。所述的复合丝状真菌菌剂的制备方法，步骤如下：挑取NAU-12菌体，接入液体生长培养基，25-35℃，振荡培养5-7天；挑取A80菌体,接入液体生长培养基，25-35℃，振荡培养4-6天；培养结束后，按体积比1:1将两个培养物混合，得到复合菌剂。本专利技术所述的复合丝状真菌菌剂在处理重金属污染土壤的应用。本专利技术所述的以秸秆为碳源的复合丝状真菌生物沥浸处理重金属污染土壤的方法，步骤如下：步骤(1)、制备接种用复合丝状菌剂：挑取NAU-12菌体，接入液体生长培养基，25-35℃，振荡培养5-7天；挑取A80菌体,接入液体生长培养基，25-35℃，振荡培养4-6天；培养结束后，按体积比1:1将两个培养物混合，得到复合丝状真菌菌剂；步骤(2)、制备碳源：将秸秆粉碎至1-1.5cm，置于0.5-1.5％的NaOH溶液、80-100℃下浸泡1-2h进行碱热预处理；步骤(3)、处理重金属污染土壤：用水将重金属土壤稀释，制成泥浆浓度1-5％的土壤泥浆，投入反应器，添加40-80本文档来自技高网...
【技术保护点】
丝状真菌菌株NAU‑12，分类命名为简青霉(Penicillium simplicissimum)，于2015年6月25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.10990。
【技术特征摘要】
1.丝状真菌菌株NAU-12，分类命名为简青霉(Penicillium simplicissimum)，于2015年6月25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.10990。2.权利要求1所述的丝状真菌菌株NAU-12在处理重金属污染土壤的应用。3.丝状真菌菌株A80，分类命名为黑曲霉(Aspergillus niger)，于2011年1月10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.4533。4.一种复合丝状真菌菌剂，其特征在于该复合菌剂是由含有1-2×108孢子/mL的简青霉NAU-12菌剂和含有1-2×107孢子/mL的黑曲霉A80菌剂等体积混合而成的菌剂。5.权利要求4所述的复合丝状真菌菌剂的制备方法，其特征在于步骤如下：挑取NAU-12菌体，接入液体生长培养基，25-35℃，振荡培养5-7天；挑取A80菌体,接入液体生长培养基，25-35℃，振荡培养4-6天；培养结束后，按体积比1:1将两个培养物混合，得到复合菌剂。6.根据权利要求5所述的复合丝状真菌菌剂的制备方法，其特征在于所述的液体生长培养基为：NaNO3 1.5g/L、K2HPO4 0.5g/L，KCl 0.025g/L，MgSO4 0.025g/L，酵母膏1.5g/L，蔗糖，35g/L，pH自然，灭菌。7.权利要求4所述的复合丝状真菌菌剂在处理重金属污染土壤的应用。8.一种生物沥浸处理重金属污染土壤的方法，其特征在于步骤如下：步骤(1)、制备接种用的复合丝状真菌菌剂：挑取NAU-12菌体，接入液体生长培养基，25-35℃，振荡培养5-...
【专利技术属性】
技术研发人员：方迪，周立祥，李洁，陶能，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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