一种荧光假单胞菌以及利用荧光假单胞菌制备异羟肟酸型铁载体的方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种荧光假单胞菌以及利用荧光假单胞菌制备异羟肟酸型铁载体的方法和应用。本发明专利技术利用荧光假单胞菌HMP01(Pseudomonas fluorescens strainHMP01)的培养过程产生异羟肟酸型铁载体，该异羟肟酸型铁载体对重金属具有螯合作用，且对有机物具有增溶作用，可通过异位淋洗或原位浸提方式实现农用地、工矿区及采油区等弱酸性、中性及弱碱性土壤中阳离子型重金属、多环芳烃、石油烃及其复合污染物的高效去除，且异羟肟酸型铁载体的制备工艺简单、成本低廉、淋洗效率高、无二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种荧光假单胞菌以及利用荧光假单胞菌制备异羟肟酸型铁载体的方法和应用
本专利技术涉及一种荧光假单胞菌，还涉及利用荧光假单胞菌培养过程产生异羟肟酸型铁载体的方法，以及异羟肟酸型铁载体在重金属、有机和复合污染土壤修复中的应用，可实现场地或农用地污染土壤中镉、铅、铜、镍、锌、汞等阳离子型重金属离子、多环芳烃、总石油烃及其复合污染物的异位淋洗或原位浸提修复，属于污染土壤修复领域。
技术介绍
目前，农用地、工业企业等场地土壤污染严重，特征污染物是以镉等重金属为代表的无机污染物和以多环芳烃为代表的有机污染物。根据调查发现，土壤中镉的浓度自1975年以来不断增加，农田中平均镉含量已达0.45mg/kg，16种多环芳烃平均浓度高达1.083mg/kg，同时在石油化工产品使用过程中排放的石油烃类物质极易通过下渗、大气沉降等方式汇入土壤，导致人群的健康风险加大，土壤修复难度增大(TaoranShi,etal.StatusofcadmiumaccumulationinagriculturalsoilsacrossChina(1975–2016):Fromtemporalandspatialvariationstoriskassessment,Chemosphere,(230)2019,136-143；JunHan,etal.Polycyclicaromatichydrocarbon(PAHs)geographicaldistributioninChinaandtheirsource,riskassessmentanalysis,EnvironmentalPollution,(251)2019,312-327)。防治土壤污染，保障农产品质量安全、人居环境安全和生态环境安全，是实现国家经济社会高质量发展的重要基础，也是民生所向。因此，需开发简单、经济、高效的重金属、多环芳烃和总石油烃污染土壤的修复技术，以保障农用地和建设用地的土壤环境安全。目前，我国土壤污染修复主要采用物理、化学、生物修复方法。物理修复方法主要包括客土、换土和深耕翻土等措施降低土壤中重金属含量、利用蒸汽抽提法、热脱附技术去除多环芳烃及石油烃含量。化学修复是施用碳酸钙、磷酸盐、硅酸盐、高锰酸盐、甲醇等不同改良剂，达到增强对重金属的吸附、氧化还原、沉淀络合或增溶解析作用。由于物理、化学法未能从根源上将重金属从土壤中分离出来，在酸雨、干旱等外界自然环境的影响下导致重金属再次活化，依然会对土壤造成潜在的风险。生物修复主要分为微生物修复和植物修复，植物修复技术因其较低的成本和无二次污染引起了众多的关注，但大部分重金属超累积植物如蜈蚣草、东南景天，石油烃富集植物如黑麦草、高羊茅等一般都具有生长缓慢、生物量低、生长环境特殊，受到当地气候条件、土壤养分以及可用植物物种的限制等特征，难以满足对工业废弃地等污染场地进行快速治理的要求；微生物修复是通过调控微生物在土壤中活动，加强土壤中重金属离子的矿化、多环芳烃等有机污染物的降解，使土壤恢复其正常功能。我们重点关注微生物修复过程中细菌产生的有机小分子物质及其对复合污染物的去除作用机制，以期找到一种生物淋洗剂通过异位淋洗或原位浸提的方式实现农用地、场地污染的高效绿色修复。土壤淋洗技术因其修复时间短、适应性强的特点近年来成为了国际上的研究热点，部分成果并被广泛地在实验室进行研究并已应用于实际污染土壤的治理中。目前普遍使用的土壤淋洗剂有螯合剂(柠檬酸、草酸、盐酸、乙二胺四乙酸和乙二胺二琥珀酸)、表面活性剂(烷基糖苷、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠)等淋洗剂单独或其复配注入到污染土壤或沉积物中，以洗脱和清洗土壤中污染物。但上述淋洗药剂在实际应用过程中存在制备成本过高，制备方法繁杂，淋洗率低及二次污染等难点问题，限制了淋洗技术的规模化生产应用。另外，由于土壤环境的复杂多变，土壤淋洗剂的稳定性及淋洗后土壤基本功能的破环及可能带来潜在的生态风险都是需要重视的问题。相对于目前大量使用的化学淋洗剂，细菌产生并制备的生物淋洗剂具有更好的环境友好性。目前商业使用的生物淋洗剂主要有鼠李糖脂，它具有无毒、两亲等性质，已经被广泛用于处理土壤多环芳烃等有机物及重金属污染。此外，也有利用无患子果实的提取物皂角苷作为天然淋洗剂修复多环芳烃污染土壤，取得了较好的修复效果且无二次污染。可见生物淋洗剂是推动未来淋洗技术深入发展的关键。土壤环境中大约95％的细菌都会产生铁载体来竞争稀缺的Fe3+资源以满足自身生长需求，铁载体在土壤生态系统的物质交换中发挥着重要的作用(Gu,S.,etal.Competitionforirondrivesphytopathogencontrolbynaturalrhizospheremicrobiomes.NatMicrobiol,(5)2020,1002–1010.)。铁载体因结构差异性一般分为异羟肟酸型、儿茶酚型、羧酸盐型等三种类型。目前学者主要关注于铁载体对于石棉矿物中Fe3+、Mg2+等元素的获取、产铁载体的细菌活化土壤中的Cr、Pb以强化植物提取及增强微生物对重金属耐受性方面研究，证明了铁载体在土壤重金属活化迁移上有潜在的应用价值(SébastienR.David,etal.Efficiencyofpyoverdinesinironremovalfromflockingasbestoswaste:Aninnovativebacterialbioremediationstrategy,JournalofHazardousMaterials,(394)2020,122532.ArmelleBraud,etal.EnhancedphytoextractionofanagriculturalCr-andPb-contaminatedsoilbybioaugmentationwithsiderophore-producingbacteria,Chemosphere,(74)2009,280-286.)。截止目前，鲜有报道利用微生物产生铁载体直接用于重金属污染、有机污染等复杂污染土壤的修复。
技术实现思路
针对现有技术中重金属、多环芳烃、石油烃等污染土壤修复过程存在的缺陷，本专利技术的第一个目的是在于提供一种荧光假单胞菌HMP01(PseudomonasfluorescensstrainHMP01)，荧光假单胞菌在培养过程中能够代谢产生特殊的异羟肟酸型铁载体，可以用于重金属、多环芳烃、石油烃等复杂污染土壤的高效修复。本专利技术的第二个目的是在于提供一种异羟肟酸型铁载体的制备方法，该方法是通过荧光假单胞菌HMP01(PseudomonasfluorescensstrainHMP01)的代谢产生异羟肟酸型铁载体，具有条件温和、成本低、产率高等特点。本专利技术的第三个目的是在于提供一种异羟肟酸型铁载体，其同时包含有二羟基喹啉、饱和脂肪酸等疏水性基团，及羟基、氨基等亲水性基团，N-羟基-N-甲基乙酰胺，琥珀酰胺等类环状结构，不但对大部分重金属离子具有较好的螯合吸附作用，而且可以对多环芳烃、石油烃起到增溶作用。本专利技术的第四个目的是在于提供一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种荧光假单胞菌HMP01(Pseudomonas fluorescens strainHMP01)，保藏编号CCTCC NO:M 20191131。/n

【技术特征摘要】
1.一种荧光假单胞菌HMP01(PseudomonasfluorescensstrainHMP01)，保藏编号CCTCCNO:M20191131。


2.一种异羟肟酸型铁载体的制备方法，其特征在于：将权利要求1所述荧光假单胞菌置于缺铁无机盐培养基中培养，在培养基中产生异羟肟酸型铁载体。


3.根据权利要求2所述的异羟肟酸型铁载体的制备方法，其特征在于：所述缺铁无机盐培养基中包含的无机盐及各种无机盐的浓度为：乙酸钠3～7g/L、磷酸二氢钾0.5～1g/L、硫酸铵0.2～0.5g/L、硝酸钠0.2～0.5g/L、氯化钙0.01～0.02g/L、硫酸镁0.01～0.02g/L。


4.根据权利要求2所述的异羟肟酸型铁载体的制备方法，其特征在于：所述培养条件为：在28～32℃温度下培养72～9...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峰，易盛炜，葛飞，田江，刘兴旺，武晨，史恭林，刘锐，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43