(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210630227.9 (22)申请日 2022.06.06 (71)申请人 中国长江三峡集团有限公司 地址 430010 湖北省武汉市江岸区六合路1 号 申请人 北京林业大 学　 上海勘测设计 研究院有限公司 (72)发明人 李敏　赵欣　王宫廷　罗文清　 郭亚丽　季骁楠　胡伟　 (74)专利代理 机构 北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 专利代理师 任晓云 (51)Int.Cl. C12N 1/20(2006.01) C02F 3/34(2006.01)B09C 1/10(2006.01) C12R 1/01(2006.01) C12R 1/07(2006.01) C12R 1/40(2006.01) C02F 101/20(2006.01) (54)发明名称 一种解磷菌耦合异化铁还原菌体系及其在 固定重金属中的应用 (57)摘要 本发明公开了一种解磷菌耦合异化铁还原 菌体系及其在固定重金属中的应用， 属于重金属 污染修复技术领域。 本发明利用解磷菌耦合异化 铁还原菌共同进行重金属的稳定化处理， 解磷菌 将难溶性磷转化为可溶性磷， 同时将葡萄糖转化 为乙酸， 成为异化铁还原菌的电子供体； 异化铁 还原菌将三价铁还原为二价铁， 在磷酸盐的影 响 下， 生成含磷铁氧化物的同时， 形成更为稳定的 含镉次生矿物， 实现对镉的固定， 解决了单一微 生物修复适用范围小且修复后重金属稳定性差 的问题。 权利要求书1页 说明书7页 附图2页 CN 114891688 A 2022.08.12 CN 114891688 A 1.一种解磷菌耦合异化铁还原菌体系， 包括 解磷菌和异化铁还原菌； 所述解磷菌与异化铁还原菌的菌悬 液的体积比为1:0.2 ～1:3。 2.根据权利要求1所述的解磷菌耦合异化铁还原菌体系， 其特征在于： 所述解磷菌耦合 异化铁还原菌体系由解磷菌、 异化铁还原菌和共 存培养基组成。 3.根据权利要求1或2所述的解磷菌耦合异化铁还原菌体系， 其特征在于： 所述解磷菌 选自非脱羧勒克菌、 恶臭假单 胞菌和苏云金芽孢杆菌中至少一种； 所述异化铁还原菌为金属还原地杆菌； 具体的， 所述非脱羧勒 克菌可为非脱羧勒克菌株(Leclercia  adecarboxylata)MRP ‑1， 保藏编号 为CGMCC No.14561； 所述恶臭假单胞菌可为恶臭假单胞菌(Pseudomonas  putida)MRP ‑2， 保藏编号为CGMCC   No.15337； 所述苏云金芽孢杆菌可为苏云金芽孢杆菌(Bacillus  thuringensis)MRP ‑3， 保藏编号 为CGMCC No.15338； 所述金属还原地杆菌可为金属还原地杆菌(Geobacter  metallireducens)GS ‑15， 保藏 编号为ATCC 53774。 4.根据权利要求2或3所述的解磷菌耦合异化铁还原菌体系， 其特征在于： 所述解磷菌 与异化铁还原菌的菌悬 液的总体积占所述共 存培养基体积的百分含量 为2％～15％。 5.根据权利要求1 ‑4中任一项所述的解磷菌耦合异化铁还原菌体系， 其特征在于： 所述 解磷菌的菌悬 液的OD600值为0.8～1； 所述异化铁还原菌的菌悬 液中可溶性Fe2+浓度为5～3 5mM。 6.根据权利要求2 ‑4中任一项所述的解磷菌耦合异化铁还原菌体系， 其特征在于： 所述 共存培养基包括 碳源、 磷源、 铁源、 无机盐、 矿物混合液和维生素混合液， 溶剂为水； 具体的， 所述 碳源为可被解磷菌利用的糖 类化合物， 浓度为1～15g/L； 所述磷源为难溶性磷酸盐， 浓度为3～10g/L； 所述铁源为 三价铁氧化物， 浓度为5～5 0mmol/L。 7.根据权利要求6所述的解磷菌耦合异化铁还原菌体系， 其特征在于： 所述碳源为葡萄 糖； 所述磷源为Ca3(PO4)2； 所述铁源为水铁矿； 所述共存培养基的pH＝5～ 9。 8.权利要求1 ‑7中任一项所述的解磷菌耦合异化铁还原菌体系在镉 污染底泥修复中的 应用。 9.一种镉污染底泥的修复方法， 包括如下步骤： 将权利要求1 ‑7中任一项所述解磷菌耦 合异化铁还原菌体系与镉污染的底泥在厌氧 条件下混合， 静置 培养。 10.根据权利要求9所述的修复方法， 其特征在于： 混合后体系的镉初始浓度为0～ 0.5mM， 但不 为0； 所述静置 培养的时间为3 0～150天； 所述静置 培养的温度为25～37℃。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114891688 A 2一种解磷菌耦合异化铁还原菌 体系及其在固定重金属中的 应用 技术领域 [0001]本发明涉及重金属污染修复技术领域， 具体涉及的是一种解磷菌耦合异化铁还原 菌体系及其在固定 重金属中的应用。 背景技术 [0002]镉(Cadmium， Cd)是一种生物蓄积性强、 毒性持久的重金属。 随着社会经济的快速 发展， 工业废弃物及污水 的大量排放， 其中所含的重金属镉会进入水体使其在沉积物中富 集， 导致沉积物中镉含量远高于水相。 同时当外界环境条件发生变化时， 沉积物中富集的镉 会重新释放到水体中， 进而引 起二次污染。 鄱阳湖入湖口沉积物中Cd浓度为0.2～2.3mg/ kg， 湘江入洞庭湖口Cd浓度达4.24～7.45mg/kg， 已超过农用地土壤污染风险管制值(3mg/ kg， 6.5<pH≤7.5)， 黄浦江干流表层沉积物中首要重金属污染物是Cd， 其浓度超过背景值2 倍， 大连湾60％监测站的沉积物 中Cd超标， 太湖沉积物 中镉浓度达2mg/kg。 由此可见， 沉积 物镉污染已成为环境领域重点关注的问题， 严重威胁人类健康。 [0003]目前对沉积物中镉污染的修复方法有化学固定、 电动修复、 生物修复等。 其中， 生 物修复技术具有成本低和污染小等优点。 异化铁还原菌在沉积物、 地下水及深层土壤中分 布广泛， 从沉积物中分离的部分专性厌氧和大部分兼性厌氧微生物都具有铁还原能力， 可 以以胞外固态铁氧化物作为末端电子受体， 通过胞外电子传递还原铁氧化物。 异化铁还原 菌可以通过微生物细胞的吸附作用固定镉， 同时镉也可以通过次生铁氧化物的吸附作用及 与磷酸盐矿物的共沉淀作用被固定。 Fe(II)浓度、 电子供体、 电子受体等因素均可以影响异 化铁还原 次生成矿过程， 磷酸盐也是影响异化铁还原诱导次生成矿的重要因素之一， 它不 但可以影响次生矿物的种类， 还可以促进或抑制铁还原的反应速率， 进而促进重金属镉的 固定。 解磷微生物可以促进土壤中难溶性磷得到释放， 间接促进次生矿物的形成， 避免了含 磷物料的添加。 因此， 本发明试图寻找一种既可以供异化铁还原菌和解磷菌共存的生长体 系， 又可以利用体系诱 导次生矿固定 重金属的方法。 发明内容 [0004]本发明的目的是提供一种解磷菌耦合异化铁还原菌体系及其在固定重金属中的 应用。 本发 明的解磷菌耦合异 化铁还原菌体系工艺简单， 二次污染小， 且对生态系统的影响 较小， 可有效降低底泥重金属的迁移以及对生态环境的潜在风险， 并且可以为微生物联合 修复底泥重金属污染提供理论支撑 。 [0005]一种解磷菌耦合异化铁还原菌体系， 包括 解磷菌和异化铁还原菌； [0006]所述解磷菌与异化铁还原菌的菌悬 液的体积比为1:0.2 ～1:3。 [0007]具体的， 所述 解磷菌与异化铁还原菌的菌悬 液的体积比可为1:1。 [0008]所述解磷菌 的菌悬液可按常规方法制得， 具体的， 所述解磷菌 的菌悬液的制 备方 法， 包括如下步骤： 用接种环从保存菌种的斜面上取一环解磷菌接种于牛肉膏蛋白胨培养说　明　书 1/7 页 3 CN 114891688 A 3