一種新型載體固定化微生物降解汙染物的方法
2023-07-07 06:36:06 2
專利名稱：一種新型載體固定化微生物降解汙染物的方法
技術領域：
本發明涉及固定化微生物對於有機汙染土壤的修復，具體的說是採用一種新型的載體 形狀來實現對多環芳烴(PAHs)的去除。背景技術：
多環芳烴(PAHs)是指由兩個或兩個以上的高溫獲得的芳香環，以直鏈狀、角狀或串狀 排列組成的化合物，是有機物不全燃燒或高溫裂解的副產品。因此，只要燃燒有機質，就有 多環芳烴產生，燃燒溫度決定了多環芳烴的混合組成。居民供暖化、內燃發動機和工業活 動，如焦碳生產油的精練、鋁生、非鐵金屬的熔煉等是多環芳烴的主要來源。多環芳烴在環 境中的含量雖然微量但分布廣泛，更由於一些多環芳烴中除含有致癌和致突變的成分外， 還含有多種促進致癌的物質，對人體健康產生很大的威脅。目前，對於已經被汙染的生態環境，需要採用生物技術等手段進行修復。生物修復 技術具有成本低、處理效果好以及對環境的二次汙染小等優點，被認為最有發展前景。固定 化微生物技術在生物修復技術中佔有重要的地位，它是用化學或物理手段將游離微生物定 位於限定的空間區域，使其保持活性並反覆利用的方法，該技術具有微生物密度高、反應速 度快、耐毒害能力強等優點。在難降解有機廢水處理方面，固定化微生物技術研究已廣泛開 展，但對於有機汙染土壤的修復很少見到報導。
發明內容
1、發明目的
本發明利用固定化微生物，來降解土壤中的多環芳烴，通過對固定化載體形狀的改變， 從而提高其對汙染物的降解。2、技術方案
本發明是通過以下技術方案來實現的
將土著真菌進行固定化包埋，採用的載體配比為聚乙烯醇(PVA)為9. 5%，海藻酸鈉 0. 6%，活性炭5. 5%，IOml菌液，餘量為水。降解汙染物的相關參數為水土比3 :1 4 :1，接種 量4. 5^5. 5%，固定化真菌在^ 30°C下，搖床轉數12(Tl30r/min。真菌菌種為鐮刀菌、木黴
和黑麴黴。一種新型載體固定化微生物降解汙染物的方法，其特徵在於該方法按以下步驟 進行
(1)、將真菌菌种放入種子培養基進行微生物培養，待菌種長到對數生長期後，取出 IOml菌液與載體充分混勻，載體質量配比為聚乙烯醇(PVA)為9. 5%，海藻酸鈉0. 6%，活性 炭5. 5%，餘量為水；裝入中空十字花型載體磨具內，在冰箱內-10 -15°C冷凍22 M小 時得固定化載體，解凍後用質量分數10%的硫酸鈉浸泡M小時，再用無菌水浸泡M小時後 增殖3次，30°C下，搖床轉數130r/min，每次更換增殖培養基，每次增殖的時間為M小時；
(2)、將上述解凍增殖後的固定化載體，按接種量為5%，在^KTC條件下，接入泥漿培 養基上以12(Tl30r/min搖床，完成對汙染物的降解。所述真菌菌種為鐮刀菌、木黴和黑麴黴。
將所述鐮刀菌、木黴和黑麴黴分別與載體充分混勻。將所述鐮刀菌、木黴和黑麴黴兩兩混合及三株同時混合後，再與載體充分混勻。種子培養基的質量配比為 葡萄糖，20%的土豆培養基，餘量為水；
增殖培養基的質量配比為 葡萄糖，0. 3%酵母膏，20%的土豆培養基，餘量為水； 泥漿培養基的質量配比為 葡萄糖，20%的土豆培養基，水土比為3 :1 4:1，餘量為水。固定化載體解凍後增殖3次，每次更換增殖培養基時，首先將載體從無菌水中取 出後，放入增殖培養基中進行培養，M小時後，取出載體，再次放入新鮮的增殖培養基培養， M小時後再增殖一次，備用。所述載體直徑d為3cm，厚度h為0. 3 0. 5cm,中央通孔直徑D為0. 5 0. 7cm。載體的形狀至關重要，傳統的載體形狀多為球型和片型，不適合對真菌的包埋。本 發明採用的載體形狀為中空十字花型，直徑為3cm (具體形態見圖1)真菌被固定化包埋後， 對芘和苯並(a)芘的降解效果比較顯著。真菌的特性是菌株大，菌絲長，好氧性強。而傳統的球型和片型存在一定的無氧 區，不利於真菌的生長。本發明所採用的中空十字花型，解決了死區的問題，同時也提高了 載體與汙染物的接觸面積，有利於對汙染物的降解。3、優點及效果 本發明具有如下優點
1、成本低採用聚乙烯醇和活性炭為載體，材料來源廣，價格低廉，對生物不具有毒性。2、效果好無論是對真菌進行單株固定還是混合固定，中空十字花型的載體對汙 染物的降解效果都比較好。單株球型載體對芘和苯並(a)芘的降解，在240小時降解率小 於34. 3%和15. 4% ；單株片型載體對芘和苯並(a)芘的降解率小於40.洲和21. 6%。而本發 明的中空十字花型的載體，單株載體對芘和苯並(a)芘的降解率240小時時大於63. 8%和 31.8%，降解率明顯提高。四
圖1為本發明的中空十字花形載體結構示意圖。五具體實施例方式
下面結合附圖對本發明做進一步的說明
一種新型載體固定化微生物降解汙染物的方法，其特徵在於該方法按以下步驟進
行
(1)、將真菌菌种放入種子培養基進行微生物培養，待菌種長到對數生長期後，取出 IOml菌液與載體充分混勻，載體質量配比為聚乙烯醇(PVA)為9. 5%，海藻酸鈉0. 6%，活性 炭5. 5%，餘量為水；裝入中空十字花型載體磨具內，在冰箱內-10 -15°C冷凍22 M小 時得固定化載體，解凍後用10%的硫酸鈉浸泡M小時，再用無菌水浸泡M小時後增殖3次， 30°C下，搖床轉數130r/min，每次更換增殖培養基，每次增殖的時間為M小時；
(2)、將上述解凍增殖後的固定化載體，按接種量為5%，在^KTC條件下，接入泥漿培 養基上以12(Tl30r/min搖床，完成對汙染物的降解。所述真菌菌種為鐮刀菌、木黴和黑麴黴。將所述鐮刀菌、木黴和黑麴黴分別與載體充分混勻。
還可以將所述鐮刀菌、木黴和黑麴黴兩兩混合及三株同時混合後，再與載體充分 混勻。種子培養基的質量配比為 葡萄糖，20%的土豆培養基，餘量為水；
增殖培養基的質量配比為 葡萄糖，0. 3%酵母膏，20%的土豆培養基，餘量為水； 泥漿培養基的質量配比為 葡萄糖，20%的土豆培養基，水土比為3 :1 4:1，餘量為水。固定化載體解凍後增殖3次，每次更換增殖培養基時，首先將載體從無菌水中取 出後，放入增殖培養基中進行培養，M小時後，取出載體，再次放入新鮮的增殖培養基培養， M小時後再增殖一次，備用。所述載體直徑d為3cm。實施例1
將鐮刀菌、木黴、黑麴黴這3株真菌放入種子培養基進行微生物培養取出IOml菌液 後，分別與載體充分混勻，載體質量配比為聚乙烯醇(PVA)為9. 5%，海藻酸鈉0. 6%，活性炭 5. 5%，餘量為水；裝入中空十字花型磨具內，在冰箱內-10°C冷凍22小時，載體直徑為3cm。 解凍後用質量分數10%的硫酸鈉浸泡M小時，再用無菌水浸泡M小時後，增殖3次，30°C 下，搖床轉數130r/min，增殖的時間為對小時，每次更換增殖培養基時首先將載體從無菌 水中取出後，放入增殖培養基中進行培養，24小時後，取出載體，再次放入新鮮的增殖培養 基培養，24小時後再增殖一次，備用。種子培養基的質量配比為 葡萄糖，20%的土豆培養基，餘量為水。增殖培養基的質量配比為 葡萄糖，0. 3%酵母膏，20%的土豆培養基，餘量為水。泥漿培養基的質量配比為 葡萄糖，20%的土豆培養基，水土比為3 :1，餘量為 水。將5%的固定化載體接入泥漿培養基上下120r/min搖床，分別在0 h、48h、 96h、16 i和MOh測其對芘和苯並(a)芘降解率，結果見表1、表2。表1固定化單菌對芘的降解率
權利要求
1.一種新型載體固定化微生物降解汙染物的方法，其特徵在於該方法按以下步驟進行(1)、將真菌菌种放入種子培養基進行微生物培養，待菌種長到對數生長期後，取出 IOml菌液與載體充分混勻，載體質量配比為聚乙烯醇(PVA)為9. 5%，海藻酸鈉0. 6%，活性 炭5. 5%，餘量為水；裝入中空十字花型載體磨具內，在冰箱內-10 -15°C冷凍22 M小 時得固定化載體，解凍後用10%的硫酸鈉浸泡M小時，再用無菌水浸泡M小時後增殖3次， 30°C下，搖床轉數130r/min，每次更換增殖培養基，每次增殖的時間為M小時；(2)、將上述解凍增殖後的固定化載體，按接種量為5%，在觀 30°C條件下，接入泥漿 培養基上以120 130r/min搖床，完成對汙染物的降解。
2.根據權利要求1所述的一種新型載體固定化微生物降解汙染物的方法，其特徵在 於所述真菌菌種為鐮刀菌、木黴和黑麴黴。
3.根據權利要求1或2所述的一種新型載體固定化微生物降解汙染物的方法，其特徵 在於將所述鐮刀菌、木黴和黑麴黴分別與載體充分混勻。
4.根據權利要求1或2所述的一種新型載體固定化微生物降解汙染物的方法，其特徵 在於將所述鐮刀菌、木黴和黑麴黴兩兩混合及三株同時混合後，再與載體充分混勻。
5.根據權利要求1或2所述的一種新型載體固定化微生物降解汙染物的方法，其特徵 在於種子培養基的質量配比為 葡萄糖，20%的土豆培養基，餘量為水； 增殖培養基的質量配比為 葡萄糖，0. 3%酵母膏，20%的土豆培養基，餘量為水； 泥漿培養基的質量配比為 葡萄糖，20%的土豆培養基，水土比為3 :1 4:1，餘量為水。
6.根據權利要求1或2所述的一種新型載體固定化微生物降解汙染物的方法，其特 徵在於固定化載體解凍後增殖3次，每次更換增殖培養基時，首先將載體從無菌水中取出 後，放入增殖培養基中進行培養二4小時後，取出載體，再次放入新鮮的增殖培養基培養，24 小時後再增殖一次，備用。
7.根據權利要求1或2所述的一種新型載體固定化微生物降解汙染物的方法，其特徵 在於所述載體直徑d為3cm，厚度h為0. 3 0. 5cm,中央通孔直徑D為0. 5 0. 7cm。
全文摘要
本發明涉及一種新型載體固定化微生物降解汙染物的方法，主要是利用固定化微生物來降解土壤中的多環芳烴，對有機汙染土壤進行修復，通過對固定化載體形狀的改變，從而提高其對汙染物的降解率。成本低，而且無論是對真菌進行單株固定還是混合固定，中空十字花型的載體對汙染物的降解效果都比較好，適於推廣應用。
文檔編號A62D3/02GK102114492SQ201010574039
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月6日 優先權日2010年12月6日
發明者崔麗, 梁吉豔, 沈欣軍, 王惠豐, 王新 申請人:瀋陽工業大學