本发明专利技术涉及一种生物表面活性剂功能化修饰耐辐射奇球菌DR的方法。首先将稻谷秸秆和谷壳埋入农田土壤中堆肥，经富集培养、发酵培养和平板化学培养初筛，得到一种生物表面活性剂菌株液体，将其对耐辐射奇球菌DR进行功能化修饰，得到一种生物表面活性剂功能化修饰耐辐射奇球菌DR吸附剂，并将其应用于铀污染水体修复中。本发明专利技术方法所使用自然资源生物质为原料，对环境无毒无污染，实现了自然资源的再生利用和资源化。同时，方法简单、反应条件温和，所得吸附剂，能使浓度为0.45~0.50mg/L铀污染水体中铀的含量下降95.2~95.78%，具有很好的社会效益和经济效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铀污染水体的生物修复处理领域，具体是利用一种生物表面活性剂对耐辐射奇球菌DR进行功能化修饰的新方法，及其在铀污染水体修复中的应用。
技术介绍
环境是人类赖以生存的空间，是人类进行生产活动的物质基础和必要条件。人与自然环境之关系的和谐是社会持续稳定发展的基本保证。随着社会经济的不断发展和人类开发创造能力的不断提高，对自然环境的改造力度和影响程度也越来越大。核工业的发展、核技术的广泛应用以及其他工业、农业、能源、军事、交通、医疗卫生等领域内的活动使人类周围生态环境的放射性核素本底值不断增加，进入环境中的放射性核素会在大气、水和土壤中迁移，随食物链进入人和动物体内，产生辐射损伤，部分核素还将影响人体的生理生化反应及代谢过程。铀是一种重要的放射性核素，同时兼有化学污染毒性和放射性，在水体和土壤中大多以铀酰离子（UO22+）形式存在，可以通过采矿作业、核试验、核燃料、核武器和意外泄露等方式释放到土壤、沉积物和地下水中，造成土壤和地下水中的铀污染，危害人类赖以生存的环境。目前，我国处理含铀废水的方法主要有化学沉淀法、离子交换法、混凝沉淀法、萃取法、氧化还原法、沉降-结晶法、凝结-絮凝法、膜分离法、蒸发浓缩法、浮选法、电化学处理法、渗析法、反渗透法和吸附法。这些传统方法虽然在一定程度上取得了较好的效果，但是普遍存在工艺流程冗长、后续工艺复杂，成本高、投资大，能耗高、效率低、操作困难、易产生二次污染，特别对于处理低含量铀污染水体时，其操作成本相对过高。近年来发展的生物修复法，以其成本低廉、效率高、成本低、安全、环保等特点，成为铀污染水体修复技术的一个研究热点，吸引了众多学者进行了大量研究，并取得了很多可喜的研究成果，它利用生物体的生命代谢活动降低铀矿冶含铀废水中铀的浓度或使其完全无害化，使其部分或完全恢复到原始状态。但是，很多生物在修复铀矿冶含铀废水时，由于其对辐射比较敏感，因此它们修复铀污染水体的能力受到较大限制。耐辐射奇球菌（DeinococcusRadiodurans，DR菌）是迄今为止地球上发现的辐射抗性最强的生物之一，能够在60Gy/h的环境中正常生长，而且能在超过15kGy的急性γ辐照环境下不出现致死或发生诱变，一直倍受核环境工程界的广泛关注和重视。然而，目前国内外开展耐辐射奇球菌DR修复铀污染水体的研究鲜有报道。另外，耐辐射奇球菌DR在含铀废水溶液中容易以悬浮态生长，菌体与水的密度差较小，难于与水分离，导致影响其修复铀污染水体的实际效果。因此，通过对耐辐射奇球菌DR进行功能化修饰，以增强其化学稳定性和机械强度，是实现耐辐射奇球菌DR对铀污染水体修复的有效途径。
技术实现思路
为了克服现有技术中的问题，本专利技术的目的是提供一种生物表面活性剂功能化修饰耐辐射奇球菌DR的方法，该方法既具有取材方便、成本低廉、环境友好，修复效率高（尤其是对铀含量在0.5mg/L的低浓度含铀废水效果更佳），又具有操作步骤简单，水体环境适中（pH值接近中性，适宜温度范围宽），环境风险小等多重特点。一种生物表面活性剂功能化修饰耐辐射奇球菌DR的方法，其具体措施是：首先将稻谷秸秆和谷壳埋入农田土壤中堆肥，在低温条件下经过富集培养、发酵培养和平板化学培养初筛，得到一种生物表面活性剂菌株液体，将其代替传统的化学试剂对耐辐射奇球菌DR进行功能化修饰，得到一种生物表面活性剂功能化修饰耐辐射奇球菌DR吸附剂，并将其应用于铀污染水体修复中。具体步骤如下：（1）耐辐射奇球菌DR菌体的制备将保存在实验室的耐辐射奇球菌DR划线接种在预先配制好的固体TGY培养基上，使用接种环挑取单株耐辐射奇球菌DR接种于三角瓶中摇瓶培养至对数生长早期，然后按一定比例的接种量接种转至大瓶的培养基中，在一定温度下继续培养一段时间。待耐辐射奇球菌DR细胞培养稳定后，离心收集耐辐射奇球菌DR菌体，经7000r/min离心10min后，收集得到新鲜的耐辐射奇球菌DR菌体。然后使用pH值为7的磷酸缓冲溶液将菌体重新悬浮，充分振荡后，再次离心收集耐辐射奇球菌DR菌体，经8000r/min离心15min后，然后将收集的耐辐射奇球菌DR菌体置于真空冷冻箱中-20℃条件下冷冻12h，在-80℃条件下继续冷冻12h。最后将冷冻的耐辐射奇球菌DR菌体置于真空冷冻干燥机中干燥，得到干燥的耐辐射奇球菌DR菌体。（2）生物表面活性剂菌株液体的制备取10g处理后的堆肥样品，置于装有90mL无菌水的250mL三角瓶中振荡25min后，静置30min，得到土壤悬液。吸取2mL土壤悬浮液接种到富集培养基中，放入温度为25℃、转速为220r/min的恒温培养箱中进行振荡培养5d。吸取上述1mL富集培养液接种于发酵培养基中，放入温度为30℃、转速为220r/min的恒温培养箱中进行振荡培养，直至观测到乳化现象。取1mL稀释至10-3之后，以该稀释发酵液1mL涂布于平板培养基上，于37℃恒温静置培养3d。挑选平板长势良好的菌落进行划线分离，按照上述方法进行再次发酵培养、驯化2次，即可得到驯化后的菌株。将驯化后的菌株在富集培养液中继续培养1d后，吸取1mL菌液按4.5%的接种量接种于发酵培养基中，调节pH值为6.5，在温度为25℃、转速为200r/min的恒温培养箱中，继续进行振荡培养2d后，即为生物表面活性剂菌株液体。（3）生物表面活性剂功能化修饰耐辐射奇球菌DR称取一定质量干燥的耐辐射奇球菌DR菌体置于300mL带塞三角瓶中，加入一定体积生物表面活性剂菌株液体，再加入50mL去离子水，超声分散30min，将三角瓶放在恒温水浴箱中磁力搅拌，待混合液混合均匀后，经8000r/min离心15min后，再分别用无水乙醇和去离子水洗涤3次，置于真空冷冻干燥机中干燥，得到一种生物表面活性剂功能化修饰耐辐射奇球菌DR吸附剂。（4）生物表面活性剂功能化修饰耐辐射奇球菌DR吸附剂对铀的吸附量取50mL不同浓度的铀标准溶液，装入150mL的锥形瓶中，随后加入一定质量的生物表面活性剂功能化修饰耐辐射奇球菌DR吸附剂，调节溶液的pH值。然后将其放入恒温水浴箱中进行恒温振荡。待吸附反应完成后，经6000r/min离心15min后，取上清液并采用三氯化钛还原/钒酸铵氧化滴定法测定铀的剩余浓度，并根据吸附前后溶液中铀的浓度计算生物表面活性剂功能化修饰耐辐射奇球菌DR吸附剂对铀的吸附率p(%)。所述的步骤(1)中耐辐射奇球菌DR菌体的制备，使用的固体TGY培养基组成是：胰蛋白胨5g；酵母提取物3g；葡萄糖1g；琼脂15g；去离子水1000mL；pH=7.0。所述的步骤(1)中耐辐射奇球菌DR菌体的制备，菌株接种量为0.5~1.5%；培养温度为25~35℃；培养时间为20~30h；真空冷冻干燥温度为-50~-60℃；真空冷冻干燥时间为28~30h。所述的步骤(2)中生物表面活性剂菌株液体的制备，使用的富集培养基组成是：氯化钾1.5g；硫酸铵12g；氯化钠1.2g；七水硫酸亚铁3×10-5g；磷酸氢二钾3.5g；三水磷酸氢二钾0.65本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生物表面活性剂功能化修饰耐辐射奇球菌DR的方法，其特征在于，首先将稻谷秸秆和谷壳埋入农田土壤中堆肥，在低温条件下经过富集培养、发酵培养和平板化学培养初筛，得到一种生物表面活性剂菌株液体，将其对耐辐射奇球菌DR进行功能化修饰，得到一种生物表面活性剂功能化修饰耐辐射奇球菌DR吸附剂，具体步骤如下：（1）耐辐射奇球菌DR菌体的制备将真空冷冻保存在实验室的耐辐射奇球菌DR划线接种在预先配制好的固体TGY培养基上，使用接种环挑取单株耐辐射奇球菌DR接种于三角瓶中摇瓶培养至对数生长早期，然后按一定比例的接种量接种转至大瓶培养基中，在一定温度下继续培养一段时间，待耐辐射奇球菌DR细胞培养稳定后，离心收集耐辐射奇球菌DR菌体，经7000 r/min离心10 min 后，收集得到新鲜的耐辐射奇球菌DR菌体，然后使用pH值为7的磷酸缓冲溶液将菌体重新悬浮，充分振荡后，再次离心收集耐辐射奇球菌DR菌体，经8000 r/min离心15 min 后，将收集的耐辐射奇球菌DR菌体置于真空冷冻箱中‑20 ℃冷冻12 h，在‑80 ℃继续冷冻12 h，最后将冷冻的耐辐射奇球菌DR菌体置于真空冷冻干燥机中干燥，得到干燥的耐辐射奇球菌DR菌体；（2）生物表面活性剂菌株液体的制备取10 g处理后的堆肥样品，置于装有90 mL无菌水的250 mL三角瓶中振荡25 min后，静置30 min，得到土壤悬液，吸取2 mL土壤悬浮液接种到富集培养基中，放入温度为25 ℃、转速为220 r/min的恒温培养箱中进行振荡培养5 d，吸取上述1 mL富集培养液接种于发酵培养基中，放入温度为30 ℃、转速为220 r/min的恒温培养箱中进行振荡培养，直到观测到乳化现象，取1 mL稀释至10‑3之后，以该稀释发酵液1 mL涂布于平板培养基上，于37 ℃恒温静置培养3 d，挑选平板长势良好的菌落进行划线分离，按照上述方法进行再次发酵培养、驯化2次，即得到驯化后的菌株，将驯化后的菌株在富集培养液中继续培养1 d后，吸取1 mL菌液按4.5%的接种量接种于发酵培养基中，调节pH值为6.5，在温度为25 ℃、转速为200 r/min的恒温培养箱中，继续进行振荡培养2 d后，即得到生物表面活性剂菌株液体；（3）生物表面活性剂功能化修饰耐辐射奇球菌DR称取一定质量干燥的耐辐射奇球菌DR菌体置于300 mL带塞三角瓶中，加入一定体积生物表面活性剂菌株液体，再加入50 mL去离子水，超声分散30 min，将三角瓶放在恒温水浴箱中磁力搅拌，待混合液混合均匀后，经8000 r/min离心15 min 后，再分别用无水乙醇和去离子水洗涤3 次，置于真空冷冻干燥机中干燥，得到一种生物表面活性剂功能化修饰耐辐射奇球菌DR吸附剂。...
【技术特征摘要】
1.一种生物表面活性剂功能化修饰耐辐射奇球菌DR的方法，其特征在于，首先将稻谷秸秆和谷壳埋入农田土壤中堆肥，在低温条件下经过富集培养、发酵培养和平板化学培养初筛，得到一种生物表面活性剂菌株液体，将其对耐辐射奇球菌DR进行功能化修饰，得到一种生物表面活性剂功能化修饰耐辐射奇球菌DR吸附剂，
具体步骤如下：
（1）耐辐射奇球菌DR菌体的制备
将真空冷冻保存在实验室的耐辐射奇球菌DR划线接种在预先配制好的固体TGY培养基上，使用接种环挑取单株耐辐射奇球菌DR接种于三角瓶中摇瓶培养至对数生长早期，然后按一定比例的接种量接种转至大瓶培养基中，在一定温度下继续培养一段时间，待耐辐射奇球菌DR细胞培养稳定后，离心收集耐辐射奇球菌DR菌体，经7000r/min离心10min后，收集得到新鲜的耐辐射奇球菌DR菌体，然后使用pH值为7的磷酸缓冲溶液将菌体重新悬浮，充分振荡后，再次离心收集耐辐射奇球菌DR菌体，经8000r/min离心15min后，将收集的耐辐射奇球菌DR菌体置于真空冷冻箱中-20℃冷冻12h，在-80℃继续冷冻12h，最后将冷冻的耐辐射奇球菌DR菌体置于真空冷冻干燥机中干燥，得到干燥的耐辐射奇球菌DR菌体；
（2）生物表面活性剂菌株液体的制备
取10g处理后的堆肥样品，置于装有90mL无菌水的250mL三角瓶中振荡25min后，静置30min，得到土壤悬液，吸取2mL土壤悬浮液接种到富集培养基中，放入温度为25℃、转速为220r/min的恒温培养箱中进行振荡培养5d，吸取上述1mL富集培养液接种于发酵培养基中，放入温度为30℃、转速为220r/min的恒温培养箱中进行振荡培养，直到观测到乳化现象，取1mL稀释至10-3之后，以该稀释发酵液1mL涂布于平板培养基上，于37℃恒温静置培养3d，挑选平板长势良好的菌落进行划线分离，按照上述方法进行再次发酵培养、驯化2次，即得到驯化后的菌株，将驯化后的菌株在富集培养液中继续培养1d后，吸取1mL菌液按4.5%的接种量接种于发酵培养基中，调节pH值为6.5，在温度为25℃、转速为200r/min的恒温培养箱中，继续进行振荡培养2d后，即得到生物表面活性剂菌株液体；
（3）生物表面活性剂功能化修饰耐辐射奇球菌DR称取一定质量干燥的耐辐射奇球菌DR菌体置于300mL带塞三角瓶中，加入一定体积生物表面活性剂菌株液体，再加入50mL去离子水，超声分散30min，将三角瓶放在恒温水浴箱中磁力搅拌，待混合液混合均匀后，经8000r/min离心15min后，再分别用无水乙醇和去离子水洗涤3次，置于真空冷冻干燥机中干燥，得到一种生物表面活性剂功能化修饰耐辐射奇球菌DR吸附剂。
2.根据权利要求1所述的一种生物表面活性剂功能化修饰耐辐射奇球菌DR的方法，其特征在于，所述步骤（1）中使用的固体TGY培养基组成是：...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖方竹，彭国文，符建文，何淑雅，黄波，唐艳，余丽梅，蒲移秋，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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