一种固定钩状木霉孢子制备Cr(VI)还原剂的方法技术

本发明专利技术涉及一种固定钩状木霉孢子制备Cr(VI)还原剂的方法。步骤如下：(1)钩状木霉NYNJ03孢子悬浮液的制备；(2)聚乙烯醇‑海藻酸钠‑培养基(PVA‑SA‑PDA)核壳结构小球的制备；(3)Cr(VI)还原剂的制备。本发明专利技术制备的Cr(VI)还原剂为核壳结构的PVA‑SA‑PDA孢子球，小球直径为2～5mm，球体完整性较好，菌丝没有向外生长，具有一定的机械强度，易于保存，其还原Cr(VI)性能与PVA‑SA孢子球相比较其还原效率有所提高，而且由于小球内部含有PDA营养物质，使小球内分生孢子活性保持时间较长,还原Cr(VI)过程中循环利用次数增多，能更加有效的去除Cr(VI)污染。传统采用物理化学法去除Cr(VI)成本较高，易受沉淀剂和环境条件影响，易引起二次污染，本发明专利技术为后期的Cr(VI)还原剂的制备及扩大化生产提供新思路。

A Method for Preparing Cr(VI) Reducing Agent by Fixing Trichoderma hookosum Spores

The present invention relates to a method for preparing chromium (VI) reducing agent by fixing Trichoderma hookosum spores. The steps are as follows: (1) preparation of spore suspension of Trichoderma uncinatum NYNJ03; (2) preparation of core-shell microspheres of polyvinyl alcohol sodium alginate culture medium (PVA SA PDA); and (3) preparation of chromium (VI) reducing agent. The prepared CR(VI) reducing agent is a core-shell structure of PVA_SA_PDA spore ball. The diameter of the ball is 2-5mm, the integrity of the sphere is good, the hyphae does not grow outward, has certain mechanical strength and is easy to preserve. Compared with the PVA_SA spore ball, the reduction efficiency of the reduced chromium(VI) is improved, and because the sphere contains PDA nutrients, the spore is conidized in the sphere. Chromium (VI) contamination can be removed more effectively by prolonging the retention time of sub-activity and increasing the number of recycling times in the process of reducing chromium (VI). The traditional physical-chemical method for removing chromium (VI) has high cost, is susceptible to the influence of precipitant and environmental conditions, and is liable to cause secondary pollution. The present invention provides a new idea for the preparation of chromium (VI) reducing agent in later stage and the expansion of production.

【技术实现步骤摘要】
一种固定钩状木霉孢子制备Cr(VI)还原剂的方法
本专利技术涉及一种制备Cr(VI)还原剂的方法。
技术介绍
生物修复是一种高效、低成本、对环境无害的技术，用于清理化学污染环境。在实验室条件下，游离的微生物细胞降解有害化学物质的能力得到了很好的证明。人们在这方面也进行了广泛的研究，已经筛选出了对重金属具有去除能力的多种生物体，但目前利用固定化生物还原Cr(VI)来大规模处理废水的系统却很少，各方面的因素限制了它的大规模使用。一是高效生物去除Cr(VI)的菌种还有待筛选和培育，虽然近年来进行了大量的生物去除重金属研究，但具有高效去除性能的微生物仍然较为缺乏，并且相对于汞、铬、铅、锌、铜等重金属而言，有关铬的生物去除研究相对较少；二是去除机理研究不够深入，未形成一套完整的理论体系；三是活细胞生物去除重金属的研究尚处于初始阶段。鉴于此，为固定化微生物技术在重金属废水处理及其它领域的应用进行必要的系统研究、并开发高效廉价的微生物还原剂就显得尤为重要。因此，本研究通过实验和理论分析对固定化微生物还原法处理Cr(VI)废水的固定化材料选择以及固定化小球去除Cr(VI)的重复使用效率进行较为详细深入全面的研究。更好的为固定化微生物法处理重金属离子废水进一步的工业化提供指导性的依据，为高效去除Cr(VI)提供一定的理论依据，创造出更好的社会效益和环境效益。固定化微生物法作为处理Cr(VI)废水的一项新技术与其它技术(如氧化还原法、沉淀法、离子交换法、电解法等)相比具有如下优点：①固定化的微生物可以免受高浓度污染物的压力，捕食者和与本土微生物的竞争，减轻环境压力；②固定化技术可以防止细胞在连续降解过程中被冲刷，并增加机械强度；③投资小，运行费用低。因此固定化微生物法作为重金属废水处理的新方法日益受到科研人员的青睐，得到了广泛的研究，并预示了良好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术是要解决目前采用物理法去除Cr(VI)存在价格昂贵，成本较高，且在工业化应用中受到限制；化学法处理Cr(VI)存在受沉淀剂和环境条件的影响，出水浓度往往达不到排放要求，易引起二次污染的问题，提供一种利用包埋法固定钩状木霉NYNJ03分生孢子制备Cr(VI)还原剂的方法。本专利技术利用包埋法固定钩状木霉NYNJ03分生孢子制备Cr(VI)还原剂的方法，按以下步骤进行：(1)钩状木霉NYNJ03孢子悬浮液的制备：取保存于-80℃冰箱中钩状木霉NYNJ03菌株，采用无菌操作技术接种直径为0.4cm菌片于固体PDA培养基中，放置在30℃恒温培养箱中培养6-8天，向培养钩状木霉NYNJ03的平板中缓缓加入5mL灭菌后的PBS，放在震荡培养箱中轻摇20min，将平板表面孢子刮下，脱脂棉过滤，用无菌水反复冲洗两遍，滤液体积达到20mL，即得到孢子悬浮液；(2)聚乙烯醇-海藻酸钠-培养基(PVA-SA-PDA)核壳结构小球的制备：固体PDA培养基在室温下冷却之后，用刀片将PDA切割成细碎的立方体，配制固定化基质，用16G注射器针头吸取固定化基质并将PDA小块包裹推入交联液中，观察小球形态情况；(3)Cr(VI)还原剂的制备：在固定化基质中添加分生孢子悬浮液混合，将得到的含分生孢子的混合物，用16G注射器针头将PDA包裹，轻轻注入交联溶液中，然后在4℃下储存使用。本专利技术通过对钩状木霉NYNJ03分生孢子进行固定处理直接制备Cr(VI)还原剂，制备过程中不采用任何表面活性剂、保护剂和吸附剂，环境友好，成本低廉，操作简单；本专利技术制备的Cr(VI)还原剂为核壳结构的小球，小球直径分布在2～5mm，有良好的弹性，具有一定的机械强度。含有培养基的PVA-SA-PDA固定化孢子球中，由于固定化培养基质的存在，使小球内分生孢子活性保持时间较长，因而该核壳结构小球还原剂的使用循环次数增多，PVA-SA-PDA固定化孢子球由于内部含有营养物质，菌丝没有向外生长，球体完整性较好，且易于收集和保存并且可以扩大化生产。本专利技术制备的Cr(VI)还原剂能够用于各种Cr(VI)污染水体土壤修复领域等。更好的为固定化微生物法处理重金属离子废水进一步的工业化提供指导性的依据，为高效去除Cr(VI)提供一定的理论依据，创造出更好的社会效益和环境效益。附图说明图1为实施例1中PVA-SA-PDA孢子小球图；图2(A)为仅含50mg/L的Cr(VI)溶液时两种孢子球对Cr(VI)还原率的测定；图2(B)为培养基与Cr(VI)溶液比为1:1时两种孢子球对Cr(VI)还原率的测定图；图3为PVA-SA孢子小球循环去除Cr(VI)图；图4为PVA-SA-PDA孢子小球循环去除Cr(VI)。具体实施方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。具体实施方式一：按以下步骤进行：(1)钩状木霉NYNJ03孢子悬浮液的制备：取保存于-80℃冰箱中钩状木霉NYNJ03菌株，采用无菌操作技术接种直径为0.4cm菌片于固体PDA培养基中，放置在30℃恒温培养箱中培养6-8天，向培养钩状木霉NYNJ03的平板中缓缓加入5mL灭菌后的PBS，放在震荡培养箱中轻摇20min，将平板表面孢子刮下，脱脂棉过滤，用无菌水反复冲洗两遍，滤液体积达到20mL，即得到孢子悬浮液；(2)聚乙烯醇-海藻酸钠-培养基(PVA-SA-PDA)核壳结构小球的制备：固体PDA培养基在室温下冷却之后，用刀片将PDA切割成细碎的立方体，配制固定化基质，用16G注射器针头吸取固定化基质并将PDA小块包裹推入交联液中，观察小球形态情况；(3)Cr(VI)还原剂的制备：在固定化基质中添加分生孢子悬浮液混合，将得到的含分生孢子的混合物，用16G注射器针头将PDA包裹，轻轻注入交联溶液中，然后在4℃下储存使用。步骤(1)中所述固体PDA培养基为由液体PDA培养基制成的固体培养基。固体PDA培养基(1000mL)由200g马铃薯、20g葡萄糖、1.5gMgSO4·7H2O、3gKH2PO4、15g琼脂粉和余量的蒸馏水组成。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中钩状木霉NYNJ03由东北林业大学帽儿山林场的土壤中筛选得到，分类命名为：钩状木霉(Trichodermahamatum)，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2014年07月03日，保藏编号为CGMCCNo：9333。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中放到固体PDA培养基中的0.4cm菌片于30℃恒温培养箱中培养7天。其它与具体实施方式一或二相同。实施例1：本实施例利用包埋法固定钩状木霉NYNJ03分生孢子制备Cr(VI)还原剂的方法，按以下步骤进行：(1)钩状木霉NYNJ03孢子悬浮液的制备：取保存于-80℃冰箱中钩状木霉NYNJ03菌株，采用无菌操作技术接种直径为0.4cm菌片于固体PDA培养基中，放置在30℃恒温培养箱中培养7天，向培养钩状木霉NYNJ03的平板中缓缓加入5mL灭菌后的PBS，放在震荡培养箱中轻摇20min，将平板表面孢子刮下，脱脂棉过滤，用无菌水反复冲洗两遍，滤液体积达到20mL，即得到孢子悬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固定钩状木霉孢子制备Cr(VI)还原剂的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：(1)钩状木霉NYNJ03孢子悬浮液的制备：取保存于‑80℃冰箱中钩状木霉NYNJ03菌株，采用无菌操作技术接种直径为0.4cm菌片于固体PDA培养基中，放置在30℃恒温培养箱中培养6‑8天，向培养钩状木霉NYNJ03的平板中缓缓加入5mL灭菌后的PBS，放在震荡培养箱中轻摇20min，将平板表面孢子刮下，脱脂棉过滤，用无菌水反复冲洗两遍，滤液体积达到20mL，即得到孢子悬浮液；(2)聚乙烯醇‑海藻酸钠‑培养基(PVA‑SA‑PDA)核壳结构小球的制备：固体PDA培养基在室温下冷却之后，用刀片将PDA切割成细碎的立方体，配制固定化基质，用16G注射器针头吸取固定化基质并将PDA小块包裹推入交联液中，观察小球形态情况；(3)Cr(VI)还原剂的制备：在固定化基质中添加分生孢子悬浮液混合，将得到的含分生孢子的混合物，用16G注射器针头将PDA包裹，轻轻注入交联溶液中，然后在4℃下储存使用。

【技术特征摘要】
1.一种固定钩状木霉孢子制备Cr(VI)还原剂的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：(1)钩状木霉NYNJ03孢子悬浮液的制备：取保存于-80℃冰箱中钩状木霉NYNJ03菌株，采用无菌操作技术接种直径为0.4cm菌片于固体PDA培养基中，放置在30℃恒温培养箱中培养6-8天，向培养钩状木霉NYNJ03的平板中缓缓加入5mL灭菌后的PBS，放在震荡培养箱中轻摇20min，将平板表面孢子刮下，脱脂棉过滤，用无菌水反复冲洗两遍，滤液体积达到20mL，即得到孢子悬浮液；(2)聚乙烯醇-海藻酸钠-培养基(PVA-SA-PDA)核壳结构小球的制备：固体PDA培养基在室温下冷却之后，用刀片将PDA切割成细碎的立方体，配制固定化基质，用16G注射器针头吸取固定化基质并将PDA小块包裹推入交联液中，观察小球形态情况；(3)Cr(VI)还原剂的制备：在固定化基质中添加分生孢子悬浮液混合，将得到的含分生孢子的混合物，用16G注射器针头将PDA包裹，轻轻注入交联溶液中，然后在4℃下储存使用。2.根据权利要求1所述的一种固定钩状木霉孢子制备Cr(VI)还原剂的方法，其特征在于步骤(1)中钩状木霉NYNJ03由东北林业大学帽儿山林场的土壤中筛选得到，分类命名为：钩状木霉(Trichodermahamatum)，保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC)，保藏地址是北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2014年07月03日，保藏编号为CGMCCNo：9333。3.根据权利要求1所述的一种利用包埋法固定钩状...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，张国财，王滨松，王玉红，李媛媛，卢松霖，王文婧，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23