重金属镉的细菌细胞壁生物吸附剂及其制备方法技术

技术编号:1434577 阅读:278 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术重金属镉细菌细胞壁生物吸附剂及其制备方法,涉及一种利用特殊细菌细胞壁经化学处理后制备的生物吸附剂及其制备方法,细菌为蜡状芽孢杆菌,化学试剂为0.1%双氧水,适用于含重金属镉的废水的处理,对镉的吸附效率大于50%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。细菌为蜡状芽孢杆菌。该生物吸附剂用于处理含镉废水。
技术介绍
重金属镉具有很强的生物毒性,化学性质类似于锌,在多种生化过程中,镉通过与酶类巯基结合与替代作用,置换出酶结合金属,降低机体抗氧化活性,引起氧化损伤;镉可以占据钙离子通道进入细胞,干扰细胞钙代谢;镉还能引起DNA断裂,损坏DNA修复系统,引起细胞凋亡。镉的半衰期最长可达3000年,为最易在人体内蓄积的毒性物质。1974年联合国环境规划局将其定为重点污染物。 在电镀废水、染料废水、制革废水、冶金废水中都含有重金属镉离子,造成严重的环境问题并威胁人体健康。目前,对含有重金属镉离子废水常用的处理方法有化学处理法、离子交换法、吸附分离法、膜分离法等,这些方法在处理镉含量低于100mg/L的废水时都存在一定的缺陷,如工艺复杂,成本费用高或产生二次污染等问题。由于在实际情况下,各种废水中镉离子的浓度一般都较低,因而寻求高效价廉的低浓度镉离子水处理剂成为迫切需要解决的问题。研究表明,芽孢杆菌属细菌一般都具有强大的吸附固定重金属离子的能力,原因在于芽孢杆菌属细菌的细胞壁上富含C=O,-OH等活性基团。某些芽孢杆菌属的细菌基因组编码CadA,CadB基因,可以在细胞壁上分泌表达专门转运重金属镉的细菌短肽,增强其吸附固定毒性镉离子的能力。
技术实现思路
本专利技术重金属镉细菌细胞壁生物吸附剂及其制备方法提出了一种可以有效吸附去除含低浓度镉废水中重金属镉离子的水处理剂及其制备方法。 本专利技术重金属镉细菌细胞壁生物吸附剂及其制备方法的技术方案是用含镉离子的培养基培养蜡状芽孢杆菌,使得蜡状芽孢杆菌耐受镉离子的相关基因充分表达,逐步提高该菌株细胞壁中抗镉细菌肽的含量。当菌株在含镉离子浓度为1000mg/L的液体培养基中生长达到对数生长期中期时收集菌体,烘干水分,机械研磨破碎细胞壁,离心收集细胞壁,双氧水处理,冷冻干燥,制成冻干粉。 本专利技术重金属镉细菌细胞壁生物吸附剂及其制备方法的具体操作步骤为1、蜡状芽孢杆菌抗镉细菌肽的高表达诱导将从中国普通微生物菌种保藏管理中心购得的蜡状芽孢杆菌(编号为1.126)接种于蛋白胨水液体培养基25mL中,30℃振荡培养。当细菌生长达到对数生长期中期时,取20uL菌液接种于镉浓度为100mg/L的蛋白胨水液体培养基25mL中,30℃振荡培养。当细菌生长达到对数生长期中期时,取20uL菌液接种于镉浓度为200mg/L的蛋白胨水液体培养基25mL中,30℃振荡培养。依次提高培养基中镉离子的浓度直到培养基中镉离子浓度达到1000mg/L。 2、菌体的收集6,000rpm离心8分钟收集菌体,用pH7.4的磷酸缓冲液洗涤两次。 3、菌体破壁将离心得到的湿重为100g的菌体置于50℃的烘箱中烘12小时,使菌体水份充分干燥,将干燥的菌体置于玛瑙研钵中充分研磨,使菌体破壁。 4、菌体细胞壁制备将机械破壁后的菌体粉末用pH7.4的磷酸缓冲液洗涤两次,离心收集。 5、氧化处理0.1%双氧水浸泡12h,离心收集,冻干备用。 所述的重金属镉细菌细胞壁生物吸附剂制备方法中,其所述第1步中蛋白胨水液体培养基成分为蛋白胨10g,氯化钠5g,水1000ml,pH值为7.4;所述的重金属镉细菌细胞壁生物吸附剂制备方法中,其所述第1、第2和第4步中磷酸缓冲液的成份为100mmol/L NaH2PO4-Na2HPO4缓冲液,其pH值为7.4;具体实施方式以下通过具体实事例详细说明专利技术的实施,目的在于帮助读者更好地理解本专利技术的实质,但不作为对本专利技术实施范围的限定。 实施例1将冻干的细菌细胞壁投入镉离子浓度为100mg/L的工业污水中,使得最后细胞壁的浓度达到1g/L,25℃下吸附2h,6,000rpm离心8分钟,收集上清液,使用火焰原子吸收法测定上清液中镉离子的浓度为30mg/L。本生物吸附剂对该工业污水中镉的吸附量为70mg/g。 实施例2将冻干的细菌细胞壁投入镉离子浓度为20mg/L的生活污水中,使得最后细胞壁的浓度达到1g/L,25℃下吸附2h,6,000rpm离心8分钟,收集上清液,使用火焰原子吸收法测定上清液中镉离子的浓度为2mg/L。本生物吸附剂对该生活污水中镉的吸附量为18mg/g。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细菌细胞壁生物吸附剂,由细菌细胞壁作基本材料,通过化学试剂氧化处理后制成冻干粉。

【技术特征摘要】
1.一种细菌细胞壁生物吸附剂,由细菌细胞壁作基本材料,通过化学试剂氧化处理后制成冻干粉。2.根据权利要求1所述的生物吸附剂,其特征在于细菌为蜡状芽孢杆菌。3.根据权利要求1所述的生物吸附剂,其特征在于化学试剂为双氧水化学试剂为双氧水,浓度为0.1%。4.根据权利要求1所述的生物吸附剂,其制备方法a将从中国普通微生物菌种保藏管理中心购得的蜡状芽孢杆菌(编号为1.126)接种于蛋白胨水液体培养基振荡培养;b当细菌生长达到对数生长期中期时,取菌液接种于含有镉的蛋白胨水液体培养基中振荡培养;c当细菌生长达到对数生长期中期时,取与步骤b中等量的菌液接种于含有镉的蛋白胨水液体培养基中振荡培养;d依次提高培养基中镉离子的浓度直到培养基中镉离子浓度达到蜡状芽孢杆菌的最高耐受浓度;e离心收集菌体,用pH7.2~7.4的磷酸缓冲液洗涤;f将离心得到的菌体置于烘箱中烘直至菌体水份充分干燥;g将干燥的菌体置于玛瑙研钵中充分研磨,使菌体破壁;h将机械破壁后的菌体粉末用...

【专利技术属性】
技术研发人员:齐鸿雁呼庆张洪勋
申请(专利权)人:中国科学院生态环境研究中心
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]

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