一种强化微生物降解多环芳烃的方法及微生物菌剂技术

本发明专利技术公开了一种强化微生物降解多环芳烃的方法及微生物菌剂，属于环境污染生物修复领域。强化方法包括将微生物接种于阳离子改性蒙脱土的步骤；所述微生物包括Mycobacterium sp.NJS

【技术实现步骤摘要】
一种强化微生物降解多环芳烃的方法及微生物菌剂


[0001]本专利技术涉及一种强化微生物降解多环芳烃的方法，属于环境污染生物处理
，主要用于废水、土壤等多环芳烃污染环境的修复处理。

技术介绍

[0002]多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是土壤、沉积物、水和大气环境中广泛检出的污染物，主要来源于人类活动，包括化石燃料不完全燃烧、工业排放、汽车尾气等。环境中的多环芳烃污染具有致癌、致畸和诱变作用，对人类健康构成潜在风险。多环芳烃污染修复是有利于人体健康和生态系统可持续发展的重要环境问题。
[0003]微生物修复是一种成本低、效益好和环境友好的修复方法。但是直接向污染土壤等环境中投加降解菌的修复方法，降解菌活性低，降解效果不理想。
[0004]中国专利申请公开号为CN104492804A的现有技术公开了臭氧预处理强化微生物降解修复污染土壤的系统及方法，针对多环芳烃污染土壤，首先采用臭氧预处理，再向反应容器中添加生物表面活性剂和液态培养基、进行联合降解和定期取样测定直至修复完成。其采用臭氧预处理和生物表面活性剂增溶技术来强化微生物降解联合技术，克服了单一技术的局限性，且操作简便，成本低廉，运行周期短，去除效果好，多环芳烃的去除率达93％以上，且不产生二次污染，大大削弱了多环芳烃污染土壤对人体和环境的危害，为土壤修复提供了新的思路。充分利用了臭氧预处理、生物表面活性剂增溶强化以及土著微生物自身降解作用的相联合，使得各种技术互为补充，臭氧预处理使得后端生物降解的修复效果得以提高，多环芳烃的去除率达93％以上，同时也缩短了修复周期。该方法对多环芳烃污染土壤进行臭氧预处理的步骤在实验室中容易实现，但其难以适用于直接针对大面积受污染的土体的原位处理。

技术实现思路

[0005]1.要解决的问题
[0006]针对现有技术中微生物降解多环芳烃的效率有限的技术问题，本专利技术提供一种强化微生物降解多环芳烃的方法，通过利用阳离子改性蒙脱土调节微生物关键酶活性以及矿物
‑
微生物界面生物电化学过程，从而增强微生物生长代谢等生命活动，进而提高污染物的降解率。
[0007]2.技术方案
[0008]一种强化微生物降解多环芳烃的方法，包括将微生物接种于阳离子改性蒙脱土的步骤；所述微生物包括Mycobacterium sp.NJS
‑
1，保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏号CGMCC 1.10964。本专利技术通过利用阳离子改性蒙脱土调节微生物提供微生物生长介质，表面阳离子影响关键酶活性以及矿物
‑
微生物界面生物电化学过程，从而增强微生物生长代谢等生命活动，进而调高污染物的降解率。
[0009]优选地，所述阳离子改性蒙脱土包括Fe(III)改性蒙脱土、Co(II)改性蒙脱土、Na
(I)改性蒙脱土中的一种或多种，特别优选Fe(III)改性蒙脱土。
[0010]优选地，所述多环芳烃包括芘、苯并[a]芘、菲、荧蒽、蒽中的一种或多种。
[0011]优选地，具体包括以下步骤：
[0012]S1采用灭菌营养肉汤培养基培养扩繁Mycobacterium sp.NJS
‑
1菌，随后用灭菌pH7.0磷酸盐缓冲液清洗菌液并调节细菌数量或细菌密度达到特定值；
[0013]S2向阳离子改性蒙脱土中加入灭菌无机盐培养基，随后接种步骤S1所述Mycobacterium sp.NJS
‑
1菌；
[0014]S3将接种菌后的阳离子改性蒙脱土与含有多环芳烃的污染物在适当条件下混合培养，降解多环芳烃；
[0015]或
[0016]S1采用阳离子改性蒙脱土吸附固定含有多环芳烃的污染物；
[0017]S2采用灭菌营养肉汤培养基培养扩繁Mycobacterium sp.NJS
‑
1菌，随后用灭菌pH7.0磷酸盐缓冲液清洗菌液并调节细菌数量或细菌密度达到特定值；
[0018]S3向吸附有污染物的阳离子改性蒙脱土中加入灭菌无机盐培养基，随后接种步骤S2所述Mycobacterium sp.NJS
‑
1菌在适宜条件下混合培养，降解多环芳烃。
[0019]优选地，通过离子交换法制备阳离子饱和改性蒙脱土；选取蒙脱土K10，研磨过筛，所述过筛的筛孔大小为不小于200目。
[0020]优选地，所述阳离子改性蒙脱土通过离子交换法制备，具体包括：
[0021]a)蒙脱土与金属阳离子的氯化物溶液固液比为1:20；
[0022]b)金属阳离子当量浓度为0.1N；
[0023]c)采用离子交换法，交换次数不小于2次；
[0024]d)每次交换震荡平衡时间不小于2h；
[0025]e)交换完成后，用超纯水清洗4次以上直至无Cl
‑
。
[0026]优选地，所述降解菌为Mycobacterium sp.NJS
‑
1，分离自多环芳烃污染农田，能够以芘为唯一碳源生长，并能降解苯并[a]芘、菲、荧蒽、蒽等。
[0027]优选地，所述降解菌Mycobacterium sp.NJS
‑
1扩繁条件包括：好氧培养，在灭菌营养肉汤培养基中接种适量菌液，在28℃和160rpm避光条件下培养过夜；用灭菌pH7.0 0.1M磷酸盐缓冲液清洗两次，调整菌密度为OD600＝0.30。
[0028]优选地，所述步骤S2或S3降解体系改性蒙脱土与无机盐培养基固液质量比为1:(20～100)，Mycobacterium sp.NJS
‑
1菌株接种稀释后OD600不小于0.03。
[0029]优选地，相对于未添加铁离子改性蒙脱土的原始菌密度，铁离子改性蒙脱土使Mycobacterium sp.NJS
‑
1菌种的菌密度在1～3d内提高3倍以上。
[0030]一种微生物菌剂，包括Mycobacterium sp.NJS
‑
1，保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏号CGMCC 1.10964；还包括铁离子改性蒙脱土。阳离子改性蒙脱土能够显著促进降解菌Mycobacterium sp.NJS
‑
1生长，提高关键酶活性以及生物电化学活性。
[0031]优选地，所述铁离子改性蒙脱土中铁离子的交换率在50％～100％范围内。
[0032]3.有益效果
[0033]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0034](1)蒙脱土特有的高比表面积及孔隙结构能影响微生物的分布、调节微生物活性，
并缓解不利环境(重金属、有机污染物等)对微生物造成的胁迫压力；蒙脱土与微生物的相互作用可以获得更好的生存竞争力和更有效的微生物活性，从而在一定程度上强化对目标污染物的生物修复作用；阳离子改性蒙脱土具有亲水特征，具有较强的“离子
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强化微生物降解多环芳烃的方法，其特征在于，包括将微生物接种于阳离子改性蒙脱土的步骤；所述微生物包括Mycobacterium sp.NJS
‑
1，保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏号CGMCC 1.10964。2.根据权利要求1所述的强化微生物降解多环芳烃的方法，其特征在于，所述阳离子改性蒙脱土包括Fe(III)、Co(II)或Na(I)改性蒙脱土中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的强化微生物降解多环芳烃的方法，其特征在于，所述多环芳烃包括芘、苯并[a]芘、菲、荧蒽、蒽中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的强化微生物降解多环芳烃的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1采用灭菌营养肉汤培养基培养扩繁Mycobacterium sp.NJS
‑
1菌，随后调节细菌数量或细菌密度达到特定值；S2向阳离子改性蒙脱土中加入灭菌无机盐培养基，随后接种步骤S1所述Mycobacterium sp.NJS
‑
1菌；S3将接种菌后的阳离子改性蒙脱土与含有多环芳烃的污染物在适宜条件下混合培养，降解多环芳烃；或S1采用阳离子改性蒙脱土吸附固定含有多环芳烃的污染物；S2采用灭菌营养肉汤培养基培养扩繁Mycobacterium sp.NJS
‑
1菌，调节细菌数量或细菌密度达到特定值；S3向吸附有污染物的阳离子改性蒙脱土中加入灭菌无机盐培养基，随后接种步骤S2所述Mycobacterium sp.NJS
‑
1菌在适宜条件下混合培养，降解多环芳烃。5.根据权利要求4所述的强化微生物降解多环芳烃的方法，其特征在于，所述阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：王芳，王紫泉，生弘杰，相雷雷，卞永荣，蒋新，
申请(专利权)人：中国科学院南京土壤研究所，
类型：发明
国别省市：