本发明专利技术属于微生物降解有机污染物技术领域，涉及一种菌棒生物炭固定化菲降解菌剂及其制备方法与应用，制备步骤包括菌悬液制备和包埋固定，将菲降解菌株固定化于菌棒生物炭载体中制得微生物固定化菌剂；生物炭发达的孔隙结构和较大的比表面积能够将污染物多环芳烃吸附于表面，提高菲降解菌的环境浓度，促进菌株对菲的降解；同时利用菌棒生物炭作为固定化微生物载体，既为菌株提供了丰富的营养物质和稳定的生长环境，又实现了废物的循环利用，对环境友好；所制备的菲降解菌剂，具有高效的菲降解效果，并且增强了菌株对重金属铜的耐受性，使得在铜离子胁迫下菌株Sphingobium abikonense对污染物菲依然有较高的降解效果。abikonense对污染物菲依然有较高的降解效果。
【技术实现步骤摘要】
一种菌棒生物炭固定化菲降解菌剂及其制备方法与应用
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[0001]本专利技术属于微生物降解有机污染物
，涉及一种菌棒生物炭固定化菲降解菌剂及其制备方法与应用，将菲降解菌株固定化于菌棒生物炭载体中制得微生物固定化菌剂，具有高效的菲降解效果。
技术介绍
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[0002]随着工业上人类对石油、煤炭等产品的不断开发利用，环境污染问题越来越严重，尤其是复合污染问题日益加重。研究复合污染的土壤修复技术对解决土壤环境问题、降低土壤环境风险有重要意义和价值。固定化微生物技术一方面由于生物炭较大的比表面积和丰富的多孔结构可以吸附土壤中的重金属和多环芳烃，另一方面可以通过提高菌体密度以及增强菌体对毒害污染物的耐受性来显著提高对有机污染物的降解效率。中国专利CN201310523187.9公开了一种石油降解菌群的固定化方法，包括以下步骤：(1)石油降解菌群液体发酵；(2)石油降解菌群在硅藻土/活性炭复合载体上的固定化。本专利技术所提出的石油降解菌群固定化方法具有成本低，利于大规模应用和除油效率高的优点，固定化的降解菌群协同作用强、降解能力大，适用于各类含油固废物的生物降解。中国专利CN201410614051.3公开了一种生物炭固定化复合污染降解菌颗粒制备及用途、使用方法；所述制备方法包括：将风干、粉碎的农林废弃物及动物粪便热裂解，研磨过筛，得生物炭；将复合污染降解菌的菌种接入液体培养基中进行培养，待菌种生长到对数生长期后，离心富集降解菌，得复合污染降解菌菌体；将复合污染降解菌菌体加入生物炭，得吸附有复合污染降解菌的生物炭；将吸附有复合污染降解菌的生物炭加至载体溶胶中得复合溶胶；将复合溶胶滴至交联液，低温交联固定，干燥即得。本专利技术生物炭固定化复合污染降解菌具有良好的生物活性和化学稳定性，可有效去除复合污染土壤中多环芳烃、加速土壤功能微生物恢复，成本低，制备工艺简单，对污染土壤修复效果明显。
[0003]重金属和多环芳烃是典型共存的无机和有机类污染物，而现有技术的多环芳烃降解菌剂大多只对单独存在的多环芳烃有降解效果，现亟需一种在重金属存在下对多环芳烃能够有效降解的多环芳烃降解菌剂。
技术实现思路
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[0004]为了克服现有技术存在的缺点，本专利技术提供一种菌棒生物炭固定化菲降解菌剂及其制备方法与应用，将菲降解菌株Sphingobium abikonense固定化于菌棒生物炭载体中，具有高效的菲降解效果，并且增强了菌株对重金属铜的耐受性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种菌棒生物炭固定化菲降解菌剂的制备方法，具体步骤包括：
[0006](1)菌悬液制备：将菲降解菌在LB培养基中于30℃，170r/min的恒温振荡器中震荡培养16h，然后以4000r/min离心5min，然后去除培养基成分后，再次用灭菌水重悬，在紫外
‑
可见分光光度计波长为600nm处调节菌浓度，使其OD
600
＝0.8，制得的菌悬液在冰箱4℃保
存，作为后续生物炭固定的供试菌株；
[0007](2)包埋固定：取灭菌菌棒生物炭粉末和菌悬液置于锥形瓶中，菌棒生物炭：菌悬液＝1g：20mL，然后在恒温振荡器中震荡培养2
‑
6h，其中温度为30℃，振荡速度为170r/min，制得吸附载体菌悬液；将吸附载体菌悬液与质量体积浓度为3g/mL海藻酸钠水溶液等体积混合，在振荡器中振荡30min；超净台中利用无菌注射器移取该混合溶液，匀速滴加到质量体积浓度为2g/mL的氯化钙水溶液中交联，静置12h，然后用无菌水冲洗颗粒，LB培养基里增殖培养3天，无菌水冲洗，即得到菌棒生物炭固定化菲降解菌剂即包埋菌炭小球，颗粒4℃保存。
[0008]所述菲降解菌为鞘氨醇菌(Sphingobium abikonense)，于2021年11月7日保藏在中国普通微生物菌种保藏管理中心，其保藏编号为：CGMCC23559。
[0009]进一步的，步骤(1)中LB培养基的制备方法为：将10g胰蛋白胨、5g酵母浸出汁和10g氯化钠混溶于1L蒸馏水中，调节pH至7.2，121℃高压灭菌20min。
[0010]进一步的，所述菌棒生物炭为过100目筛的颗粒。
[0011]进一步的，所述菌棒生物炭的制备方法为：以风干的菌棒为试验材料，将过20目筛的菌棒样品于陶瓷容器中，压实后盖上盖子，置于可控温马弗炉中在400℃条件下热解2h，经冷却至室温后取出，取部分样品研磨过100目筛，制得菌棒生物炭，装于密封袋中置于干燥器内备用。
[0012]本专利技术还提供上述制备方法得到的菌棒生物炭固定化菲降解菌剂。
[0013]本专利技术还提供所述菌棒生物炭固定化菲降解菌剂在菲降解方面的应用。
[0014]进一步地，所述菲降解菌剂对铜菲复合污染有显著修复效果。
[0015]本专利技术选择铜和多环芳烃菲为代表污染物，以Sphingobium abikonense菌株为菲降解菌，将菲降解菌固定化于菌棒生物炭中对铜菲复合污染有显著修复效果。
[0016]与现有技术相比，本专利技术有如下有益效果：
[0017](1)本专利技术所述方法将菲降解菌株Sphingobium abikonense固定化于菌棒生物炭载体中，一方面生物炭发达的孔隙结构和较大的比表面积能够将污染物多环芳烃吸附于表面，提高菲降解菌的环境浓度，促进菌株对菲的降解。另一方面利用菌棒生物炭作为固定化微生物载体，既为菌株提供了丰富的营养物质和稳定的生长环境，同时实现了废物的循环利用，对环境友好。
[0018](2)本专利技术所制备的菲降解菌剂，具有高效的菲降解效果，并且增强了菌株对重金属铜的耐受性，使得在铜离子胁迫下菌株Sphingobium abikonense对污染物菲依然有较高的降解效果。
附图说明：
[0019]图1为本专利技术涉及的实施例2中菌棒生物炭粉末的电镜扫描SEM图。
[0020]图2为本专利技术涉及的实施例2中无菌生物炭小球的切面SEM图。
[0021]图3为本专利技术涉及的实施例2中包埋菌生物炭小球的切面SEM图。
[0022]图4为本专利技术涉及的实施例3中不同初始浓度下游离菌对菲的降解效果实验结果示意图。
[0023]图5为本专利技术涉及的实施例3中游离菌对铜离子的耐受性实验结果示意图。
[0024]图6为本专利技术涉及的实施例3中铜离子胁迫下包埋菌炭小球对菲的降解效果实验结果示意图。
[0025]图7为本专利技术涉及的实施例3中炭小球中吸附的菲含量测定结果示意图。
[0026]图8为本专利技术涉及的实施例3中液体中剩余铜离子浓度测定结果示意图。
[0027]图9为本专利技术涉及的实施例3中炭小球中吸附的铜离子浓度测定结果示意图。
具体实施方式：
[0028]下面通过具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0029]实施例1：
[0030]本实施例为菌棒生物炭固定化菲降解菌剂菲降解菌剂的制备方法，具体步骤如下：
[0031](1)菌悬液制备：将菌株S本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种菌棒生物炭固定化菲降解菌剂的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：(1)菌悬液制备：将菲降解菌Sphingobium abikonense在LB培养基中于恒温振荡器中震荡培养，然后离心，去除培养基成分后，再次用灭菌水重悬，在紫外
‑
可见分光光度计波长为600nm处调节菌浓度，使其OD
600
＝0.8，制得的菌悬液在冰箱4℃保存，作为后续生物炭固定的供试菌株；(2)包埋固定：取灭菌菌棒生物炭粉末和菌悬液置于锥形瓶中，然后在恒温振荡器中震荡培养2
‑
6h，制得吸附载体菌悬液；将吸附载体菌悬液与海藻酸钠水溶液等体积混合，在振荡器中振荡30min；超净台中移取该混合溶液匀速滴加到氯化钙水溶液中交联，静置，然后用无菌水冲洗颗粒，LB培养基里增殖培养3天，无菌水冲洗，即得到菌棒生物炭固定化菲降解菌剂。2.根据权利要求1所述的菌棒生物炭固定化菲降解菌剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中菲降解菌Sphingobium abikonense在恒温振荡器中的培养条件：温度30℃，震荡速度170r/min，培养时间16h；离心转速为4000r/min，离心时间为5min。3.根据权利要求1所述的菌棒生物炭固定化菲降解菌剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中L...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐艳，张莹，李明月，苏傲雪，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：
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