本发明专利技术属煤的微生物转化技术领域，提供一种真菌细菌联合降解低阶煤的方法及其降解率检测方法和降解液环境安全性评价方法。真菌为雅致小克银汉霉F11，细菌为芽孢杆菌属B1；真菌细菌联合的具体方法为：F11接种入PDA固体培养基，30℃恒温倒置培养5d，菌丝铺满培养基表面后备用；B1接种入LB固体培养基，30℃恒温倒置培养2d，菌落铺满平板后备用；在已灭菌的LB液体培养基中转接入已经培养好的F11和B1，30℃、150rpm下恒温振荡培养4d，然后加入灭菌的硝酸氧化煤，30℃、150rpm下继续培养，待吸光度A450稳定后即可。根据降解液中重金属的含量判定降解效果，重金属含量越高则降解率越高。重金属含量越高则降解率越高。重金属含量越高则降解率越高。
【技术实现步骤摘要】
一种真菌细菌联合降解低阶煤的方法及其降解率检测方法和降解液环境安全性评价方法
[0001]本专利技术属于煤的微生物转化
，具体涉及一种真菌细菌联合降解低阶煤的方法及其降解率检测方法和降解液环境安全性评价方法。
技术介绍
[0002]我国有高达55亿亩的退化土壤亟待修复，在化肥减量化的背景下，腐殖酸成为一种公认的绿色高效的土壤改良剂，风化煤和褐煤是目前生产腐殖酸的主要原料。煤可以在好氧微生物的作用下发生降解，研究表明煤的好氧微生物降解的主要产物是腐殖酸，相比于需要用到强酸强碱的化学提取法，生物法具有绿色温和等优点。
[0003]我国煤层气资源丰富，埋深2000m以浅煤层气地质资源量约26万亿立方米。煤可以在厌氧微生物的作用下产气，其基本原理是厌氧微生物利用煤中的部分有机质产生甲烷，从而增产煤层气，将煤转化为低碳清洁能源。为了促进煤的降解提高生物气产率，国内外学者尝试了各种预处理方法，如微生物预处理、外加电场强化、过氧化氢氧化预处理、超临界二氧化碳萃取、氢氧化钠预处理、硝酸氧化预处理等。微生物预处理中常用的白腐真菌、假单胞菌等同时也是煤的好氧微生物降解中常见的菌种。
[0004]重金属指的是原子量>55的金属。重金属可污染环境并通过食物链在人体中富集从而危害人体健康。我国各省区煤中均还有重金属，由重金属导致的煤系含水层的健康风险大于其他含水层、煤矸石山堆放过程中释放一定量的重金属进入土壤、煤散烧过程中造成大气的重金属污染。煤炭加工利用过程中重金属的转化排放等问题需要格外关注。细菌与真菌对金属元素的吸附作用，微生物对煤矸石中的铁、锰、镉的释放的促进作用等均表明煤降解过程中重金属的变化需要引起注意。
[0005]综上所述，研究煤的微生物降解可促进煤的清洁低碳利用，对于实现“双碳”目标具有重要意义，尤其是煤的好氧微生物降解，既可以作为煤的微生物气化的预处理步骤，也可以作为独立的工艺产生土壤改良剂等产品。研究煤的微生物降解过程中重金属含量的变化，进行环境污染评价及人体健康评价，对于掌握技术应用过程中可能产生的环境影响具有一定意义。
[0006]现有研究表面，可降解煤的微生物包括：细菌如：芽孢杆菌属如多粘类芽孢杆菌（Paenibacilluspolymyxa）、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)等，链霉菌属（Streptomyces）如浅黄链霉菌(Streptomyces flaveolus)、沙阿霉素链霉菌(Streptomyces zoamyceticu)、绿孢链霉菌(Streptomyces vridosporus)、黄微绿链霉菌(Streptomyces flavovirens)、西唐氏链霉菌(Streptomyces setonii)、栗褐链霉菌(Streptomyces badius)等，假单胞菌属如恶臭假单胞菌(Pseudomonos putida)、球红假单胞菌(Rhodopseudomonas spheroids)、绿脓杆菌（Pseudomonas aeruginosa）等以及葡萄球菌属的金黄色葡萄球菌
（Staphylococcusaureus）、棒杆菌属的牛肾盂炎棒杆菌（Corynebacterium renale）、埃希氏菌属的大肠杆菌（Escherichia coli）、节杆菌属（Arthrobacter）、黄杆菌属（Flavobacterium）等。假单胞菌（Pseudomonas）能够利用硬煤中的有机组分作为其生长的唯一碳源和能量来源，硬煤出现了部分溶解现象，形成有色液体。
[0007]与煤降解相关的真菌从最初的云芝（polyporousversicolor）、山地卧孔菌（Poriamonticolar）扩展到现在的黄孢原毛平革菌（Phanerochaetechrysosporium）、念珠菌（Candida sp.）、假丝酵母（Candida mycoderma）、曲霉（Aspergillus）、土曲霉（Aspergillus terreusl）、栖土曲霉(Aspergillus terricola)、白色拟青霉（Simplicilliumlanosoniveum）、青霉菌（Penicillium）、枯青霉(Penicilliumcitrinum)、绳状青霉(Penicilliumfumiculosum)、瓦克青霉(Penicilliumwaksmanii)、斜卧青霉(Penicilliumdecumbens)、黄绿青霉(PenicilliumcitreovirideBiourge)、康氏木霉(Trichoderma pseudokoningii)、绿色木霉(Trichoderma viride)、镰孢霉菌/镰刀菌属（Fusariumsp.）、毛霉(Mucor)、褐腐菌(brownrot fungus)、云芝栓孔菌/彩绒革盖菌（Trametes versicolor）、粗糙脉孢菌/红色面包霉（Neurospore）、根霉菌（Rhizopus）等。云芝（polyporousversicolor）和山地卧孔菌（Poriamonticolar）可以将褐煤氧化成黑色液滴，生成的液滴可将SMB培养基染成黑色。
[0008]细菌发酵两种类型，纯菌发酵研究单一真菌或细菌对煤的降解作用，混菌发酵则是研究真菌细菌组合对煤的降解作用。纯菌发酵只涉及单一菌种，作用过程清晰，是最常见的作用方式。
[0009]为了提高微生物对煤的降解效率，往往考虑将不同的菌种混合使用，然而对于混合的作用，目前尚无定论。
[0010]从上世纪80年代煤的微生物降解兴起以来，经过近40年的发展，已经有上百种与煤降解相关的微生物被分离出来，研究涵盖了褐煤、硬煤、风化煤、硝酸氧化煤等各种煤，研究表明含氧量越高、变质程度越低的煤越容易被微生物降解。煤的微生物降解的机理可概括为A碱性物质机理(alkaline substance)、B生物氧化酶(biological oxidase)、C螯合剂（chelating agent）、D表面活性剂（detergent）、E酯酶（esterase）机理。
[0011]碱性物质机理(alkaline substance)是微生物通过分泌氨、碱性多肽等碱性物质中和煤中的羧酸官能团实现煤的降解。生物氧化酶(biological oxidase)和酯酶（esterase）作用机理是微生物通过分泌锰过氧化物酶、木质素过氧化物酶、漆酶、水解酶等，促使煤结构中的化学键断裂从而实现降解。螯合剂（chelating agent）作用机理是微生物产生的草酸铵等生物螯合剂与煤中的重金属阳离子结合破坏了金属桥键。表面活性剂（detergent）的作用是降低煤的表面张力，一般不单独发挥作用。微生物作用于煤的机理是复杂的，不论哪一种微生物作用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种真菌细菌联合降解低阶煤的方法，其特征在于：所述真菌为雅致小克银汉霉（Cunninghamellaelegans）F11，细菌为芽孢杆菌属（Bacillus sp.）B1；真菌细菌联合的具体方法为：F11接种入PDA固体培养基，30℃恒温倒置培养5d，菌丝铺满培养基表面后备用；B1接种入LB固体培养基，30℃恒温倒置培养2d，菌落铺满平板后备用；在已灭菌的LB液体培养基中转接入已经培养好的F11和B1，30℃、150rpm下恒温振荡培养4d，然后加入灭菌的硝酸氧化煤，30℃、150rpm下继续培养，待吸光度A450稳定后即可。2.根据权利要求1所述的一种真菌细菌联合降解低阶煤的方法，其特征在于：打孔器接入F11与B1的比例为：3孔F11：1孔B1、2孔F11：2孔B1、1孔F11：3孔B1或50孔F11：1孔B1。3.根据权利要求1所述的一种真菌细菌联合降解低阶煤的方法，其特征在于：所述硝酸氧化煤为：低阶煤破碎筛分至80目
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120目，80℃烘干48h；100g破碎筛分的煤样中加入体积比为1：1的硝酸水溶液150mL，室温水中进行反应，同时不断搅拌至黄烟消失后静置反应24h，用纯水清洗煤至上清液pH>6后将煤样在80℃下烘干72h。4.一种煤的生物降解检测方法，利用权利要求1
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3任一所述真菌细菌联合降解低阶煤的方法进行煤的生物降解，其特征在于：分光光度计测量降解液在450nm处的吸光度A450判定煤的降解所处阶段；A450值稳定后，将煤的微生物降解液离心处理，取上清液测定其中的重金属Cr、As、Pb含量，通过重金属含...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘建民，陈林勇，任恒星，宋燕莉，郭鑫，赵娜，季长江，魏国琴，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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