一种基于重金属钝化菌株的重金属镉的高效处理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于重金属钝化菌株的重金属镉的高效处理方法，该方法使用贝莱斯芽孢杆菌YB03作为耐镉微生物，保藏于CCTCC

【技术实现步骤摘要】
一种基于重金属钝化菌株的重金属镉的高效处理方法


[0001]本专利技术属于纳米生物材料领域，特别是涉及一种基于重金属钝化菌株的重金属镉的高效处理方法。

技术介绍

[0002]随着工业的发展和城市化进程的加快，重金属污染日益严重。化石燃料燃烧、城市垃圾不当处理、工业污水排放、化肥农药施用、矿物采集以及冶炼等人类的生产生活活动均会向环境中排放重金属，造成环境中重金属含量的超标。重金属不可被生物降解，这些重金属的毒性具有持久性或不可降解性，以及在食物链中的生物积累的倾向是它们在环境中的主要风险特点。目前水环境中重金属污染形势严峻，河流、海洋、水产品以及土壤和农作物均受到不同程度的重金属污染的影响，给人民群众的生命健康带来严重的威胁。以重金属镉Cd为例，在过去50年中全球排放到环境的镉约2.2万吨，其中80％以上通过工业废水及地表径流进入土壤。镉离子在金属冶炼废水、电池废液等工业废水中大量存在，这些污水了重金属的镉的水体常用作农业灌溉的低成本水源，进一步加重了农田镉污染。由此，水体重金属污染处理成为目前环保领域亟需解决的难题之一。
[0003]目前，世界范围内关于处理水体重金属污染常用方法有稀释法、沉淀法、离子交换法、电解法、生物法和吸附法。其中，吸附法具有廉价高效、不仅适用于各类污染物，还能针对单一污染物进行选择性去除，在水体重金属污染修复中具有广泛的应用。然而，吸附效果的关键在于吸附剂的选择，许多效果优良的吸附剂往往存在价格昂贵的缺点，在实际生产中的使用受到了一定限制。如专利CN 115925078 A公开了一种污水中重金属离子的处理方法，依次采用改性环糊精复合物和改性贝壳粉处理，吸附水体中的重金属，对铬Cr、铅Pb等重金属具有较好的吸附效果，但是对镉Cd的处理效果未知，且依然存在处理成本高、操作繁琐、重金属分离困难等问题。因此，研究处理成本低廉、对重金属镉吸附性能好、吸附的重金属分离简单的重金属修复方法，对于提高我国水体重金属污染的治理水平，降低水体镉污染对农业生产和人民群众生命健康的威胁具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于重金属钝化菌株的重金属镉的高效处理方法，基于贝莱斯芽孢杆菌YB03(Bacillus velezensis YB03)作为耐镉微生物，具体是保藏于CCTCC
‑
中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO:M2023498的菌株，通过种子培养基配制、种子培养液获得、发酵培养、诱导剂添加、菌群收集和干燥、重金属吸附载体的制备的步骤，获得重金属吸附载体，并通过将重金属吸附载体加入含有重金属镉的水体中振荡吸附，吸附完成后，采用外加磁场移除重金属吸附载体及其吸附的重金属镉，完成重金属镉从水体的吸附和移除，该方法所用成本低，作用时间短，重金属去除效果好，解决了
技术介绍
中的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术的一种基于重金属钝化菌株的重金属镉的高效处理方法，该方法使用贝莱
斯芽孢杆菌YB03(Bacillus velezensis YB03)作为耐镉微生物，保藏于CCTCC
‑
中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO:M 2023498，保藏日期为2023年4月10号；
[0007]所述方法包括如下步骤：
[0008]S1、种子培养基配制：采用改良的YCP培养基作为种子培养基，具体由蛋白胨5
‑
10g，牛肉粉3
‑
5g，酵母粉5
‑
10g，维生素B
21‑
3mg，香豆素0.5
‑
1.0g，纯水1000mL制成，并经121℃灭菌20
‑
30min；
[0009]S2、种子培养液获得：挑取所述贝莱斯芽孢杆菌YB03单菌落，至含有100mL改良的YCP液体培养基的三角瓶中，于28
‑
37℃，150
‑
200rpm条件下震荡培养12
‑
14h，获得种子培养液；
[0010]S3、发酵培养：将所得种子培养液按照1
‑
3％(v/v)加入到发酵培养基中，于28
‑
37℃，150
‑
200rpm条件下振荡培养6
‑
8h，至菌群数量达到107CFU/mL；
[0011]S4、诱导剂添加：向菌群数量达到107CFU/mL的培养基中，加入诱导剂，使得诱导剂终浓度为10
‑
50mg/L，继续于28
‑
37℃恒温、150
‑
200rpm条件下振荡培养14
‑
24h，至菌群数量达到109CFU/mL；
[0012]S5、菌体收集和干燥：菌群数量达到109CFU/mL后，停止培养，于6000rpm条件下离心10min，弃上清，收集菌体；并将收集的菌体置于电热鼓风干燥箱中，于60℃温度下烘干处理14
‑
24h；
[0013]S6、重金属吸附载体的制备：称取氯化铁2.14g、七水合硫酸亚铁4.18g，溶于50mL去离子水，搅拌均匀后，加入烘干后的菌体8
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10g，边搅拌边不断滴加氨水，直至黑色沉淀生成；生成的黑色沉淀即为包含贝莱斯芽孢杆菌YB03菌体和四氧化三铁的磁性重金属吸附载体；
[0014]S7、将所得重金属吸附载体加入含有重金属镉的水体中进行震荡吸附，吸附完成后，采用外加磁场移除重金属吸附载体及其吸附的重金属镉，完成重金属镉从水体的吸附和移除。
[0015]进一步地，所述发酵培养基由蛋白胨5
‑
10g，牛肉粉3
‑
5g，酵母粉5
‑
10g，氯化钠1
‑
3g，无水硫酸镁0.1
‑
0.5g，维生素B
21‑
3 mg，香豆素0.5
‑
1.0g，纯水1000mL制成。
[0016]进一步地，所述诱导剂采用硫酸锌、氢氧化钙、胆固醇中的至少一种。
[0017]本专利技术相对于现有技术包括有以下有益效果：
[0018]本专利技术基于贝莱斯芽孢杆菌YB03作为耐镉微生物，采用包括高效吸附重金属镉微生物的培养、Fe3O4磁性颗粒的负载、重金属镉的吸附分离等步骤实现对重金属镉的高效吸附和移除，该方法对设备要求低，工艺简单，成本低，吸附效果好，克服了传统吸附法处理重金属单纯依靠高分子材料吸附重金属镉、吸附后的重金属离子不易从水体分离等缺点，具有广阔的推广价值。
[0019]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于重金属钝化菌株的重金属镉的高效处理方法，其特征在于，该方法使用贝莱斯芽孢杆菌YB03(Bacillus velezensis YB03)作为耐镉微生物，保藏于CCTCC
‑
中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO:M2023498，保藏日期为2023年4月10号；所述方法包括如下步骤：S1、种子培养基配制：采用改良的YCP培养基作为种子培养基，具体由蛋白胨5
‑
10g，牛肉粉3
‑
5g，酵母粉5
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10g，维生素B
21‑
3mg，香豆素0.5
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1.0g，纯水1000mL制成，并经121℃灭菌20
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30min；S2、种子培养液获得：挑取所述贝莱斯芽孢杆菌YB03单菌落，至含有100mL改良的YCP液体培养基的三角瓶中，于28
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37℃，150
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200rpm条件下震荡培养12
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14h，获得种子培养液；S3、发酵培养：将所得种子培养液按照1
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3％(v/v)加入到发酵培养基中，于28
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37℃，150
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200rpm条件下振荡培养6
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8h，至菌群数量达到107CFU/mL；S4、诱导剂添加：向菌群数量达到107CFU/mL的培养基中，加入诱导剂，使得诱导剂终浓度为10
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50mg/L，继续于28
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄胜威，潘高志，
申请(专利权)人：上海原本生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：