一種用于修復芳烴-重金屬離子復合污染的微生物方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于微生物學領域和環境科學領域的交叉科學技術，涉及一種用于修復芳烴-重金屬離子復合污染的微生物方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著城市轉型發展、產業結構調整，城市、城郊化工園區的存在嚴重制約城市的發展，化工園區的整體搬迀成為當前的熱點問題。化工園區搬迀后，受多種污染源復合污染的土壤、水體需要進行生態修復，其中芳烴-重金屬復合污染就是問題之一。傳統的修復方法主要采用物理方法、化學方法，但能耗高、投資大、操作復雜、易產生二次污染，不適宜大面積的污染修復。
[0003]微生物修復方法利用天然存在的多種微生物，芳烴污染物在惡臭假單胞菌的作用下降解為直鏈小分子有機物，直鏈小分子有機物在酵母菌的作用下快速降解為二氧化碳、水，二氧化碳在膠質芽孢桿菌的作用下吸收、轉化為碳酸根，碳酸根用于礦化另一污染物重金屬離子，形成穩定的礦物碳酸鹽。該方法修復效果顯著，并且投資少，不會產生二次污染，操作簡單。
【發明內容】
[0004]技術問題:本發明提供一種用于修復芳烴-重金屬離子復合污染的微生物方法，微生物修復方法成本低、效果顯著、環境友好，不會產生二次污染，生態相容性好。
[0005]技術方案:本發明提供一種用于修復芳烴-重金屬離子復合污染的微生物方法，包括以下步驟:
[0006]I).分別將惡臭假單胞菌、酵母菌、膠質芽孢桿菌接種至相應的培養基中培養，制備菌體濃度為16?10 7個/mL的濃縮菌液；
[0007]2).將惡臭假單胞菌濃縮菌液、酵母菌濃縮菌液、膠質芽孢桿菌濃縮菌液混合制備復合濃縮菌液；
[0008]3).將復合濃縮菌液加入含芳烴、重金屬離子的溶液中，攪拌均勻，芳烴在惡臭假單胞菌作用下降解產生直鏈小分子有機物，由芳烴降解產生的直鏈小分子有機物在酵母菌的作用下快速降解為二氧化碳、水；芳烴降解產生的二氧化碳在膠質芽孢桿菌作用下吸收、轉化為碳酸根；芳烴降解產生的碳酸根用于礦化重金屬離子，形成穩定的礦物碳酸鹽；
[0009]4).靜置4?5小時，產生沉淀后，對沉淀物進行洗滌、過濾、烘干，得到碳酸鹽Zn (CO3) (OH)6.H2O0
[0010]所述惡臭假單胞菌濃縮菌液、酵母菌濃縮菌液、膠質芽孢桿菌濃縮菌液混合的體積比為 1: 0.4 ?0.5: 0.4 ?0.5。
[0011]所述的芳烴為丙苯，重金屬離子為鋅離子。
[0012]有益效果:本發明與現有技術相比，具有以下優點:
[0013]1、與傳統的物理方法、化學方法相比，開創性的利用芳烴降解的產物進行重金屬離子的礦化，同時實現兩種污染源的一次性修復。
[0014]2、在惡臭假單胞菌的作用下，芳烴降解產物為直鏈小分子有機物；直鏈小分子有機物在酵母菌的作用下，最終產物為二氧化碳、水；二氧化碳通過膠質芽孢桿菌吸收、轉化為碳酸根；碳酸根用于礦化另一污染物重金屬離子，形成礦物碳酸鹽。
[0015]3、本發明采用的微生物方法，修復效果顯著，不產生二次污染，形成的礦物性質穩定、耐久性強，過程中產生的二氧化碳可有效捕獲利用，減緩溫室效應。
【附圖說明】
[0016]圖1為采用此方法形成的礦化產物XRD圖，
[0017]圖2為采用此方法形成的礦化產物能譜圖，
[0018]圖3a為采用此方法形成的礦化產物放大10000倍SEM圖，
[0019]圖3b為采用此方法形成的礦化產物放大50000倍SEM圖，
[0020]圖3c為采用此方法形成的礦化產物放大100000倍SEM圖，
[0021 ]圖3d為采用此方法形成的礦化產物放大200000倍SEM圖，
[0022]圖4為采用此方法形成的礦化產物IR圖。
【具體實施方式】
[0023]本發明所采用的惡臭假單胞菌、酵母菌、膠質芽孢桿菌均來源于中國工業微生物囷種保減中;L1、。
[0024]本發明提供一種用于芳烴-重金屬離子復合污染的微生物方法，方法步驟如下:
[0025](I)獲取惡臭假單胞菌濃縮菌液:將惡臭假單胞菌接種于滅菌后的培養基溶液，每升培養基含有蛋白胨5?6g、牛肉浸取物3?4g，NaCl 5?6g、瓊脂15?18g、MgSO40.4?0.5g，并控制pH為7?8，于28?30°C下振蕩培養24h，得到含有惡臭假單胞菌的菌液，在4°C下經6000?8000rpm高速離心10?15min后，除去上層培養基營養物質后加去離子水，濃縮菌液中所含菌體濃度為16?10 7個/mL。
[0026](2)獲取酵母菌濃縮菌液:將酵母菌接種于滅菌后的培養基溶液，培養基溶液為5°麥芽汁1000ml，含瓊脂15?20g，于28?30°C下振蕩培養24h，得到含有酵母菌的菌液，在4°C下經6000?8000rpm高速離心10?15min后，除去上層培養基營養物質后加去離子水，濃縮菌液中所含菌體濃度為16?10 7個/mL。
[0027](3)獲取膠質芽孢桿菌濃縮菌液:將膠質芽孢桿菌接種于滅菌后的培養基溶液，每升培養基含有蔗糖 8 ?12g,Na2HPO4.12Η20 2 ?3g、MgS040.4 ?0.6g、CaC030.5 ?1.5g、KCl 0.1 ?0.2g、(NH4)2SO40.4 ?0.6g，并控制 pH 為 7 ?8，于 30 ?35°C下振蕩培養 24h，得到含有膠質芽孢桿菌的菌液，在4°C下經6000?8000rpm高速離心10?15min后，除去上層培養基營養物質后加去離子水，濃縮菌液中所含菌體濃度為16?10 7個/mL。
[0028](4)復合濃縮菌液:將惡臭假單胞菌濃縮菌液、酵母菌濃縮菌液、膠質芽孢桿菌濃縮菌液按照體積比1: 0.4?0.5: 0.4?0.5制備復合濃縮菌液。
[0029](5)將復合濃縮菌液加入含芳烴、重金屬離子的溶液中，攪拌均勻，使復合濃縮菌液均勻分散在溶液中，靜置4?5小時。產生沉淀后，對沉淀物進行充分洗滌，避免有機物等雜質包裹在沉淀物中，影響分析測試結果，過濾、烘干后取樣分析。
[0030](6)性能測試:分析結果表明，復合濃縮菌液可有效降芳烴、礦化重金屬，形成穩定的礦物碳酸鹽。
[0031 ] 圖1顯示礦化產物的XRD分析結果
[0032]圖2顯示礦化產物的能譜分析結果
[0033]圖3 a、b、c、d顯示不同放大倍數礦化產物的微觀形態
[0034]圖4顯示礦化產物的官能團
[0035]實例:
[0036](I)稱取蛋白胨5g、牛肉浸取物3g，NaCl 5g、瓊脂15g、MgS040.4g溶于1000ml去離子水中，并控制PH為7，125°C高溫下滅菌30分鐘后取出待冷卻；將惡臭假單胞菌接種至冷卻培養基溶液中，于30°C下振蕩培養，振蕩頻率為170r/min，培養時間24h ;將培養好的菌液高速離心lOmin，離心機轉速為8000rpm，溫度為4°C，去除上層培養基營養物質，加去離子水10mL制成濃縮菌液。
[0037](2)稱取瓊脂18g溶于1000ml5°麥芽汁中，125°C高溫下滅菌30分鐘后取出待冷卻；將酵母菌接種至冷卻培養基溶液中，于30°C下振蕩培養，振蕩頻率為170r/min，培養時間24h ;將培養好的菌液高速離心lOmin，離心機轉速為8000rpm，溫度為4°C，去除上層培養基營養物質，加去離子水10mL制成濃縮菌液。
[0038](3)稱取蔗糖 10g、Na2HPO4.12H20 3g、MgSO40.5g、CaCO3Ig, KCl 0.lg、(NH4)2SO40.4g溶于1000ml去離子水中，并控制pH為7，125°C高溫下滅菌30分鐘后取出待冷卻；將膠質芽孢桿菌接種于冷卻后的培養基溶液，于35°C下振蕩培養，振蕩頻率為170r/min，培養時間24h ;將培養好的菌液高速離心lOmin，離心機轉速為8000rpm，溫度為4°C，去除上層培養基營養物質，加去離子水10mL制成濃縮菌液。
[0039](4)將惡臭假單胞菌濃縮菌液、酵母菌濃縮菌液、膠質芽孢桿菌濃縮菌液按照體積比10ml、5ml、5ml混勾制備復合濃縮菌液。
[0040](5)將20ml復合濃縮菌液加入10ml復合污染溶液中(丙苯濃度350mg/L、重金屬鋅離子濃度150mg/L)，攪拌均勻，使復合濃縮菌液均勻分散在溶液中，靜置4小時。產生沉淀后，用去離子水對沉淀物洗滌三次，過濾、烘干后取樣分析。分析結果表明，復合濃縮菌液可有效降解丙苯、礦化重金屬鋅離子，形成穩定的礦物Zn(CO3) (OH)6.H2O0
【主權項】
1.一種用于修復芳烴-重金屬離子復合污染的微生物方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 1)分別將惡臭假單胞菌、酵母菌、膠質芽孢桿菌接種至相應的培養基中培養，制備菌體濃度為16?10 7個/ml的濃縮菌液； 2)將惡臭假單胞菌濃縮菌液、酵母菌濃縮菌液、膠質芽孢桿菌濃縮菌液混合制備復合濃縮菌液； 3)將復合濃縮菌液加入含芳烴、重金屬離子的溶液中，攪拌均勻；芳烴在惡臭假單胞菌作用下降解產生直鏈小分子有機物，由芳烴降解產生的直鏈小分子有機物在酵母菌的作用下快速降解為二氧化碳、水；芳烴降解產生的二氧化碳在膠質芽孢桿菌作用下吸收、轉化為碳酸根；芳烴降解產生的碳酸根用于礦化重金屬離子，形成穩定的礦物碳酸鹽； 4)靜置4?5小時，產生沉淀后，對沉淀物進行洗滌、過濾、烘干，得到碳酸鹽Zn(CO3)(OH)6.H2O02.根據權利要求1所述的一種用于修復芳烴-重金屬離子復合污染的微生物方法，其特征在于，所述惡臭假單胞菌濃縮菌液、酵母菌濃縮菌液、膠質芽孢桿菌濃縮菌液混合的體積比為 1: 0.4 ?0.5: 0.4 ?0.5。3.根據權利要求1所述的一種用于修復芳烴-重金屬離子復合污染的微生物方法，其特征在于，所述的芳烴為丙苯，重金屬離子為鋅離子。
【專利摘要】本發明公開了一種用于修復芳烴-重金屬離子復合污染的微生物方法，其步驟為：分別將惡臭假單胞菌、酵母菌、膠質芽孢桿菌接種至相應的培養基中培養，制備菌體濃度為106～107個/mL的濃縮菌液；將惡臭假單胞菌濃縮菌液、酵母菌濃縮菌液、膠質芽孢桿菌濃縮菌液按照比例混勻制備復合濃縮菌液；將復合濃縮菌液加入含芳烴、重金屬離子的溶液中，攪拌均勻，靜置4～5小時，產生沉淀后，對沉淀物進行洗滌、過濾、烘干，得到碳酸鹽Zn(CO3)(OH)6·H2O，結果表明，復合濃縮菌液可有效降解芳烴、礦化重金屬離子，形成穩定的礦物碳酸鹽。與物理方法、化學方法相比，本發明公開的方法成本低、效果顯著、環境友好，不會產生二次污染，生態相容性好。
【IPC分類】C02F3/34, B09C1/10
【公開號】CN105036352
【申請號】CN201510394676
【發明人】錢春香, 詹其偉
【申請人】東南大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月7日