CN101153271A - 一种修复有机污染水体的菌剂及其制备和使用方法 - Google Patents

一种修复有机污染水体的菌剂及其制备和使用方法 Download PDF

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本发明涉及微生物领域，具体的说一种修复有机污染水体的菌剂及其制备方法和使用方法。菌剂由兼性厌氧微生物组成为：假单胞杆菌属、产碱杆菌属、芽孢杆菌属和肠细菌属组成，其重量份数比为1∶1－3∶1－4∶2－7，余量为含有硝基苯的培养液；将其实施在含有硝基苯的污染水体中其降解率即可达到97.7％－99.6％。本发明菌剂是通过相对高浓度的硝基芳香烃化合物和营养化合物的驯化、筛选而来，其生长、繁殖能力及适应性较强，并能保证在环境中有较高的生物量，并且其耗资小，不会造成二次污染并且具有持续强化水体净化作用，具有良好的社会、经济和生态效益。

Description

一种修复有机污染水体的菌剂及其制备和使用方法
技术领域
本发明涉及微生物领域，具体的说是一种修复有机污染水体的菌剂及其制备和使用方法。
背景技术
工农业快速发展造成的以城市为中心、河道为纽带的天然水体(包括底泥)污染是目前全世界期待解决的环境问题。我国化工、石化行业所产生的大量工业废弃物及意外事故极易造成江河湖海沿岸的饮用水水源的污染。吉化双苯车间硝基苯污染事故使松花江水体受到严重污染，造成了巨大的国际影响。辽宁某化工集团每年排放含硝基苯化合物废水超过700万吨，其污染程度远远超过吉化事故对松花江水体造成的污染。所以解决硝基苯化合物污染水体的问题，对于改善整个水体环境质量，具有十分重要的现实意义。
环境中的硝基苯主要来源于化工厂、染料厂的废水废气，尤其是苯胺染料厂排出的污水中含有大量硝基苯。贮运过程中的意外事故，也会造成硝基苯的严重污染。硝基苯是一种难生物降解的强致癌剧毒化学品，被列为优先控制的环境污染物。我国要求工业排水中硝基苯类物质的质量浓度小于或等于2mg/L，而饮用水标准则为0.17mg/L，因此关于硝基苯污染水体修复方面的研究备受人们关注。
目前国内外对有机污染物的修复方法主要有三种即物理法、化学法和生物法，其中生物法优于其它两种。这是由于生物修复技术比物化修复技术成本低，无二次污染，且微生物又具有较强的可变异性及适应性，因此采用生物法修复硝基苯污染水体是最为理想的方法，但关于环境中硝基苯污染水体的修复研究目前报道尚少。
发明内容
本发明目的在于提供一种采用生物法修复污染水体及其底泥的修复有机污染水体的菌剂及其制备和使用方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：菌剂由兼性厌氧微生物组成，所述兼性厌氧微生物可为：假单胞杆菌属(Pseudomonas)、产碱杆菌属(Alealigenes)、芽孢杆菌属(Bacillus)和肠细菌属(Enterobacter)组成，其重量份数比为1∶1-3∶1-4∶2-7，余量为含有硝基苯的培养液。
所述肠杆菌科为阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)，芽孢杆菌(Bacillus sp.)为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)，产碱杆菌(Alealigenes sp.)为粪产碱菌(Alealigenes faecalis)，假单胞杆菌(Pseudomonas sp.)为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)。
所述培养液按重量百分比计为：葡萄糖0.05-0.2％、蛋白胨0.02-0.06％、酵母膏0.03-0.06％、NaCl 0.3-0.6％、K2HPO4 0.4-0.5％、KH2PO4 0.1-0.4％、MgSO4·7H2O 0.02-0.06％、pH7.2～7.5。
修复有机污染水体的菌剂的制备方法：将重量百分比为2-10％的兼性厌氧微生物接种于400-500ml的培养液的厌氧瓶中，封口，置于恒温箱中培养4-6天，而后取出部分培养液，再补加相同量的培养液同时加入硝基苯溶液，使培养基中硝基苯含量达到初始浓度，继续于恒温箱中培养4-6天，即为菌剂。
所述菌培养液中硝基苯的初始浓度为30-60mg/L，所述取出的培养液的量可为菌培养液体积的1/5-1/3。
所述菌培养液按重量百分比计为：葡萄糖0.05-0.2％、蛋白胨0.02-0.06％、酵母膏0.03-0.06％、NaCl 0.3-0.6％、K2HPO4 0.4-0.5％、KH2PO40.1-0.4％、MgSO4·7H2O 0.02-0.06％、pH7.2～7.5。
修复有机污染水体的菌剂的使用方法：将重量百分比为5-10％菌剂投入在污染物中，在常温下培养8-50天；其中污染物为：人工配制的含有硝基苯的水体，水体按重量份数计泥为：0-1份，水为5-10份。
所述人工配制的污水主要成分：K2HPO4 0.05-0.2％、KH2PO4 0.05-0.2％、MgSO4.7H2 0.01-0.04％、NaCl 0.005-0.02％、CaCl2 0.05-0.2％、FeCl30.001-0.003％、pH7.2.～7.5。
本发明具有如下优点：
1.经济环保，现有技术修复硝基苯类化合物污染的水体，通常采用物理化学技术其投资将巨大，同时可能导致二次污染，危害生态系统。而本发明采用生物修复技术其耗资小，不会造成二次污染并且具有持续强化水体净化作用，具有良好的社会、经济和生态效益。
2.本发明的菌剂是通过相对高浓度的硝基芳香烃化合物和营养化合物的驯化、筛选而来，其生长、繁殖能力及适应性较强，并能保证在环境中有较高的生物量。
3.本发明的菌剂是由多种兼性厌氧微生物菌属组成，所以在pH、温度、氧气量上没有特别严格的要求，同时使用方法简单，易于操作，对环境条件要求不苛刻。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
修复有机污染水体的菌剂为兼性厌氧微生物组成，所述兼性厌氧微生物可为：施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)、粪产碱菌(Alealigenesfaecalis)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)组成(上述菌种均可通过市购得到)，其重量份数比为1∶1.5∶2.5∶5，余量为含有硝基苯的培养液。
菌剂的制备方法：将10％重量百分比的兼性厌氧微生物接种于装有400ml灭菌培养液的厌氧瓶中，培养液中硝基苯初始浓度达到30mg/L，封口，置于30℃恒温箱中培养5天，而后取出1/3培养液，再补加相同量的培养液同时加入硝基苯溶液，使培养基中硝基苯含量达到初始浓度，继续于恒温箱中培养5天，即为菌剂。
其中：培养液按重量百分比计为：葡萄糖0.1％、蛋白胨0.05％、酵母膏0.05％、NaCl 0.5％、K2HPO4 0.5％、KH2PO40.3％、MgSO4·7H2O 0.05％、pH7.2。灭菌条件为：0.1Mpa湿热灭菌30分钟。冷却后加2ml、6mg/ml的硝基苯，使初始浓度达到30mg/L。
菌剂的使用方法：将重量百分比为10％菌剂投入在污染水体中，其中污染水体为：人工配制的含有硝基苯的水体，水体按重量份数计泥为：1份，水为9份。硝基苯初始浓度为55.72mg/L，而后常温下静止培养20天；硝基苯浓度下降至0.53mg/L，降解率即可达到99.05％。
所述人工配制的污水主要成分：K2HPO4 0.0％、KH2PO4 0.05％、MgSO4.7H2 0.04％、NaCl 0.02％、CaCl2 0.2％、FeCl3 0.001％、pH7.2。分装于500ml厌氧瓶中，于0.1Mpa湿热灭菌30分钟，冷却后待用
对比例1
在含有硝基苯人工配制含硝基苯的污水以模拟污染水体中没有投入10％菌剂，在常温下厌氧静止培养20天，硝基苯由初始浓度为55.72mg/L下降至为51.17mg/L，降解率只达到8.17％。
实施例2
修复有机污染水体的菌剂为兼性厌氧微生物组成，所述兼性厌氧微生物可为：施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)、粪产碱菌(Alealigenesfaecalis)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)组成，其重量份数比为1∶1∶2∶6，余量为含有硝基苯的培养液。
菌剂的制备方法：将重量百分比为5％的兼性厌氧微生物接种于装有400ml的含有5ml硝基苯的灭菌培养液的厌氧瓶中，培养基中硝基苯初始浓度达到80mg/L，封口，置于30℃恒温箱中培养4天，而后取出1/5培养液，再补加相同量的培养液同时加入硝基苯溶液，使培养基中硝基苯含量达到初始浓度，继续于恒温箱中培养4天，即为菌剂。
其中：培养液按重量百分比计为：葡萄糖0.08％、蛋白胨0.04％、酵母膏0.04％、NaCl 0.4％、K2HPO4 0.4％、KH2PO4 0.2％、MgSO4·7H2O 0.03％、pH7.3。灭菌条件为：0.1Mpa湿热灭菌30分钟。冷却后加5ml、6mg/ml的硝基苯，使初始浓度达到80mg/L。
菌剂的使用方法：将重量百分比为5％菌剂投入在污染水体中，其中污染水体为：人工配制的含有硝基苯的水体，水体按重量份数计泥为：0份，水为10份。硝基苯初始浓度为36.95mg/L，而后常温下静止培养8天；硝基苯浓度下降至0.83mg/L，降解率即可达到97.7％。
所述人工配制的污水主要成分：K2HPO4 0.2％、KH2PO4 0.2％、MgSO4.7H2 0.01％、NaCl 0.005％、CaCl2 0.05％、FeCl3 0.001％、pH7.5。分装于500ml厌氧瓶中，于0.1Mpa湿热灭菌30分钟，冷却后待用
对比例2
在含有硝基苯人工配制含硝基苯的污水以模拟污染水体中没有投入5％菌剂，在常温下厌氧静止培养8天，硝基苯由初始浓度为36.95mg/L下降至为36.90mg/L，降解率只达到0.14％。
上述详细说明针对本发明的实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围。

Claims (7)

1.一种修复有机污染水体的菌剂，其特征在于：菌剂由兼性厌氧微生物组成，所述兼性厌氧微生物可为：假单胞杆菌属(Pseudomonas)、产碱杆菌属(Alealigenes)、芽孢杆菌属(Bacillus)和肠细菌属(Enterobacter)组成，其重量份数比为1∶1-3∶1-4∶2-7，余量为含有硝基苯的培养液。
2.按权利要求1所述的修复有机污染水体的菌剂，其特征在于：所述肠杆菌科为阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)，芽孢杆菌(Bacillus sp.)为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)，产碱杆菌(Alealigenes sp.)为粪产碱菌(Alealigenes faecalis)，假单胞杆菌(Pseudomonas sp.)为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri)。
3.按权利要求1所述的修复有机污染水体的菌剂，其特征在于：所述培养液按重量百分比计为：葡萄糖0.05-0.2％、蛋白胨0.02-0.06％、酵母膏0.03-0.06％、NaCl0.3-0.6％、K2HPO40.4-0.5％、KH2PO40.1-0.4％、MgSO4·7H2O0.02-0.06％、pH7.2～7.5。
4.一种按权利要求1所述的修复有机污染水体的菌剂的制备方法，其特征在于：将重量百分比为2-10％的兼性厌氧微生物接种于400-500ml的培养液的厌氧瓶中，封口，置于恒温箱中培养4-6天，而后取出部分培养液，再补加相同量的培养液同时加入硝基苯溶液，使培养基中硝基苯含量达到初始浓度，继续于恒温箱中培养4-6天，即为菌剂。
5.按权利要求4所述的修复有机污染水体的菌剂的制备方法，其特征在于：所述培养液中硝基苯的初始浓度为30-60mg/L，所述取出的培养液的量可为培养液体积的1/5-1/3。
6.按权利要求4所述的修复有机污染水体的菌剂的制备方法，其特征在于：所述培养液按重量百分比计为：葡萄糖0.05-0.2％、蛋白胨0.02-0.06％、酵母膏0.03-0.06％、NaCl0.3-0.6％、K2HPO40.4-0.5％、KH2PO40.1-0.4％、MgSO4·7H2O0.02-0.06％、pH7.2～7.5。
7.一种按权利要求1所述的修复有机污染水体的菌剂的使用方法，其特征在于：将重量百分比为5-10％菌剂投入在污染物中，在常温下培养8-50天；其中污染物为：人工配制的含有硝基苯的水体，水体按重量份数计泥为：0-1份，水为5-10份。
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