CN102031228B - 一株高效降解多种酚类化合物的假单胞菌xq23 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一株高效降解多种酚类化合物的假单胞菌XQ23。此菌株是从受酚类严重污染的污泥中分离纯化得到的，于2009年8月8日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC M 209175。本发明属于环保技术领域，特别是针对解决石油炼制过程产生的含酚污水中的酚类化合物的降解问题。苯酚、甲基酚等十种酚类化合物一般占这些含酚污水中总酚含量的97％以上。将该菌株接种到含有一种、几种或全部十种上述酚类化合物的水体中，添加必要的无机盐成分，控制降解时的反应温度为30±2℃，反应初始pH值为7.0±0.2，在有氧条件下，该菌株可在较短时间内完全降解这些酚类化合物。

Description

一株高效降解多种酚类化合物的假单胞菌XQ23
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一株高效降解多种酚类化合物的假单胞菌XQ23及其应用于石油炼制过程产生的含酚污水中的酚类化合物的降解方法。
背景技术
酚类化合物是一类重要的化工原料，广泛用于树脂、塑料、染料、医药、杀虫剂等等化工制造业中。酚类化合物还是石油炼制工业含酚污水中最主要的有机物成分，据研究，某石化厂经焦化、催裂化和常减压等石油炼制工艺产生的污水中酚类物质分别占有机物总量的97.53％、92.95％和90.94％，而以下十种酚类化合物一般占这些含酚污水中总酚含量的97％以上：苯酚、2-甲基苯酚、3-甲基苯酚、4-甲基苯酚、2，3-二甲基苯酚、2，4-二甲基苯酚、2，5-二甲基苯酚、3，4-二甲基苯酚、3，5-二甲基苯酚、3-乙基苯酚。
含酚污水是比较普遍、危害性严重的工业污水之一，这种污水若不经过处理而任意排放，会对人类健康和生态环境带来严重影响，是我国水污染控制中被列为重点解决的有害废水之一。酚类化合物是原生质毒物，毒性较大，对几乎所有生物均有毒害作用，尤其对人体神经系统危害较大。酚类化合物可使蛋白质凝固，水溶液中的酚类化合物可被皮肤吸收而引起中毒，含酚污水可使水中的生物死亡，当水源水中酚类污染物的质量浓度达到0.002毫克/升时，加氯消毒就会产生具有恶臭气味的氯酚，当质量浓度超过0.005毫克/升时，水就不能饮用，其中苯酚、3-甲基苯酚等都属于饮用水水源中需严格控制的污染物质。
对含酚污水的处理方法主要有两大类：一类是通过物理或物化方法，如萃取法、吸附法、超声-过氧化氢联合法、湿式催化氧化法、高压脉冲法等。前两者操作简便，但成本较高，用于生产上不经济；后几种方法属于当前的研究热点，但处理成本高，处理规模小，基本上还都处于实验室研究阶段。另一类是生物处理方法，最常用的是活性污泥法。活性污泥法是一种以活性污泥为主体的废水处理方法，其中的微生物是有毒有害有机污染物吸附、降解、转化的主要执行者。该法目前已成为焦化、煤气、炼油、木材防腐、合成橡胶、染料等工业污水治理的主要方法之一。活性污泥法的优点是它含有极其丰富的微生物，除了能降解一些酚类污染物以外，还能去除其它有机物；其缺点是微生物对酚类化合物的耐受性和降解能力不是很高，对废水中同时含有较多种酚类污染物时较难适应，因此当酚的种类较多、浓度较高时，一般需经过稀释后才能进行处理，而且处理时间较长，常常需要经过额外的驯化适应阶段，效率较低，成本较高。为了克服这些缺点，利用微生物处理法中的生物强化法，从自然界中筛选分离出能够降解多种酚类污染物的高效微生物菌种，有针对性地投加到已有的污水处理系统中，提高对多种酚类化合物的适应能力、耐受浓度和去除效率，以缩短处理时间，提高效率，在含酚污水治理中显示出巨大的潜力。
长期以来，国内外对苯酚降解菌的选育和研究报道较多，但对本发明其它多数酚类化合物降解的研究报道较少，尤其是用同一株细菌同时降解多达十种酚类化合物的情况本发明尚属国内外首例。
发明内容
针对上述目前研究的缺点与不足，本发明提供了一株高效降解多种酚类化合物的假单胞菌XQ23及其应用于石油炼制过程产生的含酚污水中的酚类化合物的降解方法。
为了得到目的菌株，本发明采取了以下措施：配制以2，3-二甲基苯酚为唯一碳源的无机盐培养基，进行菌株的富集筛选与分离纯化，得到能够快速彻底降解2，3-二甲基苯酚的本发明菌株。该菌株菌体呈杆状，革兰氏染色反应呈阴性。通过细菌16S rDNA测序，并用美国国立生物技术信息中心(简称NCBI)的BLAST程序对该菌株的16S rDNA序列和GenBank数据库中已收录的序列进行核苷酸同源性比对，发现与之序列同源性大于99％的已知菌株是假单胞菌属(Pseudomonas sp.)的，因此本发明菌株鉴定为假单胞菌，并命名为假单胞菌XQ23(Pseudomonas sp.XQ23)。本发明菌株假单胞菌XQ23已于2009年8月8日保藏于中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC)，保藏号为CCTCC M 209175。
本发明的菌株假单胞菌XQ23除了能以2，3-二甲基苯酚为唯一碳源和能源进行生长繁殖外，还能降解很多种其他酚类化合物，如苯酚、2-甲基苯酚、3-甲基苯酚、4-甲基苯酚、2，4-二甲基苯酚、2，5-二甲基苯酚、3，4-二甲基苯酚、3，5-二甲基苯酚、3-乙基苯酚等。这些有机污染物经降解转化为简单的无机物(如二氧化碳和水)以及用于合成菌体细胞的组成部分。石油炼制过程产生的含酚污水中上述十种酚类化合物一般占总酚含量的97％以上，且浓度较高。本发明菌株恰好适应这种酚的种类繁多、浓度较高的情况，因此可以强化石油炼制含酚污水的生物处理工艺，提高处理效率，增大处理量，节省处理时间。
生物材料保藏说明
本发明提供的Pseudomonas sp.XQ23菌株，保藏于中国典型培养物保藏中心(CCTCC)；地址：武汉市武昌珞珈山；保藏编号：CCTCC M 209175；保藏日期：2009年8月8日。
具体实施方式
实施例1：菌株富集筛选与分离纯化
1.1配制富集培养基
按如下配方：每升去离子水中含：200毫克2，3-二甲基苯酚，2.28克K2HPO4·3H2O，0.47克NaH2PO4·2H2O，1.32克(NH4)2SO4，0.12克MgSO4，2.63毫克CaCl2，0.72毫克FeSO4·7H2O，0.46毫克ZnSO4·7H2O，0.22毫克MnSO4·H2O，0.50-0.00克酵母粉。调pH至7.0，121℃条件下灭菌20分钟。其中0.50-0.00克酵母粉是指：第一次富集时加入0.50克，以后逐次递减，至第四次时减为0.00克。
1.2菌株富集
称取5克受酚类严重污染的污泥，接种到装有100毫升上述富集培养基的摇瓶中，置于转速为150转/分钟的摇床中，控温30℃。约3天后，取其中5毫升培养液，接种到新的100毫升富集培养基中，继续富集，如此反复操作，共富集四次。
1.3菌株分离纯化
首先配制如下以2，3-二甲基苯酚为唯一碳源的无机盐固体培养基：每升去离子水中含：200毫克2，3-二甲基苯酚，2.28克K2HPO4·3H2O，0.47克NaH2PO4·2H2O，1.32克(NH4)2SO4，0.12克MgSO4，2.63毫克CaCl2，0.72毫克FeSO4·7H2O，0.46毫克ZnSO4·7H2O，0.22毫克MnSO4·H2O，17克琼脂粉，调pH至7.0，121℃条件下灭菌20分钟。
将上述1.2实验第四次富集得到的培养液用无菌生理盐水进行梯度稀释，涂布到上述固体培养基上，置于30℃的恒温箱中培养2至3天，用接种环挑取单菌落，采取划线法分离纯化，得到目的菌株。
实施例2：菌株鉴定与保藏
2.1形态特征
菌落呈乳白色，光滑，边缘整齐。菌体呈杆状，革兰氏染色呈阴性。
2.2菌株16S rDNA鉴定与保藏
用细菌16S rDNA通用引物27F和1387R为扩增引物，采取PCR方法扩增上述1.3实验得到的目的菌株的16S rDNA片段，电泳检测后，送交上海生工生物工程技术服务有限公司进行测序，获得测序结果，并用美国国立生物技术信息中心(简称NCBI)的BLAST程序对该菌的16S rDNA序列和GenBank已收录的序列进行核苷酸同源性比对，发现与之序列同源性大于99％的已知菌株是假单胞菌属(Pseudomonas sp.)的，因此本发明菌株鉴定为假单胞菌，并命名为假单胞菌XQ23(Pseudomonas sp.XQ23)。本发明菌株假单胞菌XQ23已于2009年8月8日保藏于中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC)，保藏号为CCTCC M 209175。该菌株的16S rDNA序列已提交到GenBank数据库中，登录号为GQ451456。
2.3菌株生理生化特征
对菌株XQ23进行了生理生化特征鉴定，结果如表1所示。
表1假单胞菌XQ23的生理生化特征
  实验项目   结果
  乳糖   -
  脲酶   -
  硫化氢   +
  鸟氨酸   +
  赖氨酸   +
  精氨酸   +
  ONPG   +
  氧化酶   +
  苦杏仁甙   +
  蜜二糖   -
  鼠李糖   -
续表1
  实验项目   结果
  明胶   -
  VP   -
  吲哚   -
实施例3：制备假单胞菌XQ23菌剂
将实施例2所述假单胞菌XQ23接种于摇瓶中，装液量为50毫升，于恒温摇床中培养。所用培养基为LB培养基；培养条件为：温度30℃，摇床转速150转/分钟。当细胞生长达到对数生长末期，即一般培养12小时左右，停止培养，收获培养液，即得液体菌剂。该菌剂可直接应用，或置于4℃冰箱中待用。所述LB培养基配方为：每升去离子水中含：10克胰化蛋白胨，5克酵母提取物，10克氯化钠。调pH至7.0，121℃条件下灭菌20分钟。
实施例4：假单胞菌XQ23菌剂的具体应用
在含有350毫克/升苯酚的去离子水中，按每升反应液添加如下无机盐成分：2.28克K2HPO4·3H2O，0.47克NaH2PO4·2H2O，1.32克(NH4)2SO4，0.12克MgSO4，2.63毫克CaCl2，0.72毫克FeSO4·7H2O，0.46毫克ZnSO4·7H2O，0.22毫克MnSO4·H2O。取六个500毫升大小的摇瓶，每瓶中装入100毫升反应液，再向其中三个摇瓶中每瓶接种2毫升经实施例3得到的假单胞菌XQ23液体菌剂，另外三个摇瓶不接种该菌剂以作为对照实验，控件降解时的反应温度为30±2℃，反应初始pH值为7.0±0.2，在摇床150转/分钟条件下，降解反应进行到第6.25小时时取样检测，三个接种菌剂的摇瓶中酚类化合物的平均降解率达到100％，而三个对照实验摇瓶中酚类化合物的浓度没有发生显著变化。
实施例5：假单胞菌XQ23菌剂的具体应用
同实施例4，但用2-甲基苯酚替换苯酚。降解反应进行到第6.25小时时取样检测，三个接种菌剂的摇瓶中酚类化合物的平均降解率达到100％，而三个对照实验摇瓶中酚类化合物的浓度没有发生显著变化。
实施例6：假单胞菌XQ23菌剂的具体应用
同实施例4，但用3-甲基苯酚替换苯酚。降解反应进行到第7.25小时时取样检测，三个接种菌剂的摇瓶中酚类化合物的平均降解率达到100％，而三个对照实验摇瓶中酚类化合物的浓度没有发生显著变化。
实施例7：假单胞菌XQ23菌剂的具体应用
同实施例4，但用4-甲基苯酚替换苯酚。降解反应进行到第6.25小时时取样检测，三个接种菌剂的摇瓶中酚类化合物的平均降解率达到100％，而三个对照实验摇瓶中酚类化合物的浓度没有发生显著变化。
实施例8：假单胞菌XQ23菌剂的具体应用
同实施例4，但用3-乙基苯酚替换苯酚。降解反应进行到第12小时时取样检测，三个接种菌剂的摇瓶中酚类化合物的平均降解率达到100％，而三个对照实验摇瓶中酚类化合物的浓度没有发生显著变化。
实施例9：假单胞菌XQ23菌剂的具体应用
同实施例4，但用2，3-二甲基苯酚替换苯酚。降解反应进行到第7.25小时时取样检测，三个接种菌剂的摇瓶中酚类化合物的平均降解率达到100％，而三个对照实验摇瓶中酚类化合物的浓度没有发生显著变化。
实施例10：假单胞菌XQ23菌剂的具体应用
同实施例4，但用3，4-二甲基苯酚替换苯酚。降解反应进行到第7.25小时时取样检测，三个接种菌剂的摇瓶中酚类化合物的平均降解率达到100％，而三个对照实验摇瓶中酚类化合物的浓度没有发生显著变化。
实施例11：假单胞菌XQ23菌剂的具体应用
同实施例4，但用混合酚替换苯酚。此混合酚的组成为(质量百分比)：苯酚35％，2-甲基苯酚20％，3-甲基苯酚20％，4-甲基苯酚20％，3，5-二甲基苯酚3％，2，5-二甲基苯酚2％。降解反应进行到第9.25小时时取样检测，三个接种菌剂的摇瓶中酚类化合物的平均降解率达到100％，而三个对照实验摇瓶中酚类化合物的浓度没有发生显著变化。
实施例12：假单胞菌XQ23菌剂的具体应用
同实施例4，但用混合酚替换苯酚，且总酚含量改为360毫克/升。此混合酚由等量的十二种酚类化合物组成，这十二种酚类化合物除包括上述背景技术中提到的十种酚类化合物，即苯酚、2-甲基苯酚、3-甲基苯酚、4-甲基苯酚、2，3-二甲基苯酚、2，4-二甲基苯酚、2，5-二甲基苯酚、3，4-二甲基苯酚、3，5-二甲基苯酚、3-乙基苯酚外，还包括2，6-二甲基苯酚和2，4，6-三甲基苯酚。降解反应进行到第24小时时取样检测，三个接种菌剂的摇瓶中酚类化合物除2，6-二甲基苯酚和2，4，6-三甲基苯酚未发生生物降解外，其余十种酚类化合物的平均降解率达到100％，而三个对照实验摇瓶中所有酚类化合物的浓度都没有发生显著变化。
实施例13：假单胞菌XQ23菌剂的具体应用
同实施例4，但用粗酚替换苯酚。此粗酚是从石油炼制过程产生的含酚污水中萃取回收得到的，因此这种粗酚中酚类化合物的种类与原含酚污水中酚类化合物的种类相一致。经测定，此粗酚中化合物的成分为(质量百分比)：苯酚35.1％，2-甲基苯酚20.1％，3-甲基苯酚和4-甲基苯酚37.6％，3，5-二甲基苯酚和3-乙基苯酚2.9％，2，4-二甲基苯酚和2，5-二甲基苯酚2.0％，其他酚类化合物包括2，3-二甲基苯酚和3，4-二甲基苯酚等2.0％，未鉴定化合物0.3％。降解反应进行到第7.5小时时取样检测，三个接种菌剂的摇瓶中酚类化合物的平均降解率达到100％，而三个对照实验摇瓶中酚类化合物的浓度没有发生显著变化。

Claims (1)

1.一株高效降解多种酚类化合物的假单胞菌(Pseudomonas sp.)XQ23，其特征在于：该菌株2009年8月8日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC M 209175。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102399700B (zh) * 2011-11-09 2013-07-10 武汉工程大学 一株苯酚降解真菌及应用
CN103898024B (zh) * 2014-04-03 2016-05-18 普罗生物技术（上海）有限公司 一种处理石化废水系统挥发性混合有机废气菌种的培养方法
CN106754512A (zh) * 2016-12-22 2017-05-31 天津凯英科技发展股份有限公司 一株邻甲酚降解菌及其应用
CN113651431B (zh) * 2021-08-23 2023-07-14 河北工业大学 利用光合细菌菌系高效降解炼油废水中污染物的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101457214A (zh) * 2009-01-09 2009-06-17 中国石油大学(北京) 一种假单胞菌的筛选方法及其转化生产表面活性剂的方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101457214A (zh) * 2009-01-09 2009-06-17 中国石油大学(北京) 一种假单胞菌的筛选方法及其转化生产表面活性剂的方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
亓瑞倩.石化源污水中混合酚细菌降解过程及机理研究.《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》.2011, *
李淑彬等.微生物降解酚类化合物的研究进展.《华南师范大学学报(自然科学版)》.2005,(第04期), *
隋健等.含酚废水处理高效菌株的筛选.《生态科学》.2005,(第03期), *
马立安等.苯酚降解菌的分离鉴定及降解特性的初步研究.《长江大学学报(自科版)理工卷》.2007,(第04期), *

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