CN103288222A - 细菌-沙蚕互生载体修复镉污染海水的方法 - Google Patents

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王斌
周一兵
杨大佐
何洁
张兴
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大连海洋大学
王斌
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Abstract

本发明公开一种细菌-沙蚕互生载体修复镉污染海水的方法,依次按如下步骤进行:将J2菌株接入2216E培养液中,20℃、160r/min培养24h,调整浓度为109cell/ml的菌液,取菌液滴于置于无菌培养皿中的饵料粉中形成菌液珠,摇晃培养皿使饵料粉均匀包裹于菌液珠外侧形成加菌饵料球,室内自然风干后1小时内投喂双齿围沙蚕,连续投喂5天,得到J2菌株定植的双齿围沙蚕;将J2菌株定植的双齿围沙蚕投放到海水滩涂进行养殖,投放密度为15~45万条/公顷。

Description

细菌-沙蚕互生载体修复镉污染海水的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种沿岸滩涂海水重金属污染的生物修复方法,尤其是一种可有效提高对金属镉吸附能力的细菌-沙蚕互生载体修复镉污染海水的方法。
背景技术
[0002] 因各种废水的肆意排放,造成土壤、河流等环境的严重污染,重金属污染就是其中一种。河流重金属严重污染不可避免地破坏河口以及沿海滩涂水域的生物环境,以至于滩涂水生动物富集造成食物链中重金属超标,由此而影响人类的健康。
[0003] 环境中的细菌可通过直接或间接的作用影响重金属的活性,其中包括细胞电性吸附和专性吸附将环境中的重金属富集于细胞表面,降低重金属在环境中的生物有效性;细菌的氧化还原作用可以改变变价重金属离子的价态,降低重金属在环境中的毒性;细菌的矿化沉淀作用可固定重金属离子等。近年来,关于酵母菌、细菌和霉菌吸附重金属离子的现象和机理研究的较多,《沿海滩涂镉吸附细菌的分离、鉴定及生长特性的研究》(2011年8月,大连海洋大学学报)公开了采用常规细菌分离技术从沿海滩涂的泥样中分离出来的两株编号分别为J2和J6的菌种,其中编号J2的菌种已于2013年4月5日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏号为CGMCC N0.7477。虽然试验表明J2菌种对于重金属Cd2+具有吸附作用,但是由于不能通过泼洒菌液的方法修复镉污染的海水,故目前还没有实际应用。
[0004] 沙蚕i^ereis diversicolor)隶属于环节动物门,是广泛分布于海洋近岸和河口潮滩的优势底栖动物,也是海洋生态系统能量流动和物质循环的重要环节。由于其具有体型大、生命周期长、行动缓慢、分布广泛,对许多持久性污染物具有较强的耐受性和生物利用性,因此一直作为海洋沉积环境污染评价的指示生物和毒理研究的模型动物。研究表明沙蚕中的金属结合蛋白能够与镉相结合,具有明显的抗菌活性。
[0005] 目前,对于污染海水的修复方法大多是沙蚕单独处理,处理能力有限,迄今为止还没有用细菌-沙蚕互生载体对镉污染海水进行修复的相关报道。
发明内容
[0006] 本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题,提供一种可有效提高对金属镉吸附能力的细菌-沙蚕互生载体修复镉污染海水的方法。
[0007] 本发明的技术解决方案是:一种细菌-沙蚕互生载体修复镉污染海水的方法,其特征在于依次按如下步骤进行:
a.将J2菌株接入2216E培养液中,20°C、160r/min培养24h,调整浓度为109cell/ml的菌液,取菌液滴于置于无菌培养皿中的饵料粉中形成菌液珠,摇晃培养皿使饵料粉均匀包裹于菌液珠外侧形成加菌饵料球,室内自然风干后I小时内投喂双齿围沙蚕,连续投喂5天,得到J2菌株定植的双齿围沙蚕;
b.将J2菌株定植的双齿围沙蚕投放到海水滩涂进行养殖,投放密度为15〜45万条/公顷。
[0008] 本发明是将J2菌株定植在沙蚕体内构建细菌-沙蚕互生载体并投放海水滩涂,在细菌-沙蚕互生载体自然生长的过程中达到修复重金属镉污染海水的目的,尤其对镉重度污染海水的修复效果明显高于沙蚕单独作用的效果。在污水级别中,本发明的镉去除率比现有技术增加了 8%,而在更高的污染级别中,镉去除率比现有技术增加了 15%。
附图说明
[0009] 图1是J2菌株纯培养菌落示意图。
[0010] 图2是本发明实施例J2菌株定植的双齿围沙蚕的肠组织匀浆TCBS培养示意图。
[0011] J2菌株保藏日期:2013年4月15日;
分类命名 'Vibrio pacinii
保藏单位:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC);
保藏单位地址:北京市朝阳区北辰西路I号院3号 保藏号:CGMCC N0.7477
具体实施方式
`[0012] a.将J2菌株接入2216E培养液中,20°C、160r/min培养24h,调整浓度为IO9Cell/ml的菌液,取用无菌吸管取Iml菌液分多次菌液滴于置于无菌培养皿中的2龄刺参饵料粉中形成菌液珠,摇晃培养皿使饵料粉均匀包裹于菌液珠外侧形成加菌饵料球,室内自然风干后I小时内投喂10刚节大小的双齿围沙蚕,投喂量为2g/50条,连续投喂5天,得到J2菌株定植的双齿围沙蚕,即细菌-沙蚕互生载体,经抽样检测,沙蚕消化道J2菌量达IO4〜5cfu/g (每g消化道组织);
b.将J2菌株定植的双齿围沙蚕投放到海水滩涂进行养殖,投放密度为15万〜45万条/公顷。
[0013] J2菌株是按照现有技术的方法制备,保藏号为CGMCC N0.7477。
[0014] 2龄海刺参饵料粉来源:购自大连赛姆生物科技有限公司。
[0015]实验:
1.J2菌株对双齿围沙蚕的安全性 将J2菌活化后配制成菌液用于安全性试验。
[0016] 实验分为5组,试验4组和对照I组,每组2个平行。随机选取健康沙蚕每组6条,饲养于装有2L海水的塑料盆中。4个试验组分别加入J2菌液使终浓度含量分为ΙΟ6、105、104、103cfu/ml,无菌对照组加入等量生理盐水,均浸泡8d。每2d换一次水,每次换水后重新加入等量J2菌保持终浓度相同,直至实验结束。所有实验样本和对照样本均正常存活。
[0017] 2.J2菌株在双齿围沙蚕消化道的定植效果
实验分为2组,实验组和对照组,实验组5条本发明实施例所得J2菌株定植的双齿围沙蚕,对照组5条普通双齿围沙蚕。
[0018] 涂布沙蚕肠组织匀浆的TCBS在20°C培养36h后见图2,黄色菌落生长,与图1所示J2菌纯培养菌落形态完全一致,说明J2菌成功定植。
[0019] TCBS平板菌落计数结果如表I所示:表 I____
Figure CN103288222AD00051
计数结果显示:实验组5条沙蚕每g组织J2菌含量均达到较高水平,而对照组最后一次冲洗涮沙蚕用水的TCBS平板未见J2菌落生长。充分说明J2菌投喂5d后即可有效定植在沙蚕消化道,以每g组织计,可达到IO4〜5数量级。
[0020] 3.带菌沙蚕对环境镉的去除效果
本发明实施例定植J2菌的双齿围沙蚕在含镉环境中的饲养
试验用镉污染海水:按终浓度分别为4组①国家三类海水标准0.01mg/L(GB3097-1997)②国家渔业用水标准0.05 mg/L (GB11607-89)、③国家工业污水排放标准
0.1 mg/L (GB8978-1996)、④高污染水体 I mg/L。每盆 2L。
[0021] 实验组:本发明实施例的加菌饵料投喂饲养沙蚕经停喂饵料3天后(其排泄物已经很少,消化道内容物基本排空),此时取出沙蚕用无菌海水冲洗lOmin,并用正常海水暂养一天后取水样涂于TCBS平板检测,确定沙蚕体外无杂菌干扰。
[0022] 对照组:暂养期间投喂正常饵料沙蚕的对照组。
[0023] 按前述实验海水镉浓度①〜④组分别放入盆中,每组12条,每6条放在一个容器内,每组2个平行容器(塑料容器在使用前经30%硝酸浸泡48h,无菌海水冲洗3次),饲养4天,期间不喂任何饲料,中途不换水。4天后每个盆中取样水2个,每个样水4ml用于测定
镉含量。
[0024] 测定结果如表2所示:
表2 (单位μ g/L)
Figure CN103288222AD00052
测定结果显示:在实验③组和④组水中镉去除率与对照组差异极显著(P < 0.01);而
其他两实验组和对照组差异性不显著。由此可以说明在镉浓度较高的情况下带J2菌的沙
蚕去除效果较好,而且两组样本都能把工业污水中的镉含量降低到国家渔业用水标准。在
污水级别中,实验组的镉去除率比对照组增加了 8%,而在更高的污染级别中,实验组镉去除
率比对照组增加幅度达到了 15%。

Claims (1)

1.一种细菌-沙蚕互生载体修复镉污染海水的方法,其特征在于依次按如下步骤进行: a.将J2菌株接入2216E培养液中,20°C、160r/min培养24h,调整浓度为109cell/ml的菌液,取菌液滴于置于无菌培养皿中的饵料粉中形成菌液珠,摇晃培养皿使饵料粉均匀包裹于菌液珠外侧形成加菌饵料球,室内自然风干后I小时内投喂双齿围沙蚕,连续投喂5天,得到J2菌株定植的双齿围沙蚕; b.将J2菌株定植的双齿围沙蚕投放到海水滩涂进行养殖,投放密度为15〜45万条/公顷 。
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