CN104140158A - 一种富集微污染水体中亚硝酸盐含量的生物制剂合成 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种富集微污染水体中亚硝酸盐含量的生物制剂合成，属于污水处理领域。取一定量白茅根、翠云草、龟背竹根茎，粉碎，加入无水乙醇，过层析柱，提取出叶绿素a和细菌叶绿素混合物；将上述混合物置于具塞比色管中，加入琼脂、明胶，混合均匀，用乙酸乙酯定容，再用滤膜过滤除菌；将六偏磷酸钠、氯化锌溶解于去离子水中，搅拌冷却后加入滤膜除菌后的叶绿素a和细菌叶绿素混合液中；加入硫酸铝溶液，调节pH；在上述混合液中加入甲醛、丙酮，搅拌，并加入苏氨酸，灭菌，调整pH，冷却，经无菌过滤得到上层无色清液；在上述清液中加入硫酸钠与氯化镁溶液，调节pH，冷却灭菌，混合后倒入灭菌试管中，低温避光保存即可。本发明原料来源广泛，方便易得，工艺简单且运行费用低。

Description

一种富集微污染水体中亚硝酸盐含量的生物制剂合成

技术领域

本发明涉及一种富集微污染水体中亚硝酸盐含量的生物制剂合成，属于污水处理领域。

背景技术

亚硝酸盐广泛存在于水体中，其剧烈的生物毒性越来越受到人们的关注。总结了亚硝酸盐的毒性机理、水体中亚硝酸盐的生物毒性以及去除研究现状，并提出了今后饮用水处理中对亚硝酸盐的研究及利用方向。亚硝酸盐是一种强烈的血液毒素，它大量地进入人体后，能将血红蛋白中的二价铁氧化成三价铁，使血液失去携氧功能，导致人体缺氧窒息，引起呼吸困难，循环衰竭，中枢神经系统损害；亚硝酸盐还有另一种危险的潜在毒性，它在胃内可与胺类物质化合成亚硝胺，亚硝胺是一种强致癌物质。因此，国家对亚硝酸盐的使用进行了严格的控制，并在有关饮用水中将亚硝酸盐列为污染物进行了限量控制。

随着水源污染的加剧，水源中营养物质的增多，一些水源中氨氮、硝酸盐的含量相当高，在是以条件下，无论在天然水体中还是在人工环境中，硝酸盐将转化为亚硝酸盐。在pH小于6.5时，亚硝酸盐会与仲氨反应形成具有强致癌性的亚硝胺基。因此对饮用水中亚硝酸盐浓度的要求基准要比硝酸盐严格，欧共体对亚硝酸盐最大浓度极限为0.03mg/L。伴随着科技发展和人们生活水平的提高，城市居民多数饮用矿泉水或用净水器净化自来水饮用。在我国采用的活性炭吸附或采用活性炭为主体家用净水器去除饮用水中有机微量污染，其出水中亚硝酸盐含量均超过生活饮用水标准，一些长期贮存于 饮水机中的矿泉水中亚硝酸盐含量也严重超标。因此，亚硝酸盐已经成为危害人们健康的重要因素之一。

目前，研究者对去除水体中亚硝酸盐的研究很少，但在水体中硝酸盐还原去除的研究中却发现了亚硝酸盐。例如，Choe等利用零价铁还原硝酸盐的试验中发现，硝酸盐的还原产物之一为亚硝酸盐。李铁龙等人采用纳米铁还原水体硝酸盐的试验结果也表明，亚硝酸盐是硝酸盐还原过程的中间产物。如何有效去除污染水体中亚硝酸盐已经成为国际关注的重点。对于微污染水中亚硝酸盐的去除，传统的方法是采用改性的活性炭柱，将活性炭表面具有催化还原能力的官能团用强氧化剂氧化为具有氧化能力的官能团，使其还原能力降低，从而降低了出水中亚硝酸盐浓度。然而，此种方法去除效果并不十分彻底，且改性活性炭制备复杂，费用高昂，不能得到广泛应用。

发明内容

本发明针对传统方法中去除不彻底、运行管理困难、不能广泛应用等问题，提供了一种富集微污染水体中亚硝酸盐含量的生物制剂合成，本发明以白茅根、翠云草、龟背竹根茎等草本植物为原料提取出叶绿素a和细菌叶绿素混合物，溶解于六偏磷酸钠和氯化锌的混合溶液中，最终制得低耗、去除率高的生物制剂。

一种富集微污染水体中硝酸盐含量的生物制剂合成，该方法采用白茅根、翠云草、龟背竹根茎、无水乙醇、碳酸钙粉末、乙酸乙酯、琼脂、明胶、六偏磷酸钠、氯化锌、硫酸铝溶液、甲醛、丙酮、苏氨酸、硫酸钠等为原料，合成一种富集微污染水体中亚硝酸盐的生物制剂，其最大的特点在于可注入金鱼藻的茎叶中，导致金鱼藻对亚硝酸盐的浓缩富集达到几千甚至几万，100%去除微污染废水中的亚硝酸盐。

本发明最终技术方案如下：

一种富集微污染水体中亚硝酸盐含量的生物制剂合成，该方法采用白茅根、翠云草、龟背竹根茎、无水乙醇、碳酸钙粉末、乙酸乙酯、琼脂、明胶、六偏磷酸钠、氯化锌、硫酸铝溶液、甲醛、丙酮、苏氨酸、硫酸钠等为原料，最终调节pH=7.0~8.0，其中，白茅根8～16g，翠云草6～12g，龟背竹根茎10～18g，无水乙醇10～20mL，琼脂3～6g，明胶1～2g，六偏磷酸钠2~3g，氯化锌1.0~ 3.0g，硫酸铝溶液10~15mL，甲醛5~15mL，苏氨酸5~10mL，硫酸钠0.1~0.3g，氯化镁1~3mL。

一种富集微污染水体中亚硝酸盐含量的生物制剂合成过程：

（1）取8～16g白茅根、6～12g翠云草、10～18g龟背竹根茎在韦氏搅切器中粉碎，加入10～20mL无水乙醇，过层析柱，用碳酸氢钠粉末为固定相，乙酸乙酯为流动相进行分离，提取出叶绿素a和细菌叶绿素混合物；

（2）将上述混合物置于50mL具塞比色管中，在50~100°C恒温水浴中放置2h，加入3～6g琼脂、1～2g明胶，混合均匀，转移至100mL容量瓶中，用乙酸乙酯定容，再用0.05~0.10um滤膜过滤除菌；

（3）将2~3g 六偏磷酸钠、1.0~ 3.0g氯化锌溶解于10mL去离子水中，搅拌，待完全溶解后高温高压灭菌20min，冷却60~100°C，再加入滤膜除菌后的叶绿素a和细菌叶绿素混合液中；

（4）待溶液冷却至室温时，加入10~15mL硫酸铝溶液，调节pH=4.6~6.0；

（5）在上述混合液中加入5~15mL甲醛、5~10mL丙酮，搅拌，维持温度在60~100°C，并以无菌操作加入10ug/L 苏氨酸5~10mL ，在100°C下灭菌30~40min，补充蒸发的水分，调整pH=.4.6~6.0后，灭菌20~30min后，冷却，静置，至烧杯内溶液分层，经无菌过滤得到上层无色清液；

（6）在上述清液中加入硫酸钠0.1~0.3g，1.0mol/L 氯化镁溶液1~3mL，调节pH=7.0~8.0，于120°C灭菌20~30min，冷却至室温，混合后倒入灭菌试管中，在低温3~10°C下避光保存，备用。

 本发明制备得到的富集微污染水体中亚硝酸盐含量的生物制剂，其特征在于，外观为无色透明液体，易于吸收，需在低温3~10°C下避光保存。

本发明所具有的显著优势为：

（1）原料来源广泛，方便易得，工艺简单且运行费用低，应用范围广。

（2）净化率高，且低耗，无二次污染。

具体实施方式

本发明所采用的原料为：

白茅根、翠云草、龟背竹根茎、无水乙醇、碳酸钙粉末、乙酸乙酯、琼脂、明胶、六偏磷酸钠、氯化锌、硫酸铝溶液、甲醛、丙酮、苏氨酸、硫酸钠等合成富集微污染水体中亚硝酸盐含量的生物制剂。

 本发明具体合成步骤：

（1）取8～16g白茅根、6～12g翠云草、10～18g龟背竹根茎在韦氏搅切器中粉碎，加入10～20mL无水乙醇，过层析柱，用碳酸氢钠粉末为固定相，乙酸乙酯为流动相进行分离，提取出叶绿素a和细菌叶绿素混合物；

（2）将上述混合物置于50mL具塞比色管中，在50~100°C恒温水浴中放置2h，加入3～6g琼脂、1～2g明胶，混合均匀，转移至100mL容量瓶中，用乙酸乙酯定容，再用0.05~0.10um滤膜过滤除菌；

（3）将2~3g 六偏磷酸钠、1.0~ 3.0g氯化锌溶解于10mL去离子水中，搅拌，待完全溶解后高温高压灭菌20min，冷却60~100°C，再加入滤膜除菌后的叶绿素a和细菌叶绿素混合液中；

（4）待溶液冷却至室温时，加入10~15mL硫酸铝溶液，调节pH=4.6~6.0；

（5）在上述混合液中加入5~15mL聚乙烯溶液、5~10mL丙酮，搅拌，维持温度在60~100°C，并以无菌操作加入10ug/L 苏氨酸5~10mL ，在100°C下灭菌30~40min，补充蒸发的水分，调整pH=.4.6~6.0后，灭菌20~30min后，冷却，静置，至烧杯内溶液分层，经无菌过滤得到上层无色清液；

（6）在上述清液中加入硫酸钠0.1~0.3g，1.0mol/L 氯化镁溶液1~3mL，调节pH=7.0~8.0，于120°C灭菌20~30min，冷却至室温，混合后倒入灭菌试管中，在低温3~10°C下避光保存，备用。

 本发明的生物制剂的使用方法：

准备5000mL浓度为50～100mg/L低浓度硝酸盐废水，保证pH在7.0~8.0情况下，注入5~15mL该生物制剂到金鱼藻茎叶中，给药期为三天，每天注射一次，最后检测水体中亚硝酸盐的含量。

实例1

取8g白茅根、6g翠云草、10g龟背竹根茎在韦氏搅切器中粉碎，加入10mL无水乙醇，过层析柱，用碳酸氢钠粉末为固定相，乙酸乙酯为流动相进行分离，提取出叶绿素a和细菌叶绿素混合物；将上述混合物置于50mL具塞比色管中，在50°C恒温水浴中放置2h，加入3g琼脂、1g明胶，混合均匀，转移至100mL容量瓶中，用乙酸乙酯定容，再用0.05um滤膜过滤除菌；将2g 六偏磷酸钠、1.0g氯化锌溶解于10mL去离子水中，搅拌，待完全溶解后高温高压灭菌20min，冷却60°C，再加入滤膜除菌后的叶绿素a和细菌叶绿素混合液中；待溶液冷却至室温时，加入10mL硫酸铝溶液，调节pH=4.6；在上述混合液中加入5mL聚乙烯溶液、5mL丙酮，搅拌，维持温度在60°C，并以无菌操作加入10ug/L 苏氨酸5mL ，在100°C下灭菌30min，补充蒸发的水分，调整pH=.4.6后，灭菌20min后，冷却，静置，至烧杯内溶液分层，经无菌过滤得到上层无色清液；在上述清液中加入硫酸钠0.1g，1.0mol/L 氯化镁溶液1mL，调节pH=7.0，于120°C灭菌20min，冷却至室温，混合后倒入灭菌试管中，在低温3°C下避光保存，备用。

 准备5000mL浓度为50mg/L低浓度亚硝酸盐废水，保证pH为7.0，注入5mL该生物制剂到金鱼藻茎叶中，给药期为三天，每天注射一次，最后检测水体中亚硝酸盐的含量。

结果表明：该生物制剂在金鱼藻茎叶中对亚硝酸盐的浓缩因子达到18000，检测不到水体中亚硝酸盐的含量，即100%去除水中的亚硝酸盐。 

实例2  

取12g白茅根、9g翠云草、14g龟背竹根茎在韦氏搅切器中粉碎，加入15mL无水乙醇，过层析柱，用碳酸氢钠粉末为固定相，乙酸乙酯为流动相进行分离，提取出叶绿素a和细菌叶绿素混合物；将上述混合物置于50mL具塞比色管中，在75°C恒温水浴中放置2h，加入4.5g琼脂、1.5g明胶，混合均匀，转移至100mL容量瓶中，用乙酸乙酯定容，再用0.75um滤膜过滤除菌；将2.5g 六偏磷酸钠、2.0g氯化锌溶解于10mL去离子水中，搅拌，待完全溶解后高温高压灭菌20min，冷却80°C，再加入滤膜除菌后的叶绿素a和细菌叶绿素混合液中；待溶液冷却至室温时，加入12.5mL硫酸铝溶液，调节pH=5.3；在上述混合液中加入10mL聚乙烯溶液、7.5mL丙酮，搅拌，维持温度在80°C，并以无菌操作加入10ug/L 苏氨酸7.5mL ，在100°C下灭菌35min，补充蒸发的水分，调整pH=.5.3后，灭菌25min后，冷却，静置，至烧杯内溶液分层，经无菌过滤得到上层无色清液；在上述清液中加入硫酸钠0.2g，1.0mol/L 氯化镁溶液2mL，调节pH=7.5，于120°C灭菌25min，冷却至室温，混合后倒入灭菌试管中，在低温6°C下避光保存，备用。

 准备5000mL浓度为75mg/L低浓度亚硝酸盐废水，保证pH为7.5，注入7.5mL该生物制剂到金鱼藻茎叶中，给药期为三天，每天注射一次，最后检测水体中亚硝酸盐的含量。

结果表明：该生物制剂在金鱼藻茎叶中对亚硝酸盐的浓缩因子达到22000，检测不到水体中亚硝酸盐的含量，即100%去除水中的亚硝酸盐。 

实例3 

取16g白茅根、12g翠云草、18g龟背竹根茎在韦氏搅切器中粉碎，加入20mL无水乙醇，过层析柱，用碳酸氢钠粉末为固定相，乙酸乙酯为流动相进行分离，提取出叶绿素a和细菌叶绿素混合物；将上述混合物置于50mL具塞比色管中，在100°C恒温水浴中放置2h，加入6g琼脂、2g明胶，混合均匀，转移至100mL容量瓶中，用乙酸乙酯定容，再用0.10um滤膜过滤除菌；将3g 六偏磷酸钠、3.0g氯化锌溶解于10mL去离子水中，搅拌，待完全溶解后高温高压灭菌20min，冷却100°C，再加入滤膜除菌后的叶绿素a和细菌叶绿素混合液中；待溶液冷却至室温时，加入15mL硫酸铝溶液，调节pH=6.0；在上述混合液中加入15mL聚乙烯溶液、10mL丙酮，搅拌，维持温度在100°C，并以无菌操作加入10ug/L 苏氨酸10mL ，在100°C下灭菌40min，补充蒸发的水分，调整pH=6.0后，灭菌30min后，冷却，静置，至烧杯内溶液分层，经无菌过滤得到上层无色清液；在上述清液中加入硫酸钠0.3g，1.0mol/L 氯化镁溶液3mL，调节pH=8.0，于120°C灭菌30min，冷却至室温，混合后倒入灭菌试管中，在低温10°C下避光保存，备用。

 准备5000mL浓度为75mg/L低浓度亚硝酸盐废水，保证pH为8.0，注入10mL该生物制剂到金鱼藻茎叶中，给药期为三天，每天注射一次，最后检测水体中亚硝酸盐的含量。

结果表明：该生物制剂在金鱼藻茎叶中对亚硝酸盐的浓缩因子达到25000，检测不到水体中亚硝酸盐的含量，即100%去除水中的亚硝酸盐。

Claims (1)

1.一种富集微污染水体中亚硝酸盐含量的生物制剂合成，其特征在于具体制备过程为：

（1）取8～16g白茅根、6～12g翠云草、10～18g龟背竹根茎在韦氏搅切器中粉碎，加入10～20mL无水乙醇，过层析柱，用碳酸氢钠粉末为固定相，乙酸乙酯为流动相进行分离，提取出叶绿素a和细菌叶绿素混合物；

（2）将上述混合物置于50mL具塞比色管中，在50~100°C恒温水浴中放置2h，加入3～6g琼脂、1～2g明胶，混合均匀，转移至100mL容量瓶中，用乙酸乙酯定容，再用0.05~0.10um滤膜过滤除菌；

（3）将2~3g 六偏磷酸钠、1.0~ 3.0g氯化锌溶解于10mL去离子水中，搅拌，待完全溶解后高温高压灭菌20min，冷却60~100°C，再加入滤膜除菌后的叶绿素a和细菌叶绿素混合液中；

（4）待溶液冷却至室温时，加入10~15mL硫酸铝溶液，调节pH=4.6~6.0；

（5）在上述混合液中加入5~15mL甲醛、5~10mL丙酮，搅拌，维持温度在60~100°C，并以无菌操作加入10ug/L 苏氨酸5~10mL ，在100°C下灭菌30~40min，补充蒸发的水分，调整pH=.4.6~6.0后，灭菌20~30min后，冷却，静置，至烧杯内溶液分层，经无菌过滤得到上层无色清液；

（6）在上述清液中加入硫酸钠0.1~0.3g，1.0mol/L 氯化镁溶液1~3mL，调节pH=7.0~8.0，于120°C灭菌20~30min，冷却至室温，混合后倒入灭菌试管中，在低温3~10°C下避光保存，备用。