CN105420163B - 一株二苯并蒽降解菌及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环境有机污染物处理及生物修复技术领域,具体涉及一株二苯并蒽降解菌及其在污染水体、土壤的生物修复治理中的应用。本发明二苯并蒽降解菌于2015年10月20日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏,保藏编号为CGMCC No.11521,该菌株16S rDNA的Genbank登录号为KU179097。所述二苯并蒽降解菌经鉴定为拟无枝酸菌,其来自某焦化厂废水处理的剩余污泥,经人工富集驯化培养,分离纯化得到。本发明二苯并蒽降解菌应用于净化含有二苯并蒽的污染水体和土壤。
Description
技术领域
本发明属于环境有机污染物处理及生物修复技术领域,具体涉及一株二苯并蒽降解菌及其在污染水体、土壤的生物修复治理中的应用。
背景技术
多环芳香烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,简称PAHs)是指含有两个或者两个以上苯环的有机化合物。由于人类的生产活动如焦炭、沥青和精炼油的生产、化石燃料燃烧、垃圾焚烧等而使该类化合物广泛分布于环境中,因其结构稳定,疏水性强,很难降解,可在环境中长期稳定存在,属于持久性有机污染物,而且具有高毒性、高生物累积性、低流动性。随着这类物质在环境中的不断累积,不仅严重影响生态环境,还可以通过呼吸道、皮肤以及消化道进入人体而极大地威胁人类的健康。我国乃至全世界各地均有不同程度的PAHs污染,已引起各国政府及学者的高度重视。
污染环境中的PAHs可以通过光降解、化学氧化、颗粒吸附以及生物降解等多种途径去除,而微生物降解去除被认为是最经济有效的手段。目前微生物降解修复PAHs的研究普遍集中在低环PAHs的降解菌株的筛选、分离与纯化,只局限于低环PAHs的修复。由于四环以上的高环PAHs结构更复杂,水溶性更低,更易吸附于环境中的有机物上,生物可利用性也就更低,在环境中停留时间很长,尤其是对人体毒性之大,导致对于高效降解高环PAHs的微生物研究报道较少,因此,需要加大对高环PAHs降解的研究力度,从被污染的环境中筛选分离高效降解高环PAHs的微生物菌株,然后再应用于实际PAHs污染环境的生物治理,这对于治理和修复PAHs污染的水体和土壤具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一株二苯并蒽降解菌及其应用。
本发明二苯并蒽降解菌于2015年10月20日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏,保藏编号为CGMCC No.11521,保藏地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,该菌株16S rDNA的Genbank登录号为KU179097。所述二苯并蒽降解菌经鉴定为拟无枝酸菌(Amycolatopsis sp.)Y1-2来自某焦化厂废水处理的剩余污泥,经人工富集驯化培养,分离纯化得到,命名为Y1-2。该菌革兰氏染色阳性,细胞为短杆状,无气生菌丝,菌落小,圆形,边缘整齐,后期有大量白色粉末,不透明,其最适生长条件为:pH值6.5~8.0,温度25~30℃。
本发明二苯并蒽降解菌的分离方法包括以下步骤:
(1)在150mL三角瓶中加入灭菌的无机盐培养基50mL和10mg/L的菲溶液1mL,混合均匀,再加入焦化厂废水处理后的剩余干污泥2.5g,置于恒温振荡培养箱中,于30℃和150r/min条件下振荡活化培养,其中无机盐培养基组成为:(NH4)2SO40.5g/L,NaNO30.5g/L,CaCl20.02g/L,NaCl 0.5g/L,MgSO40.1g/L,FeSO40.025g,MnSO439.8mg/L、ZnSO442.8mg/L和(NH4)6Mo7O24·4H2O34.8mg/L;
(2)在150mL三角瓶中加入50mL二苯并蒽溶液浓度为10mg/L的无机盐培养基混合液和0.5mL的微量元素溶液,混合均匀,再加入5mL培养5d的步骤(1)的悬浮液,置于恒温振荡培养箱中,于30℃和150r/min条件下进行以二苯并蒽为唯一碳源和能源的振荡富集培养,其中微量元素溶液的组成为:(NH4)6Mo7O24·4H2O34.8mg/L、MnSO439.8mg/L、ZnSO442.8mg/L;
(3)重复步骤(2)的过程,逐次提高唯一碳源和能源的二苯并蒽的浓度分别为3、4、5、6、7、8、9、10mg/L,进行富集驯化培养;
(4)从二苯并蒽的浓度升高为5mg/L开始,将5、6、7、8、9、10mg/L的培养液分别涂布于固体平板培养基上,进行耐受菌株检测,重复3次,随着二苯并蒽浓度的升高,平板上的耐受菌株逐渐减少,直到二苯并蒽的浓度为10mg/L时,平板上只分离到肉眼可辨的3种不同类型的菌落,其中固体平板培养基的组成为:蛋白胨5g/L,牛肉膏1.5g/L,葡萄糖5g/L,琼脂20g/L;
(5)将步骤(4)中得到的二苯并蒽耐受菌株的菌落进行多次重复平板划线分离,最后得到5株不同类型的纯菌株,将得到的纯菌种转接到试管中,4℃冰箱冷藏保存;
(6)分别将步骤(5)得到的5株不同类型的纯菌株接种到盛有50mL活化培养基的150mL三角瓶中,于恒温培养箱中30℃、150r/min条件下培养扩繁,制备成含菌量为1.69×107CFU/mL的菌悬液,进行二苯并蒽降解实验,最终选出一株高效降解菌,其中活化培养基的组成为:(NH4)SO40.5g/L,NaNO30.5g/L,CaCl20.02g/L,NaCl 0.5g/L,MgSO40.1g/L,FeSO40.025g;磷酸缓冲液2.5ml,微量元素溶液0.5ml,蛋白胨5g/L,牛肉膏1.5g/L,葡萄糖5g/L。
本发明二苯并蒽降解菌在净化含有二苯并蒽污染水体中的应用。将该菌株制成含菌量为1.69×107CFU/mL的菌悬液,对水体中初始浓度为10mg/L的二苯并蒽在15天后的降解率可达到41.03%。
本发明二苯并蒽降解菌在修复含有二苯并蒽污染土壤中的应用。将该菌株制成含菌量为1.69×107CFU/mL的菌悬液,对土壤中初始浓度为10mg/L的二苯并蒽在15天后的降解率可达到36.20%。
具体实施方式
实施例1:二苯并蒽降解菌降解水体中二苯并蒽的性能
将驯化得到的高效降解菌株拟无枝酸菌(Amycolatopsis sp.)在活化培养基中进行扩繁,制备成含菌量为1.69×107CFU/mL的菌悬液。取10mL菌悬液加入装有50mL二苯并蒽无机盐混合溶液的150mL三角瓶,于恒温培养箱中30℃、150r/min条件下培养,另外一瓶装有二苯并蒽无机盐混合溶液的150mL三角瓶中不接种拟无枝酸降解菌,作为非生物作用降解二苯并蒽的对照。设置3个平行样,所有操作均在无菌条件下进行。15天以后取样分析培养液中二苯并蒽的残留量。结果表明,拟无枝酸菌(Amycolatopsis sp.)对水环境中的二苯并蒽具有高效的降解性能,当二苯并蒽初始浓度为8mg/L、10mg/L和12mg/L时,15天的降解率分别达40.47%、41.03%及40.59%
实施例2:二苯并蒽降解菌降解土壤中二苯并蒽的性能
在远离焦化厂的普通农田进行5点取样,混合均匀,称取55g的土壤6份分别装入150mL三角瓶中,进行高压灭菌处理。每瓶加入适量二苯并蒽,充分振荡混匀,其中3份加入5mL拟无枝酸菌菌悬液,另外3份加入5mL无菌水,作为非生物降解对照。将上述6个三角瓶盖上封口膜并称重。在室温下避光培养。每隔5天称重并以无菌水补充缺失的水量。15天后取10g土样,测定二苯并蒽的残留量。结果表明,该拟无枝酸菌对土样中的二苯并蒽也具有明显的降解作用,当二苯并蒽初始浓度为8mg/L、10mg/L和12mg/L时,降解率分别达到36.93、36.20%及35.94%。
实施例3:各生长因子对二苯并蒽降解菌降解效果的影响
选取pH、温度、接种量以及接种时间作为影响因子,设置不同梯度的单因素实验。考查其对拟无枝酸菌(Amycolatopsis sp.)降解二苯并蒽性能的影响。各因子的梯度分别设为pH 5、6、7、8及9;温度20℃、30℃及40℃;接种量0.5g(湿重)、1.0g(湿重)、1.5g(湿重)、2.0g(湿重)以及2.5g(湿重);接种时间1d、3d、5d、7d、12d及15d。具体降解实验过程同实施例1。结果表明,在实验范围内,拟无枝酸菌(Amycolatopsis sp.)降解二苯并蒽的适宜条件为pH值7,温度30℃,接种量1.5g,接种时间在15d。
实施例4:二苯并蒽降解菌降解混合高环多环芳烃的性能
将驯化得到的高效降解菌株拟无枝酸菌(Amycolatopsis sp.)在活化培养基中进行扩繁,制备成含菌量为1.69×107CFU/mL的菌悬液。取10mL菌悬液加入装有50mL二苯并蒽、苯并荧蒽和苯并芘的无机盐混合溶液的150mL三角瓶,于恒温培养箱中30℃、150r/min条件下培养,另外一瓶装有二苯并蒽、苯并荧蒽和苯并芘无机盐混合溶液的150mL三角瓶中不接种拟无枝酸降解菌,作为非生物作用降解的对照。设置3个平行样,所有操作均在无菌条件下进行。15天以后取样分析培养液中3种高环多环芳烃的残留量。结果表明,当二苯并蒽、苯并荧蒽和苯并芘初始浓度均为4mg/L时,15天后三者的降解率分别达到28.35%、25.27%及36.49%。本实施例说明拟无枝酸菌(Amycolatopsis sp.)对混合高环多环芳烃也具有很好的降解效果。
Claims (3)
1.一株二苯并蒽降解菌,其特征在于,所述的二苯并蒽降解菌的保藏编号为CGMCCNo.11521,所述菌株经鉴定为拟无枝酸菌(Amycolatopsis sp.)Y1-2。
2.权利要求1所述二苯并蒽降解菌在净化含有二苯并蒽污染水体中的应用。
3.权利要求1所述二苯并蒽降解菌在修复含有二苯并蒽污染土壤中的应用。
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