CN106244482B

CN106244482B - 一种含硒废水除硒菌剂

Info

Publication number: CN106244482B
Application number: CN201610612563.5A
Authority: CN
Inventors: 袁志辉; 周海燕; 雍婕; 程益; 肖红仕; 吴永尧
Original assignee: Hunan University of Science and Engineering
Current assignee: Hunan University of Science and Engineering
Priority date: 2016-07-30
Filing date: 2016-07-30
Publication date: 2019-09-03
Anticipated expiration: 2036-07-30
Also published as: CN106244482A

Abstract

本发明公开了一种含硒废水除硒菌剂。该菌剂的菌种为亚硒酸钠还原细菌Stenotrophomonas sp.EGS12，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO:M2016403。菌剂以LB培养液为基础，其中细菌细胞的数量为1.0×10⁸‑1.0×10⁹/mL，并在其中添加如下分量的稳定剂和还原促进剂：甘油5%‑10%，蔗糖1%‑5%，丁二酸钠2%‑6%，硝酸钠2%‑10%，亚硝酸钠1%‑8%，谷胱甘肽0.5%‑5%。该菌剂能够稳定的在12 h之内快速将含硒工业废水中的大部分亚硒酸盐还原为单质硒，并通过自然沉淀的方式去除，使废水中的硒含量低于国家排放标准。本发明提供的菌剂简化了含硒废水处理工艺，提高了废水治理效果及治理效率，具有广阔的应用前景。

Description

一种含硒废水除硒菌剂

技术领域

本发明属于环境微生物技术领域，特别是提供了一种含硒废水除硒菌剂。

背景技术

在工业生产如纯硒的制备、铝电解着色工艺、静电复印机用的硒鼓感光元件生产和旧鼓脱膜复镀等过程中，都会产生大量含硒废水，其中最主要的赋存形态为亚硒酸盐。为了消除硒污染，回收硒资源，工业上一般采用离子交换法或在废水中加入理化调节剂达到含硒废水处理的目的。这些方法成本较高，并且在除去硒的同时又引入了新的污染源。采用微生物还原氧化态硒和进行含硒废水治理，方式和设备要求较低，成本低廉易于回收处理，属于真正的绿色治理方法。但目前市场上和专利文献报道中均没有此类专用的除硒菌剂。

利用微生物进行含硒废水治理的过程中，存在一个突出的问题就是含硒废水的条件十分复杂，常常含有多种重金属离子和多种抗生素，而所采用的微生物对这些重金属和抗生素不具备抗性，从而降低了其环境适应能力，使得所采用的微生物在环境中生活力下降甚至完全不能存活，最终导致含硒废水的微生物除硒效率下降，甚至完全不能进行除硒。如能筛选出具有多重重金属耐受性和抗生素抗性的亚硒酸钠还原菌株，并在此基础上开发出一种菌剂，提高功能菌种在复杂环境中的稳定性和除硒能力，则能有效发挥微生物除硒优势和解决硒污染环境微生物修复效率低下的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含硒废水除硒菌剂，该菌剂简化了含硒废水处理工艺，提高了废水治理效果及治理效率，具有广阔的应用前景。

该菌剂的菌种为自行筛选，名称为Stenotrophomonas sp. EGS12，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏号为CCTCC NO: M2016403。

菌剂以LB培养液为基础，其中细菌细胞的数量为1.0×10⁸-1.0×10⁹/mL，并在其中添加如下分量的稳定剂和还原促进剂：甘油5%-10%，蔗糖1%-5%，丁二酸钠2%-6%，硝酸钠2%-10%，亚硝酸钠1%-8%，谷胱甘肽0.5%-5%。

所述的LB培养液为：蛋白胨10.0g，酵母提取物5.0g，NaCl10.0g，蒸馏水1000 mL，pH7.0。

该菌剂能够稳定的在12 h之内快速将含硒工业废水中的大部分亚硒酸盐还原为单质硒，并通过自然沉淀的方式去除，使废水中的硒含量低于国家排放标准。

本发明提供的菌剂简化了含硒废水处理工艺，提高了废水治理效果和效率，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为Stenotrophomonas sp. EGS12的透射电镜观察，箭头所指为还原亚硒酸钠后形成的纳米硒颗粒。

图2为X-射线能谱分析示意图。

具体实施方式

实施例1：

筛选亚硒酸钠还原细菌：

以含0.2 mM Na₂SeO₃的LB琼脂平板为分离培养基，将采集的土壤样品稀释成10^-1至10^-8悬液，取适宜稀释度涂布在分离平板上，25℃培养1-15d。挑选能够还原Na₂SeO₃产生红色单质硒的细菌（初步判断依据为红色菌落）作为下一步研究的目标菌。将初筛获得的细菌重新接种至含与不含Na₂SeO₃的LB平板上进一步确定是否具有还原Na₂SeO₃产生红色单质硒的能力，记录形态并保藏。在0-100 Mm Na₂SeO₃浓度梯度的LB平板上进行耐硒能力测定，挑选耐硒能力最强的菌株作为后续研究的目标菌株。对获得的菌株进行16S rDNA测序并提交NCBI比对，结合其生理生化特征，将该菌株命名为Stenotrophomonas sp. EGS12，该菌株已送往中国典型培养物保藏中心（CCTCC）保藏，保藏时间为2016年7月19日，分类命名：Stenotrophomonas sp. EGS12，保藏号为CCTCC NO: M2016403，地址：中国湖北武汉武汉大学。

所述的LB琼脂平板配方为：蛋白胨10.0g，酵母提取物5.0g，NaCl10.0g，蒸馏水1000 mL，琼脂15g，pH7.0。

实施例2：

Stenotrophomonas sp. EGS12的重金属和抗生素抗性：

将Stenotrophomonas sp. EGS12菌株用点接法接种于含有不同浓度不同重金属盐和不同浓度不同抗生素的LB琼脂平板上，观察其生长状态，菌株不生长的浓度为该菌对该重金属和抗生素的MIC，Stenotrophomonas sp. EGS12对多种重金属离子和抗生素均有较强的抗性。

Stenotrophomonas sp. EGS12的重金属和抗生素抗性

测试项目	耐受浓度(mM)	测试项目	耐受浓度(μg/mL)
				Ag<sup>2+</sup>	0.1	四环素	50
Cd<sup>2+</sup>	0.1	氨苄青霉素	＞2000
				Hg<sup>2+</sup>	-	红霉素	400
Ni<sup>2+</sup>	3	氯霉素	300
				Cu<sup>2+</sup>	3	卡那霉素	100）
Fe<sup>3+</sup>	＞5	庆大霉素	＞100
				Pb<sup>2+</sup>	＞5	壮观霉素	＞100
Co<sup>2+</sup>	0.3
				Mn<sup>2+</sup>	＞10
Zn<sup>2+</sup>	5

实施例3：

Stenotrophomonas sp. EGS12的透射电镜观察和X-射线能谱分析：

将接种过Stenotrophomonas sp. EGS12的含硒废水（取自湖南岳阳长岭炼油厂电脱盐单元废水处理系统，亚硒酸盐含量约为305 μg/L）培养48 h和96 h后，在常温下8000rpm离心10 min，去上清，0.9%的NaCl溶液洗涤3次。用去离子水重悬，取约1 mL菌与红色纳米硒的混合悬液，滴一滴于铜网上，用滤纸吸取多余水分，晾干，在透射电镜下观察，并利用能谱分析仪（EDX）对元素进行分析。

结果如图1所示：在透射电镜下可观察到Stenotrophomonas sp. EGS12的菌体形态和大小，也可观察到菌株还原亚硒酸钠所形成的纳米硒颗粒，其大小约为100-200 nm。通过EDX能谱分析（图2），可发现纳米硒颗粒的特异吸收峰分别出现在1.37、11.22 keV处，说明Stenotrophomonas sp. EGS12将亚硒酸钠还原后所形成的纳米颗粒确实为纳米硒。

实施例4：

除硒菌剂的配制：

制备LB平板，划线活化Stenotrophomonas sp. EGS12的纯培养物，在37℃下培养24 h；种子液制备，将在活化平板上生长的单菌落接种于LB液体培养基中，在37℃下培养24h作为种子培养液；将制备好的种子液按3%的接种量接种于含1 mM亚硒酸钠的LB液体培养基中，37℃、120 rpm培养48h，调整细菌细胞浓度至1.0×10⁸-1.0×10⁹/mL作为菌剂的菌悬液；在菌悬液中加入甘油5%-10%，蔗糖1%-5%，丁二酸钠2%-6%，硝酸钠2%-10%，亚硝酸钠1%-8%，谷胱甘肽0.5%-5%。充分混匀后装入500 mL玻璃瓶中即得除硒菌剂。

所述的LB液体培养基为：蛋白胨10.0g，酵母提取物5.0g，NaCl10.0g，蒸馏水1000mL，pH7.0。

实施例5：

将除硒菌剂与石化企业炼厂电脱盐单元废水（即实验废水，取自湖南岳阳长岭炼油厂电脱盐单元废水处理系统，亚硒酸盐含量约为305 μg/L）按0.5-2:100的比例混合，通气，100 r/min振荡处理12 h后静止沉淀12 h，废水中亚硒酸盐含量降低至85 μg/L，到达国家排放标准100 μg/L。取处理12 h后的含硒废水，采用荧光显微镜计数法检测其中Stenotrophomonas sp. EGS12的数量为0.67×10⁶/mL，说明该菌剂在石化企业炼厂电脱盐单元废水中能稳定存活，并充分发挥除硒作用。

实施例6：

将除硒菌剂与石化企业炼油废水（即实验废水，取自湖北省荆门市荆门石油化工总厂废水处理系统，亚硒酸盐含量约为450 μg/L）按0.5-2:100的比例混合，通气，100 r/min振荡处理12 h后静止沉淀12 h，废水中亚硒酸盐含量降低至80.6 μg/L，到达国家排放标准100 μg/L。取处理12 h后的含硒废水，采用荧光显微镜计数法检测其中Stenotrophomonas sp. EGS12的数量为1.52×10⁶/mL，说明该菌剂在石化企业炼油废水中能稳定存活，并充分发挥除硒作用。

实施例7：

将除硒菌剂与煤矿开采废水（即实验废水，取自湖南省长沙市宁乡县煤炭坝镇煤炭坝社区长沙矿业集团有限公司西峰仑煤矿的开采排放废水，亚硒酸盐含量约为350 μg/L）按0.5-2:100的比例混合，通气，100 r/min振荡处理12 h后静止沉淀12 h，废水中亚硒酸盐含量降低至81 μg/L，到达国家排放标准100 μg/L。取处理12 h后的含硒废水，采用荧光显微镜计数法检测其中Stenotrophomonas sp. EGS12的数量为1.7×10⁵/mL，说明该菌剂在煤矿开采废水中能稳定存活，并充分发挥除硒作用。

Claims

1.一种含硒废水除硒菌剂，其特征在于，所述除硒菌剂中的菌种为Stenotrophomonassp.EGS12，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏时间为2016年7月19日，保藏号为CCTCCNO: M 2016403，地址：中国湖北武汉武汉大学；所述除硒菌剂以LB培养液为基础，其中细菌细胞的数量为1.0×10⁸-1.0×10⁹/mL；所述除硒菌剂中含有如下分量的稳定剂和还原促进剂：甘油5％-10％，蔗糖1％-5％，丁二酸钠2％-6％，硝酸钠2％-10％，亚硝酸钠1％-8％，谷胱甘肽0.5％-5％。