CN107129942B - 一种培养复合菌群生长和产酸的方法及得到的复合菌群 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种培养复合菌群快速生长和产酸的方法以及得到的复合菌群，原始出发菌株主要由隐性嗜酸杆菌(Acidiphiliumcryptum)、皱褶假丝酵母(Candida rugosa)、固氮醋酸杆菌(Acetobacter diazotrophicus)、粘红酵母菌(Rhodotorula glutinis)和铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)组成，在培养基中添加磁黄铁矿粉，菌种接种量为5.0×106个/升‑8.0×106个/升，进行曝气培养。本方法可以快速的大量培养一种高效产酸混合菌群，并且使得溶液中的pH降低至2.0左右。而且将其应用于重金属污染土壤的快速溶淋处理，前景广阔。

Description

一种培养复合菌群生长和产酸的方法及得到的复合菌群
技术领域
本发明属于微生物环境治理技术领域，具体涉及一种能快速生长和产酸的复合菌群及其培养方法，该方法培养得到的复合菌群用于重金属污染土壤的快速溶淋处理，效果显著。
背景技术
重金属在土壤环境中难以降解，易在动植物体内积累，通过食物链逐步富集，浓度有时能达到百万倍的增加，最后进入人体对人类健康造成危害，是危害人类最大的污染物之一。土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性、不可逆性等特点，治理的难度极大。
目前国内外土壤重金属污染治理广泛采用的方法包括土壤重金属固化、玻璃化、淋滤法、洗土法、电化学法等。这些传统方法普遍存在价格昂贵、操作复杂等特点，因此大规模的应用具有一定局限。目前在我国农田土壤的镉污染形势极为严峻，主要发生在镉铅锌矿分布相对丰富的云南、广东、湖南、贵州等地。众所周知的“镉米”事件就是在受镉污染的土壤中种植水稻所引起的。含镉土壤种植的农作物中镉含量也远远超出《食品中污染物限量》（GB 2762-2005）中的限值。因此，我国对于农田土壤镉污染的控制和治理刻不容缓。鉴于微生物本身极强的适应性及较低廉的使用成本，微生物治理重金属污染日渐成为该领域新的研究热点。微生物修复土壤污染的机理包括吸附富集、氧化还原、成矿沉淀、淋滤、协同效应等。
微生物修复治理后的土壤的稳定性是这类研究考察的另一个重点。酸雨条件下重金属迁移及行为易受到显著影响。土壤受酸雨淋洗时，土壤中重金属的赋存形态受pH影响，当被酸化土壤的pH 接近4时，大部分重金属以离子形态存在，可能将土壤中固化的重金属重新转化为液相游离态。
本发明就是快速培养微生物产酸，添加了磁黄铁矿粉使得微生物生长更加快速，黄铁矿粉中得S2-更加容易被利用，从而产酸；继而对土壤进行溶淋，消除镉污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种能快速生长和产酸的复合菌群的培养方法，解决重金属污染土壤的快速溶淋处理所需微生物难培养的问题，为快速培养产酸混合菌群应用于重金属污染土壤的快速溶淋处理提供了技术指导。
一种培养复合菌群快速生长和产酸的方法，将隐性嗜酸杆菌（Acidiphilium cryptum）、皱褶假丝酵母（Candida rugosa）、固氮醋酸杆菌（Acetobacter diazotrophicus）、粘红酵母菌（Rhodotorula glutinis）和铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）复配后混合培养。
作为进一步的改进，隐性嗜酸杆菌（Acidiphilium cryptum）、皱褶假丝酵母（Candida rugosa）、固氮醋酸杆菌（Acetobacter diazotrophicus）、粘红酵母菌（Rhodotorula glutinis）和铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）的数量复配比例为15-20%、15-20%、20-25%、25-30%、10-15%。
优选隐性嗜酸杆菌（Acidiphilium cryptum）、皱褶假丝酵母（Candida rugosa）、固氮醋酸杆菌（Acetobacter diazotrophicus）、粘红酵母菌（Rhodotorula glutinis）和铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）的比例为15%、20%、25%、30%、10%。
作为进一步的改进，在培养基中添加磁黄铁矿粉，菌种接种量为5.0×106个/升-8.0×106个/升，进行曝气培养。
作为进一步的改进，(NH4)2SO4 0.3g/L, MgSO4 0.05g/L, KCl 0.01g/L,K2HPO40.05g/L, Ca(NO3)2 0.001g/L，同时加入0.1 -0.2g/L磁黄铁矿粉以及0.5 -1.0g/L硫粉、1-2 g/L葡萄糖、0.4-0.6g/L酵母粉。
作为进一步的改进，磁黄铁矿粉、硫粉颗粒粒径均要求在200目以上。
作为进一步的改进，培养体系进行底部曝气以及搅拌恒温培养。
作为进一步的改进，曝气量为0.15-0.25m3/min,搅拌转速为350-450rpm，培养温度25-30℃。
作为进一步的改进，培养起始条件为pH2.5-3.5。
作为进一步的改进，每8h测定pH,以及菌浓。
上述方法取样导致的浸出液的损失用混合培养基补充，蒸发损失用培养基补充。
本发明的另一个目的是提供上述方法培养得到的高效产酸混合菌群。
本发明所采用的技术方案在强酸性的有机微生物培养基溶液中添加黄铁矿和升华硫粉，使得自养微生物与异养微生物均可以生长，同时可以产酸，对比于未加黄铁矿和升华硫粉的培养基中微生物菌群下降至同等pH值所需的时间节约50%（实施例中对比试验），抑制其他不耐酸的杂菌生长，有效的避免了污染的同时可以让微生物快速生长，生长到同等菌浓的所需生长时间缩短50%-60%（实施例中对比试验）。本发明的针对性强，解决了微生物在大体系中生长速度慢的问题。
具体实施方式
本发明有下列实施例进一步说明，但不受这些实施例的限制。
实施例1
将隐性嗜酸杆菌ATCC33463（Acidiphilium cryptum）、皱褶假丝酵母CCTCC AY93026（Candida rugosa）、固氮醋酸杆菌CGMCC No.5455（Acetobacter diazotrophicus）、粘红酵母菌ATCC96365（Rhodotorula glutinis）和铜绿假单胞菌CCTCC AB 2013184（Pseudomonas aeruginosa）分别以15%、20%、25%、30%、10%的比例组成的人工共培养体系：(NH4)2SO4 0.3g/L, MgSO4 0.05g/L, KCl 0.01g/L,K2HPO4 0.05g/L, Ca(NO3)2 0.001g/L，同时加入0.1 g/L磁黄铁矿颗粒以及0.5 g/L硫粉、1 g/L葡萄糖、0.5g/L酵母粉，将磁黄铁矿以及升华硫粉碎至200目以上的颗粒，接种后微生物浓度为5.0×106个/毫升，pH值为3.24，培养温度为30℃左右，搅拌与底部曝气同时进行，曝气量为0.20m3/min,搅拌转速为400rpm，培养48小时后，pH下降为2.18，菌浓由5.0×106上升为4.0×109个/毫升。
按平均每平方米土地7～10L的菌液量，用5个点（采用5点取样法）将菌液喷洒至镉污染土壤的表面；使用土地翻耕设备对土壤和菌液进行充分搅拌混匀1.5个小时，用同样的方法继续喷洒菌液至平均每平方米土地18L的菌液量,继续混匀2小时即可。镉的去除率达到65.3%。
实施例2
将隐性嗜酸杆菌ATCC33463（Acidiphilium cryptum）、皱褶假丝酵母CCTCC AY93026（Candida rugosa）、固氮醋酸杆菌CGMCC No.5455（Acetobacter diazotrophicus）、粘红酵母菌ATCC96365（Rhodotorula glutinis）和铜绿假单胞菌CCTCC AB 2013184（Pseudomonas aeruginosa）分别以15%、20%、25%、30%、10%的比例组成的人工共培养体系：(NH4)2SO4 0.3g/L, MgSO4 0.05g/L, KCl 0.01g/L,K2HPO4 0.05g/L, Ca(NO3)2 0.001g/L，同时加入0.1 g/L磁黄铁矿颗粒以及0.5 g/L硫粉、1 g/L葡萄糖、0.5g/L酵母粉，将磁黄铁矿以及升华硫粉碎至200目以上的颗粒，接种后微生物浓度为8.0×106个/毫升，pH值为3.02，培养温度为26℃，搅拌与底部曝气同时进行，曝气量为0.20m3/min ,搅拌转速为400rpm，培养56小时，pH下降为2.04，菌浓由8.0×106上升为4.4×109个/毫升。
按平均每平方米土地7～10L的菌液量，用5个点（采用5点取样法）将菌液喷洒至镉污染土壤的表面；使用土地翻耕设备对土壤和菌液进行充分搅拌混匀1.5个小时，用同样的方法继续喷洒菌液至平均每平方米土地18L的菌液量,继续混匀2小时即可。镉的去除率达到68.8%。
对比例1
将隐性嗜酸杆菌ATCC33463（Acidiphilium cryptum）、皱褶假丝酵母CCTCC AY93026（Candida rugosa）、固氮醋酸杆菌CGMCC No.5455（Acetobacter diazotrophicus）、粘红酵母菌ATCC96365（Rhodotorula glutinis）和铜绿假单胞菌CCTCC AB 2013184（Pseudomonas aeruginosa）分别以15%、20%、25%、30%、10%的比例组成的人工共培养体系：(NH4)2SO4 0.3g/L, MgSO4 0.05g/L, KCl 0.01g/L,K2HPO4 0.05g/L, Ca(NO3)2 0.001g/L，接种后微生物浓度为5.0×106个/毫升，pH值为2.81，培养温度为25℃，搅拌与底部曝气同时进行，曝气量为0.20m3/min,搅拌转速为400rpm，培养128小时，pH下降为2.15，菌浓由5.0×106上升为1.0×109个/毫升。
按平均每平方米土地7～10L的菌液量，用5个点（采用5点取样法）将菌液喷洒至镉污染土壤的表面；使用土地翻耕设备对土壤和菌液进行充分搅拌混匀1.5个小时，用同样的方法继续喷洒菌液至平均每平方米土地18L的菌液量,继续混匀2小时即可。镉的去除率达到55.4%。
对比例2
将隐性嗜酸杆菌ATCC33463（Acidiphilium cryptum）、皱褶假丝酵母CCTCC AY93026（Candida rugosa）、固氮醋酸杆菌CGMCC No.5455（Acetobacter diazotrophicus）、粘红酵母菌ATCC96365（Rhodotorula glutinis）和铜绿假单胞菌CCTCC AB 2013184（Pseudomonas aeruginosa）分别以15%、20%、25%、30%、10%的比例组成的人工共培养体系：(NH4)2SO4 0.3g/L, MgSO4 0.05g/L, KCl 0.01g/L,K2HPO4 0.05g/L, Ca(NO3)2 0.001g/L，接种后微生物浓度为8.0×106个/毫升，pH值为2.81，培养温度为25℃，搅拌与底部曝气同时进行，曝气量为0.20m3/min,搅拌转速为400rpm，培养128小时，pH下降为2.02，菌浓由8.0×106上升为1.5×109个/毫升。
按平均每平方米土地7～10L的菌液量，用5个点（采用5点取样法）将菌液喷洒至镉污染土壤的表面；使用土地翻耕设备对土壤和菌液进行充分搅拌混匀1.5个小时，用同样的方法继续喷洒菌液至平均每平方米土地18L的菌液量,继续混匀2小时即可。镉的去除率达到56.1%。

Claims (9)

1.一种培养复合菌群生长和产酸的方法 ，其特征在于，将隐性嗜酸杆菌(Acidiphilium cryptum) 、皱褶假丝酵母(Candida rugosa) 、固氮醋酸杆菌(Acetobacter diazotrophicus)、粘红酵母菌(Rhodotorula glutinis)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)复配后混合培养；隐性嗜酸杆菌(Acidiphilium cryptum)、皱褶假丝酵母(Candida rugosa)、固氮醋酸杆菌(Acetobacter diazotrophicus)、粘红酵母菌(Rhodotorula glutinis)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)的数量复配比例为 15-20％、15-20％、20-25％、25-30％、10-15％；培养基配方中加入0.1-0.2g/L磁黄铁矿粉以及0.5-1.0g/L硫粉。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在培养基中添加磁黄铁矿粉，菌种接种量为5.0×106个/升-8.0×106个/升，进行曝气培养。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，培养基配方为(NH4)2SO40.3g/L、MgSO40.05g/L、KCl0.01g/L、K2HPO4 0.05g/L、Ca(NO3)20.001g/L、1-2g/L葡萄糖、0.4- 0.6g/L酵母粉。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，磁黄铁矿粉、硫粉颗粒粒径均要求在200目以上。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，培养体系进行底部曝气以及搅拌恒温培养。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，曝气量为0.15-0.25m3/min ,搅拌转速为350-450rpm，培养温度25-30℃。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，培养起始条件为pH2.5-3.5。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，每8h 测定pH,以及菌浓。
9.一种产酸混合菌群，是由权利要求1-8任一项所述的方法培养后得到的。
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