CN107364978A - 利用纳米铁与白腐菌吸附移除洗脱液有机氯农药的方法 - Google Patents

利用纳米铁与白腐菌吸附移除洗脱液有机氯农药的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用纳米铁与白腐菌吸附移除洗脱液有机氯农药的方法，包括如下步骤：以还原性铁粉和γ型三氧化二铁纳米颗粒为吸附和催化剂，与白腐菌形成复合吸附剂；复合吸附剂对增效洗脱液中表面活性剂进行生物降解，使难溶于水的有机氯农药成分析出，吸附在菌丝与纳米颗粒复合吸附剂上，通过氧化反应使菌球形成包埋层，再通过磁力吸附将复合吸附剂从增效洗脱液中移除。本发明的优点在于：(1)复合吸附剂采用活菌，对有机氯农药进行降解的效率高；(2)在10天内对1000ppm浓度有机氯农药污染土壤洗脱液可实现安全、高效、快速地有效去除，移除效率超过94％；(3)复合吸附剂的制备简单、成本低，具有良好的应用前景。

Description

利用纳米铁与白腐菌吸附移除洗脱液有机氯农药的方法
技术领域
本发明涉及有机氯农药废水处理领域，尤其涉及一种利用纳米铁与白腐菌吸附移除洗脱液有机氯农药的方法。
背景技术
随着城市化进程的快速推进，许多有机氯农药生产化工厂搬迁出城区，有机氯农药(例如DDT、硫丹等)均属于持久性有机污染物(《关于持久性有机污染物(POPs)的斯德哥尔摩公约》)，使得这些重度有机氯污染场地长期无法得以再利用。目前，采用的处理方法有高温焚烧、原位化学处理、生物修复方法和土壤异位淋洗和增效洗脱技术等。其中，植物和微生物修复方法无二次污染，但是对于持续有机氯农药重度污染场地，有机氯农药难溶于水，不易为微生物利用，且受环境影响因素较多，生物修复方法周期长，无法实现快速移除污染物的效果；高温焚烧方法和化学方法处理效果快，但是价格昂贵，且化学处理方法亦可能带来二次污染。土壤有机氯农药洗脱修复技术具有快速、高效的特点，由于采用异位处理，不产生二次污染，因此在高浓度难挥发性有机污染场地修复中具有明显的技术优势。
目前，得到实际应用的是增效洗脱方法，基本原理是：通过吐温80、吐温20、以及曲拉通X100等表面活性剂增强有机氯农药溶解，然后浸泡和淋洗处理将有机氯农药从土壤中转移到增效洗脱液中，再使用洗脱液处理技术包括沉淀絮凝法、分离浓缩法、溶剂萃取法等方法最终把有机氯农药提取出来，并对其进行回收和销毁。其中，洗脱液处理是土壤有机氯农药增效洗脱修复的重要环节。有机氯农药如DDT和硫丹溶解度低，因而洗脱废液中增效溶解的主要成分为表面活性剂。这些试剂在洗脱过程中是有机氯农药溶解洗脱必不可少的助溶剂，但在洗脱废液处理过程中就成为有机氯农药难于分离提取的不利因素。通常采用液液萃取是利用有机溶剂如正己烷、辛烷等将洗脱废液中的有机氯农药萃取出来，但使用大量的有机溶剂成本高，亦不能达到浓缩的作用，还需要蒸馏浓缩过程。因此增效洗脱废液难于处理，成本高制约土壤有机氯农药增效洗脱技术的推广。
黄孢原毛平革菌是一种白腐真菌。菌丝在液体中相互缠绕形成多孔微球结构，是一种天然吸附剂，应用于重金属等有害物质废水处理。但是由于增效洗脱液中表面活性剂的存在，导致菌丝对有机氯农药的吸附效率不高，并且黄孢原毛平革菌在高浓度表面活性剂的溶液中生长缓慢，这制约其作为有机氯农药吸附剂的应用。
因此，环保、高效、易于分离且成本低的吸附剂开发是有机氯农药增效洗脱废液处理的亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种环保、高效、易于分离、成本低，且通过铁基纳米材料协同黄孢原毛平革菌的吸附和降解作用移除洗脱液中有机氯农药的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种利用纳米铁与白腐菌吸附移除洗脱液有机氯农药的方法，包括如下步骤：
(1)制备复合吸附剂
将白腐菌菌液涂布在马铃薯固体培养基平板上，待菌种长满平板，将菌丝刮至马铃薯液体培养基，振荡培养形成微球，培养条件为28-32℃，140-160r/min；接着，加入2-6g/L铁基纳米材料和0.4-0.6g/L环糊精，同条件继续振荡培养，形成复合吸附剂，培养过程中加入浓度0.2-0.5％吐温20和0.2-0.8％愈创木酚作为降解酶诱导剂；其中，铁基纳米材料由还原性铁粉和γ型三氧化二铁纳米颗粒混合而成；
(2)降解洗脱液中表面活性剂
先调节待处理增效洗脱液的pH值至5-7.5，再按照(9-11)：1体积比加入复合吸附剂，加入10％-15％浓缩马铃薯基本培养基和葡萄糖0.4-0.6g，于25-32℃、120-200r/min环境下搅拌培养3-5天；
(3)吸附过程
检测表面活性剂含量下降至1‰以下时，加入5-10g/L葡萄糖和0.5-3g/L四氧化三铁纳米颗粒，再于20-25℃，50-100r/min环境下继续培养2-3天；
(4)移除过程
加入1-5mL过氧化氢，振荡培养1-2天，纳米铁和过氧化氢的氧化反应使得菌球外层形成包埋层，再通过磁力吸附将菌球从洗脱废液中移除，完成对增效洗脱废液的处理；
(5)处理残留的有机氯农药
对于溶液中微量残留的有机氯农药，重新加入100mL复合吸附剂，并每天加入0.5-1mL过氧化氢，于28-33℃、120-200r/min环境下培养2-5天。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(1)中铁基纳米材料由还原性铁粉和γ型三氧化二铁纳米颗粒按质量比4:1混合而成。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(1)中还原性铁粉为400目筛过滤后的还原性铁粉，γ型三氧化二铁纳米颗粒为粒径50-200nm的γ型三氧化二铁纳米颗粒。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(1)中马铃薯固体培养基的配方为：马铃薯浸出液1L，葡萄糖20g，琼脂30g；马铃薯液体培养基的配方为：马铃薯浸出液1L，葡萄糖10g，吐温20 2g；其中，所述马铃薯浸出液以200g去皮马铃薯为原料，采用沸水处理马铃薯25-35min，过滤去杂质后获得。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(1)中振荡培养形成的微球的直径小于1mm，菌球与还原铁粉缠绕形成的复合吸附剂的直径1-2mm。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(2)中浓缩马铃薯基本培养基的配方为：马铃薯浸出液0.25L；其中，所述马铃薯浸出液以200g去皮马铃薯和20g全马铃薯粉为原料，采用沸水处理去皮马铃薯和全马铃薯粉25-35min，过滤去杂质后获得。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(3)中采用常规紫外吸收分光光谱法检测洗脱液中表面活性剂的含量。
作为本发明的优选方式之一，所述步骤(3)中四氧化三铁纳米颗粒为粒径小于200nm的四氧化三铁纳米颗粒。
作为本发明的优选方式之一，所述白腐菌具体为黄孢原毛平革菌，复合吸附剂为黄孢原毛平革菌菌球与还原性铁粉缠绕形成的复合吸附剂。
作为本发明的优选方式之一，所述黄孢原毛平革菌来源于中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号CICC 40299菌株，菌种解冻使用前需培养活化。
作为本发明的优选方式之一，所述表面活性剂具体为吐温80、吐温20、曲拉通X100中的一种或多种。
本发明相比现有技术的优点在于：(1)本发明通过降解酶诱导剂增强白腐菌在高浓度表面活性剂的增效洗脱液中的存活和生长，通过营养成分调节，在纳米铁催化作用下，快速降解吐温80、吐温20和曲拉通X100等表面活性剂，在合适的温度等环境下形成对有机氯农药的吸附；在纳米铁催化的菌种对过氧化氢产生类Fenton，氧化废液中残留的微量有机氯农药，复合吸附剂通过磁力吸附方便地从洗脱废液中分离出来，从而实现微生物吸附剂快速移除洗脱废液中有机氯农药的目的；(2)本发明的复合吸附剂采用活菌，其对增效洗脱液中有机氯农药进行降解的效率更高；(3)本发明在10天内对于1000ppm高浓度有机氯农药污染土壤洗脱液，可实现安全、高效、快速地有效去除，且移除效率超过94％；(4)本发明的复合吸附剂的制备工艺简单、成本低，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是实施例3中的复合吸附剂降解效果图；
图2是实施例3中的洗脱液中复合吸附剂显微照片；
图3是实施例3中的复合吸附剂对洗脱液中的DDT的吸附效率曲线图；
图4是实施例4中的复合吸附剂对洗脱液中的α硫丹的吸附效率曲线图；
图5是实施例5中的不同培养时间下的复合吸附剂对表面活性剂降解情况曲线图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例的一种利用纳米铁与白腐菌吸附移除洗脱液有机氯农药的方法，包括如下步骤：
(1)制备复合吸附剂
黄孢原毛平革菌来源于中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号CICC 40299菌株，菌种解冻后将其培养活化，用于后续实验。
将黄孢原毛平革菌菌液涂布在马铃薯固体培养基平板上，待菌种长满平板，将菌丝刮至马铃薯液体培养基，振荡培养形成微球(小于1mm)，培养条件为28℃，140r/min；接着，加入2g/L铁基纳米材料(由还原性铁粉和γ型三氧化二铁纳米颗粒混合)和0.4g/L环糊精，同条件继续振荡培养，黄孢原毛平革菌菌球与还原性铁粉缠绕形成复合吸附剂(1mm)，培养过程中加入浓度0.2％吐温20和0.2％愈创木酚作为降解酶诱导剂；其中，铁基纳米材料具体由还原性铁粉(400目筛过滤)和γ型三氧化二铁纳米颗粒(50nm)按质量比4:1混合而成；
(2)降解洗脱液中表面活性剂
先调节待处理增效洗脱液的pH值至5，再按照9：1体积比加入复合吸附剂，加入10％浓缩马铃薯基本培养基和葡萄糖0.4g，于25℃、120r/min环境下搅拌培养3天；
(3)吸附过程
采用常规紫外吸收分光光谱法检测洗脱液中吐温20含量下降至1‰以下时，加入5g/L葡萄糖和0.5g/L四氧化三铁纳米颗粒(小于200nm)，再于20℃，50r/min环境下继续培养2天；
(4)移除过程
加入1mL过氧化氢，振荡培养1天，纳米铁和过氧化氢的氧化反应使得菌球外层形成包埋层，再通过磁力吸附将菌球从洗脱废液中移除，完成对增效洗脱废液的处理；
(5)处理残留的有机氯农药
对于溶液中微量残留的有机氯农药，重新加入100mL复合吸附剂，并每天加入0.5mL过氧化氢，于28℃、120r/min环境下培养2天。
此外，上述过程中采用的马铃薯固体培养基的配方为：马铃薯浸出液1L(以200g去皮马铃薯为原料，采用沸水处理马铃薯25min，过滤去杂质后获得)，葡萄糖20g，琼脂30g；马铃薯液体培养基的配方为：马铃薯浸出液1L(以200g去皮马铃薯为原料，采用沸水处理马铃薯25min，过滤去杂质后获得)，葡萄糖10g，吐温20 2g；浓缩马铃薯基本培养基的配方为：马铃薯浸出液0.25L(以200g去皮马铃薯和20g全马铃薯粉为原料，采用沸水处理去皮马铃薯和全马铃薯粉25min，过滤去杂质后获得)。
实施例2
本实施例的一种利用纳米铁与白腐菌吸附移除洗脱液有机氯农药的方法，包括如下步骤：
(1)制备复合吸附剂
黄孢原毛平革菌来源于中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号CICC 40299菌株，菌种解冻后将其培养活化，用于后续实验。
将黄孢原毛平革菌菌液涂布在马铃薯固体培养基平板上，待菌种长满平板，将菌丝刮至马铃薯液体培养基，振荡培养形成微球(小于1mm)，培养条件为32℃，160r/min；接着，加入6g/L铁基纳米材料(由还原性铁粉和γ型三氧化二铁纳米颗粒混合)和0.6g/L环糊精，同条件继续振荡培养，黄孢原毛平革菌菌球与还原性铁粉缠绕形成复合吸附剂(2mm)，培养过程中加入浓度0.5％吐温20和0.8％愈创木酚作为降解酶诱导剂；其中，铁基纳米材料具体由还原性铁粉(400目筛过滤)和γ型三氧化二铁纳米颗粒(200nm)按质量比4:1混合而成；
(2)降解洗脱液中表面活性剂
先调节待处理增效洗脱液的pH值至7.5，再按照11：1体积比加入复合吸附剂，加入15％浓缩马铃薯基本培养基和葡萄糖0.6g，于32℃、200r/min环境下搅拌培养5天；
(3)吸附过程
采用常规高压液相法检测洗脱液中曲拉通X100含量下降至1‰以下时，加入10g/L葡萄糖和3g/L四氧化三铁纳米颗粒(小于200nm)，再于25℃，100r/min环境下继续培养3天；
(4)移除过程
加入5mL过氧化氢，振荡培养2天，纳米铁和过氧化氢的氧化反应使得菌球外层形成包埋层，再通过磁力吸附将菌球从洗脱废液中移除，完成对增效洗脱废液的处理；
(5)处理残留的有机氯农药
对于溶液中微量残留的有机氯农药，重新加入100mL复合吸附剂，并每天加入1mL过氧化氢，于33℃、200r/min环境下培养5天。
此外，上述过程中采用的马铃薯固体培养基的配方为：马铃薯浸出液1L(以200g去皮马铃薯为原料，采用沸水处理马铃薯35min，过滤去杂质后获得)，葡萄糖20g，琼脂30g；马铃薯液体培养基的配方为：马铃薯浸出液1L(以200g去皮马铃薯为原料，采用沸水处理马铃薯35min，过滤去杂质后获得)，葡萄糖10g，吐温20 2g；浓缩马铃薯基本培养基的配方为：马铃薯浸出液0.25L(以200g去皮马铃薯和20g全马铃薯粉为原料，采用沸水处理去皮马铃薯和全马铃薯粉35min，过滤去杂质后获得)。
实施例3
本实施例的一种利用纳米铁与白腐菌吸附移除洗脱液有机氯农药DDT的方法，包括如下步骤：
(1)制备复合吸附剂
黄孢原毛平革菌来源于中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号CICC 40299菌株，菌种解冻后将其培养活化，用于后续实验。
将黄孢原毛平革菌菌液200uL在超净工作台中滴在6cm马铃薯固体培养基平板上，用涂布棒涂匀，于32℃下恒温培养3天，菌丝长满平板；用无菌刮刀刮下菌丝，置于15mL无菌磷酸盐缓冲液中，涡旋振荡10min至菌丝被打散；将菌液转置于100mL马铃薯液体培养基中，振荡培养48h形成微球(小于1mm)，培养条件30℃，150r/min；接着，加入4g铁基纳米材料(由还原性铁粉和γ型三氧化二铁纳米颗粒混合)和0.05g环糊精，同条件继续振荡培养3天，黄孢原毛平革菌菌球与还原性铁粉缠绕形成复合吸附剂(1mm)，培养过程中加入浓度0.4g吐温20和0.5mL愈创木酚作为降解酶诱导剂；其中，铁基纳米材料具体由还原性铁粉(400目筛过滤)和γ型三氧化二铁纳米颗粒(100nm)按质量比4:1混合而成；
(2)降解洗脱液中表面活性剂
用稀盐酸或1M氢氧化钠溶液调节待处理增效洗脱液的pH值至6.5，再将100mL复合吸附剂加入到1L增效洗脱液中，同时，加入10％-15％浓缩马铃薯基本培养基120mL和葡萄糖0.5g，于30℃、150r/min环境下搅拌培养3天；
(3)吸附过程
采用常规紫外吸收分光光谱法检测洗脱液中吐温20含量，当吐温20含量下降至1‰以下时，加入8g葡萄糖和3g四氧化三铁纳米颗粒(100nm)，再于25℃，80r/min环境下继续培养2天；
图1为复合吸附剂的降解效果图，图1a为复合吸附剂加入洗脱液0天，图1b为复合吸附剂加入洗脱液10天；由图1可知，加入本实施例制备得到的复合吸附剂后，初始洗脱液由浑浊变为澄清，复合吸附剂形成菌丝包埋小球；
图2为洗脱液中复合吸附剂的显微照片，图2a为天然菌丝显微照片，图2b为复合吸附剂吸附后显微照片；由图2可知，洗脱液中天然菌丝发散，吸附颗粒较少，而由图2b可以观察到大量微小颗粒吸附于菌丝上；
(4)移除过程
静置洗脱液1h，用高效液相法检测上清在230nm紫外吸收光谱，定量溶液中DDT含量，待到小于20mg/L，加入2mL过氧化氢(浓度30％)，振荡培养1天，培养条件20℃，80r/min，纳米铁和过氧化氢的氧化反应使得菌球外层形成包埋层，再使用磁性吸附过滤网将菌球收集移除，完成废水处理过程。
此外，上述过程中采用的马铃薯固体培养基的配方为：马铃薯浸出液1L(以200g去皮马铃薯为原料，采用沸水处理马铃薯30min，过滤去杂质后获得)，葡萄糖20g，琼脂30g；马铃薯液体培养基的配方为：马铃薯浸出液1L(以200g去皮马铃薯为原料，采用沸水处理马铃薯30min，过滤去杂质后获得)，葡萄糖10g，吐温20 2g；浓缩马铃薯基本培养基的配方为：马铃薯浸出液0.25L(以200g去皮马铃薯和20g全马铃薯粉为原料，采用沸水处理去皮马铃薯和全马铃薯粉30min，过滤去杂质后获得)。
图3为复合吸附剂对洗脱液中的DDT的吸附效率曲线图(以黄孢原毛平革菌直接处理为对照)，初始浓度为1000ppm，经过本实施例方法处理72小时后，溶液中最终浓度分别48ppm，吸附效率超过94％。
实施例4
本实施例的一种利用纳米铁与白腐菌吸附移除洗脱液有机氯农药α硫丹的方法，包括如下步骤：
(1)制备复合吸附剂
黄孢原毛平革菌来源于中国工业微生物菌种保藏管理中心，保藏号CICC40299菌株，菌种解冻后将其培养活化，用于后续实验。
将黄孢原毛平革菌菌液200uL在超净工作台中滴在6cm马铃薯固体培养基平板上，用涂布棒涂匀，于32℃下恒温培养3天，菌丝长满平板；用无菌刮刀刮下菌丝，置于15mL无菌磷酸盐缓冲液中，涡旋振荡10min至菌丝被打散；将菌液转置于100mL马铃薯液体培养基中，振荡培养48h形成微球(小于1mm)，培养条件30℃，150r/min；接着，加入4g铁基纳米材料(由还原性铁粉和γ型三氧化二铁纳米颗粒混合)和0.05g环糊精，同条件继续振荡培养3天，黄孢原毛平革菌菌球与还原性铁粉缠绕形成复合吸附剂(1mm)，培养过程中加入浓度0.4g吐温20和0.5mL愈创木酚作为降解酶诱导剂；其中，铁基纳米材料具体由还原性铁粉(400目筛过滤)和γ型三氧化二铁纳米颗粒(100nm)按质量比4:1混合而成；
(2)降解洗脱液中表面活性剂
用稀盐酸或1M/L氢氧化钠溶液调节待处理增效洗脱液的pH值至7.0，再将100mL复合吸附剂加入到1L增效洗脱液中，同时添加10％-15％浓缩马铃薯基本培养基120mL和葡萄糖1g，1mL愈创木粉，30℃、150rpm振荡培养5天；
(3)吸附过程
采用常规紫外吸收分光光谱法检测洗脱液中吐温80含量，吐温80含量下降至1‰以下时，加入10g葡萄糖和2g四氧化三铁纳米颗粒(50nm)，再于25℃，80r/min环境下继续培养3天；
(4)移除过程
静置洗脱液1h，用高效液相法检测上清在214nm紫外吸收光谱，定量溶液中α硫丹含量，待到小于80mg/L，加入1mL过氧化氢(浓度30％)，振荡培养2天，培养条件20℃，80r/min，纳米铁和过氧化氢的氧化反应使得菌球外层形成包埋层，再使用磁性吸附过滤网将菌球收集移除；
(5)处理残留的有机氯农药
对于溶液中微量残留的有机氯农药，重新加入100mL复合吸附剂，并每天加入0.8mL过氧化氢，于30℃、150r/min环境下培养3天。
此外，上述过程中采用的马铃薯固体培养基的配方为：马铃薯浸出液1L(以200g去皮马铃薯为原料，采用沸水处理马铃薯30min，过滤去杂质后获得)，葡萄糖20g，琼脂30g；马铃薯液体培养基的配方为：马铃薯浸出液1L(以200g去皮马铃薯为原料，采用沸水处理马铃薯30min，过滤去杂质后获得)，葡萄糖10g，吐温20 2g；浓缩马铃薯基本培养基的配方为：马铃薯浸出液0.25L(以200g去皮马铃薯和20g全马铃薯粉为原料，采用沸水处理去皮马铃薯和全马铃薯粉30min，过滤去杂质后获得)。
图4为复合吸附剂对洗脱液中的α硫丹的吸附效率曲线图(以黄孢原毛平革菌直接处理为对照)，初始浓度为1000ppm，经过本实施例方法处理72小时后，溶液中最终浓度分别60ppm，吸附效率超过94％。
实施例5
本实施例的复合吸附剂降解表面活性剂过程中降解时间和葡萄糖添加量对降解效率的影响。
(1)调节待处理增效洗脱液的pH值至6，再按照10：1体积比加入复合吸附剂，加入10％-15％浓缩马铃薯基本培养基和葡萄糖0.5g，于32℃、200r/min环境下搅拌培养，并绘制不同培养时间下的复合吸附剂对表面活性剂(吐温20)降解情况曲线图(如图5所示)；由图5可以看出：在愈创木酚和吐温20作为降解酶诱导剂的诱导作用下，复合吸附剂前48小时对表面活性剂(吐温20)的降解效率很高，60小时以后表面活性剂(吐温20)的降解率超过92％，72小时后降解效率基本达到98％，因此确定最佳的降解时间范围为3-5天。
(2)调节待处理增效洗脱液的pH值至6，再按照10：1体积比加入复合吸附剂，加入10％-15％浓缩马铃薯基本培养基和不同量的葡萄糖(0.2g/L、0.4g/L、0.6g/L、0.8g/L和1.0g/L)，于32℃、200r/min环境下搅拌培养4天，观察不同葡萄糖添加量下的复合吸附剂对表面活性剂(吐温20、吐温80)的降解情况，结果如表1所示；由表1可以得出：葡萄糖浓度小于0.2g/L，菌种营养不足可能导致降解表面活性剂的效率较低，在0.4-0.6g/L范围内降解效率较高，随着葡萄糖浓度增加，因为菌剂降解为非特异性降解，所以高浓度葡萄糖抑制菌剂对表面活性剂的降解；因此葡萄糖的最优添加量为0.4-0.6g/L。
表1不同葡萄糖添加量对吐温20降解效率影响
实施例6
本实施例的复合吸附剂制备过程中铁基纳米材料添加量与后续移除效率的影响。
(1)将黄孢原毛平革菌菌液涂布在马铃薯固体培养基平板上，待菌种长满平板，将菌丝刮至马铃薯液体培养基，振荡培养形成微球(小于1mm)，培养条件为30℃，150r/min；接着，分别加入不同添加量的铁基纳米材料(1g/L、2g/L、4g/L、6g/L、8g/L、10g/L)和0.5g/L环糊精，同条件继续振荡培养，黄孢原毛平革菌菌球与还原性铁粉缠绕形成含不同铁基纳米材料添加量的复合吸附剂(2mm)，培养过程中加入浓度0.3％吐温20和0.5％愈创木酚作为降解酶诱导剂；其中，铁基纳米材料由还原性铁粉(400目筛过滤)和γ型三氧化二铁纳米颗粒(100nm)按质量比4:1混合而成；
(2)先调节待处理增效洗脱液的pH值至6，再按照10：1体积比加入复合吸附剂，加入10％-15％浓缩马铃薯基本培养基和葡萄糖0.5g，于32℃、200r/min环境下搅拌培养4天；
(3)将采用不同铁基纳米材料添加量的复合吸附剂用于待处理增效洗脱液中的DDT、α硫丹的移除，其移除效率如表2所示；由表2可知：A.铁基纳米材料在小于2g/L的添加量时，催化作用和吸附作用不足，导致有机氯农药DDT移除效率比较低；随着添加量的增加，移除效率增强，但是超过6g/L，由于还原铁的强还原性抑制菌种生长，在吸附过程中菌种不能处于饱和生长状态，而复合吸附剂比重过大，导致吸附效率急剧下降；所以最优化的铁基纳米材料为2-6g/L；B.对于有机氯农药硫丹，1-4g/L的铁基纳米材料添加量移除效率较高，随着添加量增高，菌种生长受到抑制，移除效率降低。
表2不同铁基纳米材料添加量与移除效率关系
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种利用纳米铁与白腐菌吸附移除洗脱液有机氯农药的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备复合吸附剂
将白腐菌菌液涂布在马铃薯固体培养基平板上，待菌种长满平板，将菌丝刮至马铃薯液体培养基，振荡培养形成微球，培养条件为28-32℃，140-160r/min；接着，加入2-6g/L铁基纳米材料和0.4-0.6g/L环糊精，同条件继续振荡培养，形成复合吸附剂，培养过程中加入浓度0.2-0.5％吐温20和0.2-0.8％愈创木酚作为降解酶诱导剂；其中，铁基纳米材料由还原性铁粉和γ型三氧化二铁纳米颗粒混合而成；
(2)降解洗脱液中表面活性剂
先调节待处理增效洗脱液的pH值至5-7.5，再按照(9-11)：1体积比加入复合吸附剂，加入10％-15％浓缩马铃薯基本培养基和葡萄糖0.4-0.6g，于25-32℃、120-200r/min环境下搅拌培养3-5天；
(3)吸附过程
检测表面活性剂含量下降至1‰以下时，加入5-10g/L葡萄糖和0.5-3g/L四氧化三铁纳米颗粒，再于20-25℃，50-100r/min环境下继续培养2-3天；
(4)移除过程
加入1-5mL过氧化氢，振荡培养1-2天，纳米铁和过氧化氢的氧化反应使得菌球外层形成包埋层，再通过磁力吸附将菌球从洗脱废液中移除，完成对增效洗脱废液的处理；
(5)处理残留的有机氯农药
对于溶液中微量残留的有机氯农药，重新加入100mL复合吸附剂，并每天加入0.5-1mL过氧化氢，于28-33℃、120-200r/min环境下培养2-5天。
2.根据权利要求1所述的利用纳米铁与白腐菌吸附移除洗脱液有机氯农药的方法，其特征在于，所述步骤(1)中铁基纳米材料由还原性铁粉和γ型三氧化二铁纳米颗粒按质量比4:1混合而成。
3.根据权利要求1所述的利用纳米铁与白腐菌吸附移除洗脱液有机氯农药的方法，其特征在于，所述步骤(1)中还原性铁粉为400目筛过滤后的还原性铁粉，γ型三氧化二铁纳米颗粒为粒径50-200nm的γ型三氧化二铁纳米颗粒。
4.根据权利要求1所述的利用纳米铁与白腐菌吸附移除洗脱液有机氯农药的方法，其特征在于，所述步骤(1)中马铃薯固体培养基的配方为：马铃薯浸出液1L，葡萄糖20g，琼脂30g；马铃薯液体培养基的配方为：马铃薯浸出液1L，葡萄糖10g，吐温20 2g；其中，所述马铃薯浸出液以200g去皮马铃薯为原料，采用沸水处理马铃薯25-35min，过滤去杂质后获得。
5.根据权利要求1所述的利用纳米铁与白腐菌吸附移除洗脱液有机氯农药的方法，其特征在于，所述步骤(1)中振荡培养形成的微球的直径小于1mm，菌球与还原铁粉缠绕形成的复合吸附剂的直径1-2mm。
6.根据权利要求1所述的利用纳米铁与白腐菌吸附移除洗脱液有机氯农药的方法，其特征在于，所述步骤(2)中浓缩马铃薯基本培养基的配方为：马铃薯浸出液0.25L；其中，所述马铃薯浸出液以200g去皮马铃薯和20g全马铃薯粉为原料，采用沸水处理去皮马铃薯和全马铃薯粉25-35min，过滤去杂质后获得。
7.根据权利要求1所述的利用纳米铁与白腐菌吸附移除洗脱液有机氯农药的方法，其特征在于，所述步骤(3)中采用常规紫外吸收分光光谱法检测洗脱液中表面活性剂的含量。
8.根据权利要求1所述的利用纳米铁与白腐菌吸附移除洗脱液有机氯农药的方法，其特征在于，所述步骤(3)中四氧化三铁纳米颗粒为粒径小于200nm的四氧化三铁纳米颗粒。
9.根据权利要求1-8任一项所述的利用纳米铁与白腐菌吸附移除洗脱液有机氯农药的方法，其特征在于，所述白腐菌具体为黄孢原毛平革菌，复合吸附剂为黄孢原毛平革菌菌球与还原性铁粉缠绕形成的复合吸附剂。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108373199A (zh) * 2018-03-23 2018-08-07 桂林理工大学 一种提高农药杀草敏生物降解效率的方法
CN108410773A (zh) * 2018-04-12 2018-08-17 孙雪华 一种复合菌剂及其在修复有机氯农药污染水体中的应用
CN111204884A (zh) * 2020-02-27 2020-05-29 上海澄域环保工程有限公司 一种降解地下水中氯代脂肪烃的方法
CN112980456A (zh) * 2021-03-09 2021-06-18 生态环境部南京环境科学研究所 有机氯农药污染土壤修复用环境友好型洗脱剂及制备方法
CN112979043A (zh) * 2021-03-05 2021-06-18 生态环境部南京环境科学研究所 有机氯农药污染土壤修复用增效洗脱液的净化回收装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004351263A (ja) * 2003-05-27 2004-12-16 Sanrou Tachibana 顆粒状ダイオキシン類分解剤及び汚染土壌浄化方法
CN101591620A (zh) * 2009-06-30 2009-12-02 重庆大学 一种白腐菌扩大培养固体发酵的方法
CN102423697A (zh) * 2011-10-19 2012-04-25 湖南大学 一种固定化生物吸附剂及其制备方法和应用
CN103539252A (zh) * 2013-10-30 2014-01-29 湖南大学 生物联合光催化复合降解液态体系及其制备方法
CN106670228A (zh) * 2016-12-15 2017-05-17 南开大学 表面活性剂强化电气石类芬顿联合微生物对多溴联苯醚污染土壤修复方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004351263A (ja) * 2003-05-27 2004-12-16 Sanrou Tachibana 顆粒状ダイオキシン類分解剤及び汚染土壌浄化方法
CN101591620A (zh) * 2009-06-30 2009-12-02 重庆大学 一种白腐菌扩大培养固体发酵的方法
CN102423697A (zh) * 2011-10-19 2012-04-25 湖南大学 一种固定化生物吸附剂及其制备方法和应用
CN103539252A (zh) * 2013-10-30 2014-01-29 湖南大学 生物联合光催化复合降解液态体系及其制备方法
CN106670228A (zh) * 2016-12-15 2017-05-17 南开大学 表面活性剂强化电气石类芬顿联合微生物对多溴联苯醚污染土壤修复方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ADI SETYOPURNOMO ETAL.: ""Basic studies and applications on bioremediation of DDT: A review"", 《INTERNATIONAL BIODETERIORATION & BIODEGRADATION》 *
肖鹏飞等: ""非离子表面活性剂强化白腐菌及其粗酶液对有机氯农药的降解"", 《应用与环境生物学报》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108373199A (zh) * 2018-03-23 2018-08-07 桂林理工大学 一种提高农药杀草敏生物降解效率的方法
CN108410773A (zh) * 2018-04-12 2018-08-17 孙雪华 一种复合菌剂及其在修复有机氯农药污染水体中的应用
CN108410773B (zh) * 2018-04-12 2021-06-08 杭州富阳佳畅机械有限公司 一种复合菌剂及其在修复有机氯农药污染水体中的应用
CN111204884A (zh) * 2020-02-27 2020-05-29 上海澄域环保工程有限公司 一种降解地下水中氯代脂肪烃的方法
CN112979043A (zh) * 2021-03-05 2021-06-18 生态环境部南京环境科学研究所 有机氯农药污染土壤修复用增效洗脱液的净化回收装置
CN112980456A (zh) * 2021-03-09 2021-06-18 生态环境部南京环境科学研究所 有机氯农药污染土壤修复用环境友好型洗脱剂及制备方法

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