CN107469782B - 饮用水重金属高效吸附剂 - Google Patents

饮用水重金属高效吸附剂 Download PDF

Info

Publication number
CN107469782B
CN107469782B CN201710691978.0A CN201710691978A CN107469782B CN 107469782 B CN107469782 B CN 107469782B CN 201710691978 A CN201710691978 A CN 201710691978A CN 107469782 B CN107469782 B CN 107469782B
Authority
CN
China
Prior art keywords
adsorbent
heavy metal
water
pseudoalteromonas
efficiency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710691978.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107469782A (zh
Inventor
穆军
崔霞
王玉霞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Ocean University ZJOU
Original Assignee
Zhejiang Ocean University ZJOU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Ocean University ZJOU filed Critical Zhejiang Ocean University ZJOU
Priority to CN201710691978.0A priority Critical patent/CN107469782B/zh
Publication of CN107469782A publication Critical patent/CN107469782A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107469782B publication Critical patent/CN107469782B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/286—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using natural organic sorbents or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2220/00—Aspects relating to sorbent materials
    • B01J2220/40—Aspects relating to the composition of sorbent or filter aid materials
    • B01J2220/48—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation
    • B01J2220/4812—Sorbents characterised by the starting material used for their preparation the starting material being of organic character
    • B01J2220/4868—Cells, spores, bacteria
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了饮用水重金属高效吸附剂，吸附剂中含有保藏号为CGMCC No.12913的假交替单胞菌GHS18和保藏号为CGMCC No.12914的交替假单胞菌JP协同发酵产生的胞外多糖。有益效果为：假交替单胞菌Pseudoalteromonassp.GHS18和交替假单胞菌Pseudoalteromonassp.JP之间的生长繁殖有明显的协同作用，得到的胞外多糖制得的吸附剂对水中重金属的吸附效果要优于基于单一海洋细菌发酵得到的胞外多糖制得的吸附剂，具有明显进步。制得的吸附剂能对饮用水中镉、铅、铜等多种重金属进行吸附，吸附效率高，性能稳定，绿色安全，经济价值高。

Description

饮用水重金属高效吸附剂
技术领域
本发明涉及净水技术领域，具体是饮用水重金属高效吸附剂。
背景技术
重金属一般指比重大于4.0，元素周期表中原子序数在24以上的金属。对水环境造成污染的重金属主要有砷、汞、镉、铅、铬、铜、锌、镍、锰、银等，其中以砷、汞、镉、铅毒性最大，且难处理，是饮用水中最为常见的重金属污染物。
由于水源地受到重金属污染而导致自来水厂制备的自来水重金属含量达到临界值或个别超标；由于使用老旧的给水管网，导致本来合格的自来水在输送过程中重金属如铅超标；由于家用水龙头、热水器等材质良莠不齐，导致重金属如锰超标等等。尽管在市场上已经有具有重金属去除功能的净水器，但由于净水器常使用的吸附柱或离子交换柱需要定时检查更换，相对较麻烦，且其使用有效期随处理水质的不同而有变化，普通人群中有很多人不能做到科学使用。更换处理单元不及时，就会使得已吸附到吸附柱或离子交换柱的重金属重新释放到处理水中，不知不觉中受其毒害；另一种情况是在很多场合是没有净水器可用的，或者购买了不合格净水器，这些情况也呼唤一道最后的“屏障”——杯中水的重金属安全去除技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种饮用水重金属高效吸附剂，上述吸附剂包括假交替单胞菌GHS18和交替假单胞菌JP协同发酵得到的胞外多糖，对饮用水中镉、铅、铜等多种重金属进行吸附，吸附效率高，性能稳定，且对生物体无潜在毒性，绿色安全。
本发明针对背景技术提到的问题，采取的技术方案为：饮用水重金属高效吸附剂中包括假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp. GHS18和交替假单胞菌Pseudoalteromonas sp. JP协同发酵产生的胞外多糖。其中，假交替单胞菌GHS18的分类命名为假交替单胞菌（Pseudoalteromonas sp.），于2016年8月29日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（CGMCC），保藏号为CGMCC No. 12913。交替假单胞菌JP的分类命名为交替假单胞菌（Pseudoalteromonas sp.），于2016年8月29日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（CGMCC），保藏号为CGMCC No. 12914。中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（CGMCC）位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号。上述两株海洋细菌均从中国浙江舟山朱家尖一处海水养殖场养殖的菲律宾蛤仔吐泥中分离筛选获得。
海洋菌株GHS18的16S rDNA全基因（1277 bp）已向美国国家生物技术信息中心（NCBI）的GenBank基因序列数据库提交，登陆号为KX702262。其全序列如下：
ATGCTTGGGAACATGCCTTGAGGTGGGGGACAACAGTTGGAAACGACTGCTAATACCGCATAATGTCTACGGACCAAAGGGGGCTTCGGCTCTCGCCTTTAGATTGGCCCAAGTGGGATTAGCTAGTTGGTGAGGTAATGGCTCACCAAGGCGACGATCCCTAGCTGGTTTGAGAGGATGATCAGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGCACAATGGGCGCAAGCCTGATGCAGCCATGCCGCGTGTGTGAAGAAGGCCTTCGGGTTGTAAAGCACTTTCAGTCAGGAGGAAAGGTTAGTAGTTAATACCTGCTATCTGTGACGTTACTGACAGAAGAAGCACCGGCTAACTCCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGGAGGGTGCGAGCGTTAATCGGAATTACTGGGCGTAAAGCGTACGCAGGCGGTTTGTTAAGCGAGATGTGAAAGCCCCGGGCTCAACCTGGGAACTGCATTTCGAACTGGCAAACTAGAGTGTGATAGAGGGTGGTAGAATTTCAGGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATCTGAAGGAATACCGATGGCGAAGGCAGCCACCTGGGTCAACACTGACGCTCATGTACGAAAGCGTGGGGAGCAAACGGGATTAGATACCCCGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGTCTACTAGAAGCTCGGAGCCTCGGTTCTGTTTTTCAAAGCTAACGCATTAAGTAGACCGCCTGGGGAGTACGGCCGCAAGGTTAAAACTCAAATGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGATGCAACGCGAAGAACCTTACCTACACTTGACATACAGAGAACTTACCAGAGATGGTTTGGTGCCTTCGGGAACTCTGATACAGGTGCTGCATGGCTGTCGTCAGCTCGTGTTGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCCTATCCTTAGTTGCTAGCAGGTAATGCTGAGAACTCTAAGGAGACTGCCGGTGATAAACCGGAGGAAGGTGGGGACGACGTCAAGTCATCATGGCCCTTACGTGTAGGGCTACACACGTGCTACAATGGCGCATACAGAGTGCTGCGAACTCGCGAGAGTAAGCGAATCACTTAAAGTGCGTCGTAGTCCGGATTGGAGTCTGCAACTCGACTCCATGAAGTCGGAATCGCTAGTAATCGCGTATCAGAATGACGCGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACACACCGC。
海洋菌株JP的16S rDNA全基因（1279 bp）已向美国国家生物技术信息中心（NCBI）的GenBank基因序列数据库提交，登陆号为KX702268。其全序列如下：
AATGCTTGGGAACATGCCTTGAGGTGGGGGACAACAGTTGGAAACGACTGCTAATACCGCATAATGTCTACGGACCAAAGGGGGCTTCGGCTCTCGCCTTTAGATTGGCCCAAGTGGGATTAGCTAGTTGGTGAGGTAATGGCTCACCAAGGCGACGATCCCTAGCTGGTTTGAGAGGATGATCAGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGCACAATGGGCGCAAGCCTGATGCAGCCATGCCGCGTGTGTGAAGAAGGCCTTCGGGTTGTAAAGCACTTTCAGTCAGGAGGAAAGGTTAGTAGTTAATACCTGCTAGCTGTGACGTTACTGACAGAAGAAGCACCGGCTAACTCCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGGAGGGTGCGAGCGTTAATCGGAATTACTGGGCGTAAAGCGTACGCAGGCGGTTTGTTAAGCGAGATGTGAAAGCCCCGGGCTCAACCTGGGAACTGCATTTCGAACTGGCAAACTAGAGTGTGATAGAGGGTGGTAGAATTTCAGGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGAGATCTGAAGGAATACCGATGGCGAAGGCAGCCACCTGGGTCAACACTGACGCTCATGTACGAAAGCGTGGGGAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCGTAAACGATGTCTACTAGAAGCTCGGAACCTCGGTTCTGTTTTTCAAAGCTAACGCATTAAGTAGACCGCCTGGGGAGTACGGCCGCAAGGTTAAAACTCAAATGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGATGCAACGCGAAGAACCTTACCTACACTTGACATACAGAGAACTTACCAGAGATGGTTTGGTGCCTTCGGGAACTCTGATACAGGTGCTGCATGGCTGTCGTCAGCTCGTGTTGTGAGATGTTGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCCTATCCTTAGTTGCTAGCAGGTAATGCTGAGAACTCTAAGGAGACTGCCGGTGATAAACCGGAGGAAGGTGGGGACGACGTCAAGTCATCATGGCCCTTACGTGTAGGGCTACACACGTGCTACAATGGCGCATACAGAGTGCTGCGAACCTGCGAAGGTAAGCGAATCACTTAAAGTGCGTCGTAGTCCGGATTGGAGTCTGCAACTCGACTCCATGAAGTCGGAATCGCTAGTAATCGCGTATCAGAATGACGCGGTGAATACGTTCCCGGGCCTTGTACA CACCGCC。
饮用水重金属高效吸附剂的成分及其重量份为1-4份琼脂、1-4份淀粉、1-3份胞外多糖和30-40份水。
饮用水重金属高效吸附剂的制备方法包括以下步骤：
种子液培养：将假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp. GHS18和交替假单胞菌Pseudoalteromonas sp. JP按照0.5-2.5：0.5-2.5的比例混合，接种于斜面培养基，于22-27℃恒温培养24-72h后，加入培养基体积0.7-1.3倍的无菌水，振荡制得种子液。上述种子液的培养可将菌种从保藏状态恢复到活力旺盛的状态，并且得到数量充足的菌种；
扩大发酵培养：每100ml液体发酵培养基接入0.2-0.5ml种子液，于22-27℃恒温摇床发酵培养3-4d，摇床速率为100-140r/min。在发酵培养期间，两株海洋细菌之间互利共栖协同作用，菌种充分利用培养基中的碳源、氮源及生长因子，进行旺盛的新陈代谢，产生大量的代谢产物---胞外多糖；
胞外多糖提取：将发酵完成的菌液离心，取上清液，在上清液中加入上清液体积4-6倍的乙醇，在2-5℃下静置10-18h，离心取沉淀，真空干燥得胞外多糖粗制品。亲水的多糖的水化层被乙醇破坏，多糖在水中的溶解度大幅下降，以沉淀形式与其他成分分离，同时多糖的活性不会被破坏；
胞外多糖的精制：在胞外多糖粗制品中加水，振荡后加入乙醇，静置后离心取沉淀，真空干燥得到胞外多糖精制品；水为粗制品体积的1-2倍，乙醇体积为水溶液体积的4-6倍，乙醇温度为2-5℃，得到胞外多糖精制品；
吸附剂的制备：在质量比为1:2-2:1的琼脂与淀粉的混合物中加入8-20倍体积的纯水，加热搅拌至琼脂溶解，待琼脂溶液冷却至47-55℃，加入纯水质量1/20-1/15的胞外多糖精制品，混合均匀；然后将混合液倒入培养皿中，静置使之冷却凝固；将凝胶切成小方块，制成湿型重金属高效吸附剂，于2-4℃保存；或于70-95℃条件下烘干，制成干燥型重金属高效吸附剂。上述方法制备的吸附剂能对多种重金属进行吸附，性能稳定，吸附率高；没有添加对人体有害的物质，绿色安全。基于假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp. GHS18和交替假单胞菌Pseudoalteromonas sp. JP协同发酵得到的胞外多糖制得的吸附剂对水中重金属的吸附效果要优于基于单一海洋细菌发酵得到的胞外多糖制得的吸附剂。
作为优选，斜面培养基成分及其浓度为葡萄糖15-25g/L、尿素0.44-0.52g/L、硫酸铵0.19-0.24g/L、酵母膏0.4-0.6g/L、磷酸氢二钾1.5-5 g/L、磷酸二氢钾0.4-2g/L、琼脂12-17g/L和余量陈化海水或人工海水；调节pH为7.2-7.4，115-121℃高压灭菌20-35min。其中，人工海水配方为：氯化钠25.0 g/L、氯化镁1.9g/L、硫酸镁3.1 g/L、氯化钙1.3 g/L、碳酸氢钠0.2 g/L、氯化钾0.68g/L、溴化钠0.06 g/L、硼酸0.058 g/L、硅酸钠0.0024 g/L、磷酸0.002 g/L、六氯化二铝 0.014 g/L、氨水 0.002 g/L、硝酸锂 0.0014g/L、蒸馏水余量。上述培养基不仅能提供适合本发明海洋细菌适宜的环境，还能提供菌种生长繁殖所需的碳源、氮源及生长因子，菌种的繁殖速度快，并且能诱导菌种分泌产生大量的胞外多糖，胞外多糖产量提高。
与现有技术相比，本发明的优点在于：假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp.GHS18和交替假单胞菌Pseudoalteromonas sp. JP之间的生长繁殖有明显的协同作用，得到的胞外多糖制得的吸附剂对水中重金属的吸附效果要优于基于单一海洋细菌发酵得到的胞外多糖制得的吸附剂，具有明显进步。制得的吸附剂能对饮用水中镉、铅、铜等多种重金属进行吸附，吸附效率高，性能稳定；使用时，将吸附剂放入饮用水中即可，使用方便，提升饮用水品质；没有添加对人体有害的物质，绿色安全，可放心使用；原料来源广，操作简单，成本低廉，经济价值高。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明方案作进一步说明：
实施例1：
饮用水重金属高效吸附剂中包括假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp. GHS18和交替假单胞菌Pseudoalteromonas sp. JP协同发酵产生的胞外多糖。其中，假交替单胞菌GHS18的分类命名为假交替单胞菌（Pseudoalteromonas sp.），于2016年8月29日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（CGMCC），保藏号为CGMCC No. 12913。交替假单胞菌JP的分类命名为交替假单胞菌（Pseudoalteromonas sp. ），于2016年8月29日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（CGMCC），保藏号为CGMCC No.12914。中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（CGMCC）位于北京市朝阳区北辰西路1号院3号。上述两株海洋细菌均从中国浙江舟山朱家尖一处海水养殖场养殖的菲律宾蛤仔吐泥中分离筛选获得。
饮用水重金属高效吸附剂的成分及其重量份为2份琼脂、2份淀粉、2份胞外多糖和32份水。
饮用水重金属高效吸附剂的最优选制备方法包括以下步骤：
1）种子液培养：将假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp. GHS18和交替假单胞菌Pseudoalteromonas sp. JP按照1：1的比例混合接种于斜面培养基，于25℃恒温培养36h。加入等体积无菌水，振荡制得种子液。上述种子液的培养可将菌种从保藏状态恢复到活力旺盛的状态，并且得到数量充足的菌种；
2）扩大发酵培养：在每100ml液体发酵培养基接入0.4ml种子液，于25℃恒温摇床发酵培养3.6d，摇床速率为140r/min。在发酵培养期间，两株海洋细菌之间互利共栖协同作用，菌种充分利用培养基中的碳源、氮源及生长因子，进行旺盛的新陈代谢，产生大量的代谢产物---胞外多糖；
3）胞外多糖提取：将发酵完成的菌液离心，取上清液，在上清液中加入5倍体积的乙醇。在4℃下静置15h，离心取沉淀，真空干燥得胞外多糖粗制品。亲水的多糖的水化层被乙醇破坏，多糖在水中的溶解度大幅下降，以沉淀形式与其他成分分离，同时多糖的活性不会被破坏；
4）胞外多糖的精制：在胞外多糖粗制品中加1.7倍体积的水，振荡后加入5倍体积的乙醇，乙醇温度为4℃。静置后离心取沉淀，真空干燥得到胞外多糖精制品；
5）吸附剂的制备：在质量比为1:1的琼脂与淀粉的混合物中加入8倍体积的纯水，加热搅拌至琼脂溶解，待琼脂溶液冷却至50℃，加入纯水质量1/16的胞外多糖精制品，混合均匀；然后将混合液倒入培养皿中，静置使之冷却凝固；将凝胶切成3mm×3mm×3mm的小方块，制成湿型重金属高效吸附剂，于3℃保存；或于85℃条件下烘干，制成干燥型重金属高效吸附剂。上述方法制备的吸附剂能对多种重金属进行吸附，性能稳定，吸附率高；没有添加对人体有害的物质，绿色安全。基于假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp. GHS18和交替假单胞菌Pseudoalteromonas sp. JP协同发酵得到的胞外多糖制得的吸附剂对水中重金属的吸附效果要优于基于单一海洋细菌发酵得到的胞外多糖制得的吸附剂。
斜面培养基成分及其浓度为葡萄糖22g/L、尿素0.47g/L、硫酸铵0.2g/L、酵母膏0.5g/L、磷酸氢二钾2.7g/L、磷酸二氢钾1.1g/L、琼脂13g/L和余量陈化海水或人工海水；调节pH为7.3，121℃高压灭菌25min。其中，人工海水配方为：氯化钠25.0 g/L、氯化镁1.9g/L、硫酸镁3.1 g/L、氯化钙1.3 g/L、碳酸氢钠0.2 g/L、氯化钾0.68g/L、溴化钠0.06 g/L、硼酸0.058 g/L、硅酸钠0.0024 g/L、磷酸0.002 g/L、六氯化二铝 0.014 g/L、氨水 0.002 g/L、硝酸锂 0.0014g/L、蒸馏水余量。上述培养基不仅能提供适合假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp. GHS18和交替假单胞菌Pseudoalteromonas sp. JP适宜的环境，还能提供菌种生长繁殖所需的碳源、氮源及生长因子，菌种的繁殖速度快，并且能诱导菌种分泌产生大量的胞外多糖，胞外多糖产量提高。
实施例2：
饮用水重金属高效吸附剂的成分及其重量份为2份琼脂、1份淀粉、2份胞外多糖和32份水。
吸附剂的制备方法包括以下步骤：
1）种子液培养：将假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp. GHS18和交替假单胞菌Pseudoalteromonas sp. JP按照1：2的比例混合接种于斜面培养基，接种于斜面培养基，于22℃恒温培养72h。加入培养基体积1.2倍的无菌水，振荡制得种子液。斜面培养基成分及其浓度为葡萄糖18g/L、尿素0.51g/L、硫酸铵0.24g/L、酵母膏0.4g/L、磷酸氢二钾3.5g/L、磷酸二氢钾1.7g/L、琼脂15g/L和余量陈化海水或人工海水；调节pH为7.4，121℃高压灭菌30min。其中，人工海水配方为：氯化钠25.0 g/L、氯化镁1.9g/L、硫酸镁3.1 g/L、氯化钙1.3g/L、碳酸氢钠0.2 g/L、氯化钾0.68g/L、溴化钠0.06 g/L、硼酸0.058 g/L、硅酸钠0.0024g/L、磷酸0.002 g/L、六氯化二铝 0.014 g/L、氨水 0.002 g/L、硝酸锂 0.0014g/L、蒸馏水余量；
2）扩大发酵培养：在每100ml液体发酵培养基接入0.4ml种子液，于25℃恒温摇床发酵培养3.6d，摇床速率为140r/min。液体发酵培养基成分及其浓度为葡萄糖18g/L、尿素0.51g/L、硫酸铵0.24g/L、酵母膏0.4g/L、磷酸氢二钾3.5g/L、磷酸二氢钾1.7g/L和余量陈化海水或人工海水；调节pH为7.4，121℃高压灭菌30min。其中，人工海水配方为：氯化钠25.0 g/L、氯化镁1.9g/L、硫酸镁3.1 g/L、氯化钙1.3 g/L、碳酸氢钠0.2 g/L、氯化钾0.68g/L、溴化钠0.06 g/L、硼酸0.058 g/L、硅酸钠0.0024 g/L、磷酸0.002 g/L、六氯化二铝 0.014 g/L、氨水 0.002 g/L、硝酸锂 0.0014g/L、蒸馏水余量；
3）胞外多糖提取：将发酵完成的菌液离心，取上清液，在上清液中加入6倍体积的乙醇。在3℃下静置17h，离心取沉淀，真空干燥得胞外多糖粗制品；
4）胞外多糖的精制：在胞外多糖粗制品中加1.2倍水。振荡后加入6倍体积乙醇，乙醇温度为3℃。静置后离心取沉淀，真空干燥得到胞外多糖精制品；
5）吸附剂的制备：在2g质量比为2:1的琼脂与淀粉的混合物中加入11倍体积的纯水，一边搅拌一边加热直至琼脂溶解，待琼脂溶液冷却至50℃，将1.5g胞外多糖精制品倒入琼脂溶液中混合均匀；然后将混合液倒入培养皿中，静置使之冷却凝固；将凝胶切成3mm×3mm×3mm的小方块，制成湿型重金属高效吸附剂，于4℃保存；或于85℃条件下烘干，制成干燥型重金属高效吸附剂。上述方法制备的吸附剂能对多种重金属进行吸附，性能稳定，能吸附多种重金属，吸附率高；没有添加对人体有害的物质，绿色安全。基于假交替单胞菌Pseudoalteromonas sp. GHS18和交替假单胞菌Pseudoalteromonas sp. JP协同发酵得到的胞外多糖制得的吸附剂对水中重金属的吸附效果要优于基于单一海洋细菌发酵得到的胞外多糖制得的吸附剂。
实施例3：吸附剂对锰离子吸附效果的检测
1）配制浓度为0.5mg/L的锰离子溶液；
2）称取10g湿型重金属高效吸附剂于150mL锥形瓶中；
3）将溶液加热至沸后稍凉。分别量取50mL锰离子溶液倒入装有吸附剂的锥形瓶中，摇晃10min，使吸附剂和锰离子溶液充分接触。另取50mL溶液作为处理前水样；
4）将吸附后水样离心（10000×g，20min），去除水中残留的吸附剂。处理后分别取两份10mL水样于2支25mL比色管中，定容至25mL，并标记1、2。水样2为平行对照；
5）处理前水样也取10mL于25mL比色管中，定容至25mL，做好标记；
6）测量处理前后水样的锰离子浓度，用处理前后水样的锰离子浓度差除以处理前水样的锰离子浓度，得出锰离子的去除率为89.6%。
实施例4：吸附剂对铬（Ⅵ）离子吸附效果检测
1）配制浓度为0.25mg/L铬（Ⅵ）离子溶液；
2）称取5g湿型重金属高效吸附剂于150mL锥形瓶中；
3）将溶液加热至沸后稍凉。分别量取50mL铬（Ⅵ）离子溶液倒入装有吸附剂的锥形瓶中，摇晃10min，使吸附剂和铬（Ⅵ）离子溶液充分接触。另取50mL溶液作为处理前水样；
4）将吸附后水样离心（10000×g，20min），去除水中残留的吸附剂。处理后水样分别取两份10mL水样于2支25mL比色管中，定容至25mL，并标记1、2。其中，水样2为平行对照；
5）处理前水样也取10mL于25mL比色管中，定容至25mL，做好标记；
6）测量处理前后水样的铬（Ⅵ）离子浓度，用处理前后水样的铬离子浓度差除以处理前水样的铬离子浓度，得出铬（Ⅵ）离子的去除率为57.8%。
实施例5：吸附剂对镉、铅、铜离子吸附效果检测
1）分别配制一定浓度的金属离子溶液（其中镉离子溶液浓度为0.025mg/L、铅离子溶液浓度为0.05mg/L、铜离子溶液浓度为2mg/L）；
2）称取10g湿型重金属高效吸附剂于150mL锥形瓶中；
3）将溶液加热至沸，取下稍凉。分别量取50mL金属离子溶液倒入装有吸附剂的锥形瓶中，摇晃10min，使吸附剂和金属离子溶液充分接触。另取50mL溶液作为处理前水样；
4）将吸附后水样离心（10000×g，20min），去除水中残留的吸附剂。对于铜离子溶液，处理前后水样取25mL于25mL比色管中。每支比色管中加入20µL浓硝酸（优级纯）并测试pH，使pH值小于2。然后将水样装入聚乙烯瓶中保存。对于镉离子溶液，处理前后水样各取2ml至聚乙烯瓶中，再各加入8ml(1+99)硝酸溶液（优级纯），摇匀，测pH，使pH值小于2，保存待测。对于铅离子溶液，处理前后水样各取8ml至聚乙烯瓶中，再各加入2ml(1+99)硝酸溶液（优级纯），摇匀，测pH，使pH值小于2，保存待测。分别取两份水样1，2测试，作平行对照；
5）测量处理前后水样的金属离子浓度，用处理前后水样的各离子浓度差除以处理前水样的该离子浓度，得出镉离子的去除率为90.4%、铅离子的去除率为48.2%、铜离子的去除率为42.5%。
实施例6：口杯水中重金属的预防性去除
取10g湿型重金属高效吸附剂或0.4g干燥型重金属高效吸附剂加入茶杯（带滤网），冲入300-500 mL热开水，5-10分钟后饮用。水中的重金属被吸附剂吸附，饮用水的安全系数提高。冲泡剂被滤网隔离，饮用水时，冲泡剂不会进入口腔，且使用后的冲泡剂可很快自然降解，可直接丢弃，使用方便。
本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知，在此不进行赘述。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等，均应包含在本发明的保护范围之内。
SEQUENCE LISTING
<110> 浙江海洋大学
<120> 饮用水重金属高效吸附剂的制备方法
<130> 2
<160> 2
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 1277
<212> DNA
<213> 海洋细菌Pseudoalteromonas sp. GHS18
<400> 1
atgcttggga acatgccttg aggtggggga caacagttgg aaacgactgc taataccgca 60
taatgtctac ggaccaaagg gggcttcggc tctcgccttt agattggccc aagtgggatt 120
agctagttgg tgaggtaatg gctcaccaag gcgacgatcc ctagctggtt tgagaggatg 180
atcagccaca ctgggactga gacacggccc agactcctac gggaggcagc agtggggaat 240
attgcacaat gggcgcaagc ctgatgcagc catgccgcgt gtgtgaagaa ggccttcggg 300
ttgtaaagca ctttcagtca ggaggaaagg ttagtagtta atacctgcta tctgtgacgt 360
tactgacaga agaagcaccg gctaactccg tgccagcagc cgcggtaata cggagggtgc 420
gagcgttaat cggaattact gggcgtaaag cgtacgcagg cggtttgtta agcgagatgt 480
gaaagccccg ggctcaacct gggaactgca tttcgaactg gcaaactaga gtgtgataga 540
gggtggtaga atttcaggtg tagcggtgaa atgcgtagag atctgaagga ataccgatgg 600
cgaaggcagc cacctgggtc aacactgacg ctcatgtacg aaagcgtggg gagcaaacgg 660
gattagatac cccggtagtc cacgccgtaa acgatgtcta ctagaagctc ggagcctcgg 720
ttctgttttt caaagctaac gcattaagta gaccgcctgg ggagtacggc cgcaaggtta 780
aaactcaaat gaattgacgg gggcccgcac aagcggtgga gcatgtggtt taattcgatg 840
caacgcgaag aaccttacct acacttgaca tacagagaac ttaccagaga tggtttggtg 900
ccttcgggaa ctctgataca ggtgctgcat ggctgtcgtc agctcgtgtt gtgagatgtt 960
gggttaagtc ccgcaacgag cgcaacccct atccttagtt gctagcaggt aatgctgaga 1020
actctaagga gactgccggt gataaaccgg aggaaggtgg ggacgacgtc aagtcatcat 1080
ggcccttacg tgtagggcta cacacgtgct acaatggcgc atacagagtg ctgcgaactc 1140
gcgagagtaa gcgaatcact taaagtgcgt cgtagtccgg attggagtct gcaactcgac 1200
tccatgaagt cggaatcgct agtaatcgcg tatcagaatg acgcggtgaa tacgttcccg 1260
ggccttgtac acaccgc 1277
<210> 2
<211> 1279
<212> DNA
<213> 海洋细菌Pseudoalteromonas sp. JP
<400> 2
aatgcttggg aacatgcctt gaggtggggg acaacagttg gaaacgactg ctaataccgc 60
ataatgtcta cggaccaaag ggggcttcgg ctctcgcctt tagattggcc caagtgggat 120
tagctagttg gtgaggtaat ggctcaccaa ggcgacgatc cctagctggt ttgagaggat 180
gatcagccac actgggactg agacacggcc cagactccta cgggaggcag cagtggggaa 240
tattgcacaa tgggcgcaag cctgatgcag ccatgccgcg tgtgtgaaga aggccttcgg 300
gttgtaaagc actttcagtc aggaggaaag gttagtagtt aatacctgct agctgtgacg 360
ttactgacag aagaagcacc ggctaactcc gtgccagcag ccgcggtaat acggagggtg 420
cgagcgttaa tcggaattac tgggcgtaaa gcgtacgcag gcggtttgtt aagcgagatg 480
tgaaagcccc gggctcaacc tgggaactgc atttcgaact ggcaaactag agtgtgatag 540
agggtggtag aatttcaggt gtagcggtga aatgcgtaga gatctgaagg aataccgatg 600
gcgaaggcag ccacctgggt caacactgac gctcatgtac gaaagcgtgg ggagcaaaca 660
ggattagata ccctggtagt ccacgccgta aacgatgtct actagaagct cggaacctcg 720
gttctgtttt tcaaagctaa cgcattaagt agaccgcctg gggagtacgg ccgcaaggtt 780
aaaactcaaa tgaattgacg ggggcccgca caagcggtgg agcatgtggt ttaattcgat 840
gcaacgcgaa gaaccttacc tacacttgac atacagagaa cttaccagag atggtttggt 900
gccttcggga actctgatac aggtgctgca tggctgtcgt cagctcgtgt tgtgagatgt 960
tgggttaagt cccgcaacga gcgcaacccc tatccttagt tgctagcagg taatgctgag 1020
aactctaagg agactgccgg tgataaaccg gaggaaggtg gggacgacgt caagtcatca 1080
tggcccttac gtgtagggct acacacgtgc tacaatggcg catacagagt gctgcgaacc 1140
tgcgaaggta agcgaatcac ttaaagtgcg tcgtagtccg gattggagtc tgcaactcga 1200
ctccatgaag tcggaatcgc tagtaatcgc gtatcagaat gacgcggtga atacgttccc 1260
gggccttgta cacaccgcc 1279

Claims (8)

1.饮用水重金属高效吸附剂，其特征在于：所述吸附剂中包括保藏号为CGMCC No.12913的假交替单胞菌Pseudoalteromonassp. GHS18和保藏号为CGMCC No. 12914的交替假单胞菌Pseudoalteromonassp. JP协同发酵产生的胞外多糖；
所述的吸附剂的成分及其重量份为1-4份琼脂、1-4份淀粉、1-3份胞外多糖和30-40份水；
所述的吸附剂的制备方法包括种子液培养、扩大发酵培养、胞外多糖提取、胞外多糖的精制和吸附剂的制备；
所述的胞外多糖提取步骤为：将发酵完成的菌液离心，取上清液，在上清液中加入上清液体积4-6倍的乙醇，在2-5℃下静置10-18h，离心取沉淀，真空干燥得胞外多糖粗制品；
所述的胞外多糖的精制步骤为：在胞外多糖粗制品中加水，振荡后加入乙醇，静置后离心取沉淀，真空干燥得到胞外多糖精制品；水为粗制品体积的1-2倍，乙醇体积为水溶液体积的4-6倍，乙醇温度为2-5℃，得到胞外多糖精制品；
所述的吸附剂的制备步骤为：在质量比为1:2-2:1的琼脂与淀粉的混合物中加入8-20倍体积的纯水，加热搅拌至琼脂溶解，待琼脂溶液冷却至47-55℃，加入纯水质量1/20-1/15的胞外多糖精制品，混合均匀；然后将混合液倒入培养皿中，静置使之冷却凝固；将凝胶切成小方块，制成湿型重金属高效吸附剂，于2-4℃保存；或于70-95℃条件下烘干，制成干燥型重金属高效吸附剂；
所述湿型重金属高效吸附剂为3mm×3mm×3mm的小方块；
所述的吸附剂在口杯水中重金属的预防性去除的用途，具体使用方法为：取10g湿型重金属高效吸附剂或0.4g干燥型重金属高效吸附剂加入带滤网的茶杯，冲入300-500mL热开水，5-10分钟后饮用即可。
2. 根据权利要求1所述的饮用水重金属高效吸附剂，其特征在于：所述的种子液培养步骤为：将假交替单胞菌Pseudoalteromonassp. GHS18和交替假单胞菌Pseudoalteromonassp. JP按照0.5-2.5:0.5-2.5的比例混合，接种于斜面培养基，于22-27℃恒温培养24-72h后，加入培养基体积0.7-1.3倍的无菌水，振荡制得种子液。
3.根据权利要求1所述的饮用水重金属高效吸附剂，其特征在于：所述种子液培养步骤用斜面培养基成分及其浓度为：葡萄糖15-25g/L、尿素0.44-0.52g/L、硫酸铵0.19-0.24g/L、酵母膏0.4-0.6g/L、磷酸氢二钾1.5-5g/L、磷酸二氢钾0.4-2g/L、琼脂12-17g/L和陈化海水或人工海水。
4.根据权利要求1所述的饮用水重金属高效吸附剂，其特征在于：所述的扩大发酵培养步骤为：每100ml液体发酵培养基接入0.2-0.5ml种子液，于22-27℃恒温摇床发酵培养3-4d，摇床速率为100-140r/min。
5.根据权利要求1所述的饮用水重金属高效吸附剂，其特征在于：所述吸附剂对锰离子的去除率为89.6%。
6.根据权利要求1所述的饮用水重金属高效吸附剂，其特征在于：所述吸附剂对铬（Ⅵ）离子的去除率为57.8%。
7.根据权利要求1所述的饮用水重金属高效吸附剂，其特征在于：所述吸附剂对镉离子的去除率为90.4%。
8.根据权利要求1所述的饮用水重金属高效吸附剂，其特征在于：所述吸附剂对铅离子的去除率为48.2%、铜离子的去除率为42.5%。
CN201710691978.0A 2017-08-14 2017-08-14 饮用水重金属高效吸附剂 Active CN107469782B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710691978.0A CN107469782B (zh) 2017-08-14 2017-08-14 饮用水重金属高效吸附剂

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710691978.0A CN107469782B (zh) 2017-08-14 2017-08-14 饮用水重金属高效吸附剂

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107469782A CN107469782A (zh) 2017-12-15
CN107469782B true CN107469782B (zh) 2020-08-18

Family

ID=60599422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710691978.0A Active CN107469782B (zh) 2017-08-14 2017-08-14 饮用水重金属高效吸附剂

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107469782B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108070382A (zh) * 2017-12-22 2018-05-25 苏州艾捷尔斯生物科技有限公司 一种重金属镉污染土壤修复剂及其制备方法和应用
CN109382074B (zh) * 2018-10-31 2021-07-13 浙江海洋大学 一种去除饮用水有害重金属的吸附剂
CN109663582B (zh) * 2018-11-08 2021-09-17 浙江海洋大学 一种利用考克氏菌活性多糖制备有害重金属吸附剂的方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104591334B (zh) * 2014-12-18 2016-06-29 天津三生生物科技有限公司 一种紫球藻胞外多糖吸附金属离子的方法
CN106589417A (zh) * 2016-12-15 2017-04-26 陕西品达石化有限公司 磁性阳离子淀粉微球的制备方法
CN106732428A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 浙江海洋大学 一种饮用水重金属深度去除的吸附冲泡剂
CN106755186B (zh) * 2017-02-14 2020-03-31 南京中医药大学 一种中间苍白杆菌胞外多糖及其在土壤改良方面的应用
CN106986454B (zh) * 2017-04-24 2020-03-27 浙江海洋大学 一种同步硝化反硝化处理低c/n比微污染富营养化水体的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107469782A (zh) 2017-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107469782B (zh) 饮用水重金属高效吸附剂
CN107338199B (zh) 一种促进磷矿粉溶解的菠萝泛菌及其应用
CN107574184B (zh) 一种利用海洋盐单胞菌属菌株制备重金属吸附剂的方法
CN108624582B (zh) 用于土壤修复的微生物制剂
CN107626285B (zh) 一种利用海洋冷杆菌属菌株制备重金属吸附剂的方法
CN109055258B (zh) 一种贪铜菌及贪铜菌制剂和贪铜菌制剂在重金属污染土壤修复中的应用
Raungsomboon et al. Removal of lead (Pb2+) by the Cyanobacterium Gloeocapsa sp.
CN110591948B (zh) 降解喹诺酮类抗生素的复合微生物菌剂及制备方法与应用
CN106755186B (zh) 一种中间苍白杆菌胞外多糖及其在土壤改良方面的应用
CN110314639A (zh) 一种改性水钠锰矿及其制备方法和应用
CN107523515B (zh) 基于细菌胞外多糖的饮用水重金属吸附剂
CN109382074B (zh) 一种去除饮用水有害重金属的吸附剂
CN107502569B (zh) 用于脱色絮凝的复合菌剂及其絮凝剂的制备方法
CN108866105B (zh) 用肠杆菌ly6生产纳米硫化镉的方法
CN108676763B (zh) 一种高耐锑卡氏变形杆菌dshn0704及其分离筛选方法和应用
CN105111513B (zh) 一种基于改性天然高分子的复合膜及其应用
Luo et al. Unveiling the performance of a novel alkalizing bacterium Enterobacter sp. LYX-2 in immobilization of available Cd
CN107099483B (zh) 一种复合生物制剂及其在处理含汞废水中的应用
CN109097059A (zh) 一种细菌源介孔炭材料及其制备方法和在重金属污染水系或土壤修复中的应用
CN108570325B (zh) 用于高盐土壤修复的微生物制剂及其制备方法
CN114644992B (zh) 一株科萨克氏菌属菌株及其用于高浓度重金属铅、铀污染土壤的原位修复的方法
CN107285478B (zh) 一种饮用水重金属深度去除的吸附冲泡剂
CN108384777B (zh) 土壤修复用多孔微生物制剂的制备方法
CN109663582B (zh) 一种利用考克氏菌活性多糖制备有害重金属吸附剂的方法
CN103614305B (zh) 一种真菌菌株lp-20及其在含镉水体处理中的用途

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant