CN109370945B - 一株高效降解氯苯的苍白杆菌zjutcb-1及其应用 - Google Patents

一株高效降解氯苯的苍白杆菌zjutcb-1及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109370945B
CN109370945B CN201811385402.2A CN201811385402A CN109370945B CN 109370945 B CN109370945 B CN 109370945B CN 201811385402 A CN201811385402 A CN 201811385402A CN 109370945 B CN109370945 B CN 109370945B
Authority
CN
China
Prior art keywords
zjutcb
chlorobenzene
ochrobactrum
solution
inorganic salt
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
CN201811385402.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109370945A (zh
Inventor
张士汉
应赞赟
尤菊平
陈建孟
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 University of Technology ZJUT
Original Assignee
Zhejiang University of Technology ZJUT
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 University of Technology ZJUT filed Critical Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority to CN201811385402.2A priority Critical patent/CN109370945B/zh
Publication of CN109370945A publication Critical patent/CN109370945A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109370945B publication Critical patent/CN109370945B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205—Bacterial isolates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/72—Organic compounds not provided for in groups B01D53/48 - B01D53/70, e.g. hydrocarbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/84—Biological processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • 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
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/36—Organic compounds containing halogen
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

本发明公开了一株高效降解氯苯的苍白杆菌ZJUTCB‑1及其应用，所述有机污染物包括甲苯、对二甲苯、氯苯、1,2‑二氯苯或正己烷，所述的应用方法为：将苍白杆菌ZJUTCB‑1接种至无机盐培养液中，加入有机污染物，在25‑35℃、160rpm、pH＝6‑8条件下进行降解反应，实现对有机物的降解；本发明提苍白杆菌ZJUTCB‑1能够降解氯苯及其他工业常见的有机污染物，例如甲苯、对二甲苯、1,2‑二氯苯，正己烷等。本发明苍白杆菌ZJUTCB‑1能实现工业废水废气中氯苯的高效净化，污染低，容易推广，净化成本低。

Description

一株高效降解氯苯的苍白杆菌ZJUTCB-1及其应用
技术领域
本发明属于环境污染物生物处理技术领域，具体涉及一株具有氯苯高效降解能力的苍白杆菌Ochrobacterum sp.ZJUTCB-1及其在降解氯苯中的应用。
背景技术
氯苯是最简单的氯代芳烃，不溶于水，物理化学性质稳定，难以自然降解,广泛应用于工农业生产，基础有机溶剂及有机化合物的合成，同时也是医药、染料、农药和工程塑料等领域的重要中间体。氯苯对动物皮肤、结膜和呼吸器官会产生刺激作用，抑制神经中枢，损害肝脏和肾脏。氯苯还具“三致”效应。基于以上危害性，氯苯已被美国环境保护署(EPA)列为优先污染物。我国于1989年4月也将氯苯列入了优先污染物“黑名单”。
近年来，国内外研究者针对氯苯的去除做了大量的研究工作，探究出了一些具体的处理方法包括催化氧化、电化学、超声波降解、吸附等物理化学方法，但处理条件苛刻、投资高、很难规模处理，较适用于预处理或后处理。生物处理法因具有处理效果显著，易操作，成本低，无二次污染等优点，近年来被广泛应用。常见的生物处理工艺有生物过滤、生物滴滤、生物洗涤、膜生物反应器。这些生物技术解决了生物反应器的配置问题，但生物法处理氯苯的核心问题——高效氯苯降解微生物的筛选。从上世纪80年代至今，国内外大量学者从污泥、水体、土壤中筛选出一些氯苯降解微生物，包括Psudomonas sp.strain WR1306、P.putida&Bacillus sp.、Escherichiahermanii、Pseudomonas sp.strain JS150、Ralstonia sp.strain JS705、Aeromonas sp.、Pseudomonas sp.strain FY01&FY04、Bacillus sp.Strain FY02&FY03、Pseudononas sp.Nov.LP01等，上述微生物可在好氧或厌氧条件下降解该污染物，但不能同时在好氧和厌氧条件下保持高效性，而且降解率低(好氧和厌氧条件下，18d内对氯苯的降解率分别为50％和37.2％)，不符合工业的高效率生产的要求。而厌氧降解又是氯苯类化合物重要的降解方式。许多在好氧条件下难以降解的化合物在厌氧条件下能变得容易降解。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足而提供一株可在好氧、厌氧及兼性条件下快速、高效、耐受能力强的氯苯降解苍白杆菌(Ochrobacterum sp.ZJUTCB-1)并提供其在实际应用中的最优条件。本发明的苍白杆菌(Ochrobacterum sp.ZJUTCB-1)在好氧条件下对氯苯的平均降解速度高达174.85μmol/(L·h)(19.67mg/(L·h))；在厌氧条件下对氯苯的平均降解速度高达210.38μmol/(L·h)(23.67mg/(L·h))。该细菌生长条件温和，易扩大培养，能在好氧、厌氧及兼性条件下降解氯苯，在含氯苯的工业废水废气的绿色高效净化中具有良好的应用前景。
本发明采用的技术方案：
本发明提供一株具有兼性厌氧降解氯苯等有机污染物能力的苍白杆菌(Ochrobacterum sp.)ZJUTCB-1，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO:M2018490，保藏日期2018年7月20日，地址：中国-武汉-武汉大学，430072。本发明苍白杆菌ZJUTCB-1基本特征是：菌落呈淡黄色，边缘整齐，表面光滑湿润，不透光，易挑取。在透射电镜下观察该菌体的形态为具有平行边和圆端的杆菌(约为1.2μm×0.37μm)，无鞭毛，革兰氏染色阴性。
本发明还提供一种所述苍白杆菌ZJUTCB-1在降解有机污染物中的应用，所述有机污染物包括甲苯、对二甲苯、氯苯、1,2-二氯苯或正己烷，所述的应用方法为：将苍白杆菌ZJUTCB-1接种至无机盐培养液中，加入有机污染物，在25-35℃、160rpm、pH＝6-8条件下进行降解反应，实现对有机物的降解；所述无机盐培养液组成：0.66g/L(NH4)2SO4，0.11g/LMgSO4，0.12g/L K2SO4，8.8g/L Na2HPO4，4.56g/L NaH2PO4，1.25mL/L微量元素溶液，0.62mL/L维生素溶液，溶剂为去离子水，pH＝7；所述微量元素溶液配方：1.5g/L氨基三乙酸，3g/L MgSO4，0.5g/L MnSO4·H2O，1g/L NaCl，0.1g/L FeSO4·7H2O，0.1g/L CaCl2·2H2O，0.1g/L CoCl2·6H2O，0.13g/L ZnCl2，0.01g/L CuSO4·5H2O，0.01g/L AlK(SO4)2·12H2O，0.01g/L H3BO3，0.025g/LNa2MoO4，0.024g/L NiCl2·6H2O，0.025g/L Na2WO4·2H2O，溶剂为去离子水；所述维生素溶液配方：0.2g/L生物素，0.2g/L叶酸，1g/L盐酸吡哆辛，0.5g/L核黄素，0.5g/L硫胺，0.5g/L烟酸，0.5g/L泛酸，0.01g/L B-12，0.5g/L对氨基苯甲酸，0.5g/L硫辛酸，溶剂为去离子水。
所述苍白杆菌ZJUTCB-1接种量以细胞干重计为20-70mg/L(优选24-54mg/L，更优选39-54mg/L)，所述有机污染物终浓度为300-3000μmol/L(优选300-1500μmol/L)。
本发明所述苍白杆菌ZJUTCB-1在接种至无机盐培养液前先进行扩大培养，然后以种子液的形式接种至无机盐培养液进行驯化培养；将驯化后的菌液再以细胞干重计的接种量接种至无机盐培养液进行降解反应。所述扩大培养方法为：将苍白杆菌ZJUTCB-1接种至LB培养基，30℃，160rpm培养至对数期，将培养液离心，沉淀用无菌无机盐培养液洗涤3次后重悬，即为种子液；将种子液以细胞干重计39mg/L的接种量接种至含无机盐培养液的血清瓶中，加入终浓度987μmol/L氯苯作为唯一碳源，血清瓶用聚四氟乙烯瓶塞密封后，于30℃，160rpm摇床驯化48h。
与现有技术相比，本发明有益效果主要体现在：本发明提苍白杆菌ZJUTCB-1能够降解氯苯及其他工业常见的有机污染物，例如甲苯、对二甲苯、1,2-二氯苯，正己烷等。苍白杆菌ZJUTCB-1在好氧条件下可降解初始浓度347.31-2604.80μmol/L的氯苯，去除率为100％，平均降解速度高达174.85μmol/(L·h)(19.67mg/(L·h))。厌氧条件下，对初始浓度为347.31-1736.53μmol/L的氯苯，去除率为100％，对初始浓度为2604.80μmol/L的氯苯，去除率为88.24％，平均降解速度高达210.38μmol/(L·h)(23.67mg/(L·h))。本发明苍白杆菌ZJUTCB-1能实现工业废水废气中氯苯的高效净化，污染低，容易推广，净化成本低。
附图说明
图1为Ochrobacterum sp.ZJUTCB-1在LB培养基上菌落形态照片。
图2为Ochrobacterum sp.ZJUTCB-1的透射电镜图。
图3为Ochrobacterum sp.ZJUTCB-1的系统发育树。
图4为好氧条件下ZJUTCB-1降解不同浓度氯苯(a)及其生长曲线(b)。
图5为厌氧条件下ZJUTCB-1降解不同浓度氯苯(a)及其生长曲线(b)。
图6为好氧条件下不同初始浓度ZJUTCB-1对氯苯的降解(a)及其生长曲线(b)。
图7为厌氧条件下不同初始浓度ZJUTCB-1对氯苯的降解(a)及其生长曲线(b)。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1：Ochrobacterum sp.ZJUTCB-1的分离纯化、鉴定及保藏。
1.Ochrobacterum sp.ZJUTCB-1的筛选
Ochrobacterum sp.ZJUTCB-1是从杭州七格污水处理厂的活性污泥中驯化、分离得到的一株革兰氏阴性菌。具体步骤如下：
在340mL血清瓶中加入200ml无机盐培养液，通入高纯氮气(40mL/min)30min，以去除无机盐培养液中的溶解氧和血清瓶顶部的空气，加入20mL活性污泥和987μmol/L的氯苯，在30℃，160rpm进行富集培养。待氯苯的浓度为初始浓度的50％时，从中取出20mL富集液加至200mL新鲜的无机盐培养液中，再加入987μmol/L氯苯，30℃，160rpm厌氧培养至氯苯的浓度为初始浓度的50％。重复上述富集过程5次后，将最后一次富集液梯度稀释涂布至无机盐固体培养基，加入5μL氯苯作为唯一碳源。选择单菌落在LB固体培养基中划线分离纯化至有明显的单一纯种菌落(图1)。将备选菌株扩大培养后加入无机盐培养基，菌液接种量以细胞干重计39mg/L，并加入终浓度987μmol/L氯苯作为唯一碳源及能源，在30℃，160rpm培养进行验证，得到目的菌株ZJUTCB-1，通过透射电镜确定其外部形态(图2)。
无机盐培养液配方：(NH4)2SO4 0.66g/L，MgSO4 0.11g/L，K2SO4 0.12g/L，Na2HPO48.8g/L，NaH2PO4 4.56g/L，微量元素溶液1.25mL/L，维生素溶液0.62mL/L，溶剂为去离子水，pH＝7。
微量元素溶液配方：1.5g/L氨基三乙酸，3g/L MgSO4，0.5g/L MnSO4·H2O，1g/LNaCl，0.1g/L FeSO4·7H2O，0.1g/L CaCl2·2H2O，0.1g/LCoCl2·6H2O，0.13g/L ZnCl2，0.01g/LCuSO4·5H2O，0.01g/L AlK(SO4)2·12H2O，0.01g/L H3BO3，0.025g/L Na2MoO4，0.024g/LNiCl2·6H2O，0.025g/L Na2WO4·2H2O，溶剂为去离子水。
维生素溶液配方：0.2g/L Biotin(生物素)，0.2g/L Folic acid(叶酸)，1g/LPyridoxine HCl(盐酸吡哆辛)，0.5g/L Riboflavin(核黄素)，0.5g/L Thiamine(硫胺)，0.5g/L Nicotinic acid(烟酸)，0.5g/L Panthotenic acid(泛酸)，0.01g/L B-12，0.5g/LP-aminobenzoic acid(对氨基苯甲酸)，0.5g/L Thioctic acid(硫辛酸)，溶剂为去离子水。先将无机盐培养液110℃灭菌40min后，在超净台中加入微量元素溶液和维生素溶液，于室温放置2天，确定无杂菌生长。
无机盐固体培养基是在无机盐培养液中添加16～20g/L琼脂。
LB固体培养基配方：5g/L酵母粉，10g/L NaCl，10g/L蛋白胨，16～20g/L琼脂，溶剂为去离子水，pH＝7。
上述所有培养液需要经高温高压灭菌后使用，微量元素溶液和维生素溶液使用前经0.22μm滤膜过滤后于超净工作台内转移到无菌无机盐培养液中。
分离纯化并鉴定的菌株ZJUTCB-1有三种保藏形式(1)4℃LB斜面，每3个月需进行转接；(2)-80℃，30％甘油与LB菌液1:1混合；(3)菌种保藏中心冷冻干燥长期保存。
该菌在应用于氯苯废水/废气处理之前需活化，活化方法为：将低温保存的菌样常温解冻，涂布/划线于LB固态培养基中，挑单菌落转接2-3次。
2.菌株ZJUTCB-1的鉴定
通过16S rRNA序列分析和生理生化实验鉴定，确定该菌株ZJUTCB-1为Ochrobacterum sp.，具体步骤如下：
采用Ezup柱式细菌基因组DNA抽提试剂盒(生工生物工程股份有限公司)提取和纯化菌株的DNA，4℃保存。用细菌的通用引物对纯化的DNA进行PCR扩增，引物分别为7F(CAGAGTTTGATCCTGGCT)和1540R(AGGAGGTGATCCAGCCGCA)，PCR反应程序设定为94℃预变性4min，然后94℃变性45s，55℃退火45s，72℃延伸1min，循环30个周期，最后72℃修复延伸10min。将PCR产物纯化回收后进行测序(上海生物工程股份有限公司)，测序结果(见SEQ IDNO.1所示)上传至NCBI，获得登录号MH910616，同时同NCBI中的基因序列进行同源性比较，发现其属于Ochrobacterum属，与Ochrobacterum anthropi ATCC 49188的同源性为98％(图3)，将该菌株命名为苍白杆菌(Ochrobacterum sp.)ZJUTCB-1，并于2018年7月20日在中国典型培养物保藏中心(中国-武汉)进行专业保存，保藏号为CCTCC NO：M 2018490。
实施例2：Ochrobacterum sp.ZJUTCB-1的活化及好氧条件下对不同浓度氯苯的降解
在最佳环境因子条件(培养液pH＝7，培养温度30℃)下，考察了菌株ZJUTCB-1在好氧条件下，对初始浓度347.31-2604.80μmol/L氯苯的降解性能和细菌生长情况。结果表明，菌株能完全降解347.31-2604.80μmol/L的氯苯，平均速度为82.27-174.85μmol/(L·h)，氯苯被完全利用后，细菌ZJUTCB-1的质量也明显增加，具体实施步骤如下：
配制无机盐培养液(同实施例1)，用氢氧化钠或稀盐酸溶液调试pH至7，分装于平均体积为340mL的血清瓶中，每瓶50mL。
将菌株ZJUTCB-1接种至LB培养基，30℃，160rpm培养至对数期，将培养液离心，沉淀用无菌无机盐培养液洗涤3次后重悬，即为种子液。
取种子液接种至含无机盐培养液的血清瓶中，种子液接种量以细胞干重计39mg/L，加入987μmol/L氯苯作为唯一碳源，血清瓶用聚四氟乙烯瓶塞密封后，于30℃，160rpm摇床驯化48h。取驯化后的菌液分装于含有50mL无机盐培养液的340mL血清瓶中，菌液接种量以细胞干重计39mg/L，加入氯苯作为唯一碳源，并使其浓度分别达到347.31，520.96，868.27，1215.57，1736.53，2604.80μmol/L，血清瓶用聚四氟乙烯瓶塞密封后置于30℃，160rpm摇床培养，以相同条件下不加菌株ZJUTCB-1为对照。定时测定血清瓶中氯苯浓度及生物量，绘制降解曲线，并计算相应的平均降解速度，结果见图4中a、b。
图4中(a)、(b)为好氧条件下，菌株对不同初始浓度氯苯的降解和菌体的自身生长情况。结果表明，当氯苯浓度低于(包括)1736.53μmol/L时，ZJUTCB-1可以在14h内快速降解完添加的底物，同时细菌质量也明显增加，底物的浓度逐渐降低和细菌的大量繁殖，使得平均降解速度高达109.59，82.27，120.09，170.92，174.85μmol/(L·h)，随着底物浓度的增加，完全降解底物所需要的时间越长；当氯苯的浓度增高至2604.80μmol/L时，该菌初始16h对底物的降解较慢，这是因为高浓度的底物抑制了微生物的生长，使其生长受到限制，ZJUTCB-1不能在这段时间内大量繁殖，随后底物对细菌的抑制作用逐渐解除，菌快速降解氯苯。氯苯降解过程中大部分底物被用于微生物自身生长。
实施例3：Ochrobacterum sp.ZJUTCB-1的活化及厌氧条件下对不同浓度氯苯的降解
在最佳环境因子条件(培养液pH＝7，培养温度30℃)下，考察了菌株ZJUTCB-1在厌氧条件下，对初始浓度347.31-2604.80μmol/L氯苯的降解性能和细菌生长情况。结果表明，菌株能完全降解347.31-1736.53μmol/L氯苯，平均速度为97.39-210.38μmol/(L·h)，当氯苯浓度高达2604.80μmol/L时，该菌也可以在32h内完成88.24％的去除，平均去除速度为102.47μmol/(L·h)。氯苯被完全利用后，细菌ZJUTCB-1的质量也明显增加，具体实施步骤如下：
种子液的制备同实施例2。在50mL无机盐培养液中通入氮气30min以确保厌氧环境。取种子液接种至厌氧无机盐培养液中，种子液接种量以细胞干重计39mg/L，加入987μmol/L氯苯作为唯一碳源，血清瓶用聚四氟乙烯瓶塞密封后，于30℃，160rpm摇床驯化48h。取驯化后的菌液分装于含有50mL厌氧无机盐培养液的340ml的血清瓶中，使得菌浓度达到39mg/L(以细胞干重记)，加入氯苯作为唯一碳源，并使其浓度分别达到347.31，520.96，868.27，1215.57，1736.53，2604.80μmol/L，置于30℃，160rpm摇床培养，并做不加细菌的空白对照。定时测定血清瓶中的氯苯浓度及生物量，绘制菌株对于不同初始浓度氯苯的降解曲线，并计算相应的平均降解速度，结果见图5所示。
图5中(a)、(b)为厌氧条件下，菌株对不同初始浓度氯苯的降解和菌体的自身生长情况。结果表明，当氯苯浓度低于(包括)1215.57μmol/L时，ZJUTCB-1可以在8h内快速降解所添加的底物，同时细菌的质量也明显增加。底物的逐渐减少和细菌的大量繁殖，使得平均降解速度高达97.39，102.69，157.51，210.38μmol/(L·h)，随着底物浓度的增加，完全降解底物所需要的时间越长；当氯苯的浓度增高至1736.53μmol/L时，该菌初始9h对底物的降解较慢，这是因为高浓度的底物抑制了微生物的生长，ZJUTCB-1不能在这段时间内大量繁殖，但随着菌体质量增加，底物对细菌的抑制作用逐渐解除，开始快速降解氯苯。由于大部分底物被用于微生物自身生长，因此随着底物量增加，最终所得微生物质量也增加。
实施例4：不同浓度Ochrobacterum sp.ZJUTCB-1在好氧条件下对氯苯的降解
在最佳环境因子条件(培养液pH＝7，培养温度30℃)下，考察了不同初始浓度ZJUTCB-1在好氧条件下对868.27μmol/L氯苯的降解性能和细菌增长情况。结果表明，在50mL反应系统，初始菌体浓度维持在54mg/L较为合理，具体实施如下：
种子液的制备和驯化过程同实施例2，将驯化后的菌液在无菌条件下加入到无机盐培养液中使其初始浓度(以细胞干重计)分别达到24，39，54，62，70mg/L，随后加入868.27μmol/L氯苯作为唯一碳源，按实施例2密封、培养、定时检测细菌对氯苯的降解情况及细菌生长情况，结果见图6所示。
结果如图6中(a)、(b)所示，好氧条件下，868.27μmol/L氯苯可以在5-14h内被完全降解，初始加入的细菌的量对降解速度有明显的影响，初始菌体浓度为24，39，54mg/L时，平均降解速度为96.36，120.09，194.67μmol/(L·h)，当菌体浓度增加至62，70mg/L时，降解速度也有所提升，但提升量减小，这是因为菌体浓度过大时，环境中除了碳源外，其他因子也成为限制因素(无机元素、微量元素、溶解氧等)。(b)显示若底物被完全降解则生物量不再增加，而且会在短时间减少，可能是因为此时细胞开始死亡、裂解。
实施例5：不同浓度Ochrobacterum sp.ZJUTCB-1在厌氧条件下对氯苯的降解
在最佳环境因子条件(培养液pH＝7，培养温度30℃)下，考察了不同初始浓度ZJUTCB-1在厌氧条件下对868.27μmol/L氯苯的降解和细菌增长情况。结果表明，在50mL反应系统，初始菌体浓度维持在39mg/L较为合理。具体实施如下：
种子液的制备和驯化过程同实施例3，将种子液在无菌条件下加入到厌氧的无机盐培养液中使其初始浓度达到24，39，54，62，70mg/L，随后加入868.27μmol/L氯苯作为唯一碳源，按实施例3密封、培养、定时检测细菌对氯苯的降解情况及细菌生长情况，结果见图7所示。
结果如图7中(a)、(b)所示，厌氧条件下，868.27μmol/L氯苯可以在5-13h内被完全降解，初始加入的细菌的量对降解速度有明显的影响，初始菌体浓度为24，39mg/L时，平均降解速度为94.29，157.51μmol/(L·h)，虽然菌体浓度增加至54，62，70mg/L时，降解速度也有所提升，但是促进作用减小，这是因为菌体浓度过大时，环境中除了碳源外，其他因子也成为限制因素(无机元素、微量元素等)。
实施例6：Ochrobacterum sp.ZJUTCB-1对工业常见有机污染物降解性能探究
分别以甲苯、对二甲苯、1,2-二氯苯，正己烷这些工业中常见的有机污染物作为唯一碳源，考察该菌株ZJUTCB-1对这些有机物是否有降解能力。结果表明，菌株能降解这些有机污染物。具体实施方案如下：
按实施例2的方法制备并驯化种子液，取驯化后的菌液接种至含无机盐培养液的血清瓶中，种子液接种量以细胞干重计39mg/L，加入表1底物作为唯一碳源，血清瓶用聚四氟乙烯瓶塞密封后，于30℃，160rpm摇床驯化48h。以相同条件下不加菌株ZJUTCB-1为对照。定时测定血清瓶中菌体浓度，结果见表1所示。
表1 Ochrobacterumsp.ZJUTCB-1对其他VOCs的去除情况
Figure BDA0001872848960000071
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。
序列表
<110> 浙江工业大学
<120> 一株高效降解氯苯的苍白杆菌ZJUTCB-1及其应用
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1425
<212> DNA
<213> 苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)
<400> 1
ctggctcaga acgaacgctg gcggcaggct taacacatgc aagtcgagcg ccccgcaagg 60
ggagcggcag acgggtgagt aacgcgtggg aacgtacctt ttgctacgga ataactcagg 120
gaaacttgtg ctaataccgt atgtgcccga aaggggaaag atttatcggc aaaggatcgg 180
cccgcgttgg attagctagt tggtgaggta aaggctcacc aaggcgacga tccatagctg 240
gtctgagagg atgatcagcc acactgggac tgagacacgg cccagactcc tacgggaggc 300
agcagtgggg aatattggac aatgggcgca agcctgatcc agccatgccg cgtgagtgat 360
gaaggcccta gggttgtaaa gctctttcac cggtgaagat aatgacggta accggagaag 420
aagccccggc taacttcgtg ccagcagccg cggtaatacg aagggggcta gcgttgttcg 480
gatttactgg gcgtaaagcg cacgtaggcg gacttttaag tcaggggtga aatcccgggg 540
ctcaaccccg gaactgcctt tgatactgga agtcttgagt atggtagagg tgagtggaat 600
tccgagtgta gaggtgaaat tcgtagatat tcggaggaac accagtggcg aaggcggctc 660
actggaccat tactgacgct gaggtgcgaa agcgtgggga gcaaacagga ttagataccc 720
tggtagtcca cgccgtaaac gatgaatgtt agccgttggg gagtttactc ttcggtggcg 780
cagctaacgc attaaacatt ccgcctgggg agtacggtcg caagattaaa actcaaagga 840
attgacgggg gcccgcacaa gcggtggagc atgtggttta attcgaagca acgcgcagaa 900
ccttaccagc ccttgacata ccggtcgcgg acacagagat gtgtctttca gttcggctgg 960
accggataca ggtgctgcat ggctgtcgtc agctcgtgtc gtgagatgtt gggttaagtc 1020
ccgcaacgag cgcaaccctc gcccttagtt gccagcattc agttgggcac tctaagggga 1080
ctgccggtga taagccgaga ggaaggtggg gatgacgtca agtcctcatg gcccttacgg 1140
gctgggctac acacgtgcta caatggtggt gacagtgggc agcgagcacg cgagtgtgag 1200
ctaatctcca aaagccatct cagttcggat tgcactctgc aactcgagtg catgaagttg 1260
gaatcgctag taatcgcgga tcagcatgcc gcggtgaata cgttcccggg ccttgtacac 1320
accgcccgtc acaccatggg agttggtttt acccgaaggc gctgtgctaa ccgcaaggag 1380
gcaggcgacc acggtagggt cagcgactgg ggtgaagtcg taaca 1425

Claims (5)

1.苍白杆菌（Ochrobacterumsp.）ZJUTCB-1，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO:M2018490，保藏日期2018年7月20日，地址：中国-武汉-武汉大学，430072。
2.如权利要求1所述苍白杆菌ZJUTCB-1在降解有机污染物中的应用，其特征在于所述有机污染物包括甲苯、对二甲苯、氯苯、1,2-二氯苯或正己烷。
3.如权利要求2所述的应用，其特征在于所述的应用为：将苍白杆菌ZJUTCB-1接种至无机盐培养液中，加入有机污染物，在25-35℃、160rpm、pH=6-8条件下进行降解反应，实现对有机污染物的降解；所述无机盐培养液组成：0.66g/L (NH4)2SO4，0.11 g/LMgSO4，0.12 g/LK2SO4，8.8 g/LNa2HPO4，4.56 g/LNaH2PO4，1.25 mL/L微量元素溶液，0.62 mL/L维生素溶液，溶剂为去离子水，pH=7；所述微量元素溶液配方：1.5 g/L氨基三乙酸，3 g/LMgSO4，0.5g/LMnSO4·H2O，1 g/LNaCl，0.1g/LFeSO4·7H2O，0.1 g/LCaCl2·2H2O，0.1 g/LCoCl2·6H2O，0.13 g/L ZnCl2，0.01 g/LCuSO4·5H2O，0.01 g/LAlK(SO4)2·12H2O，0.01 g/LH3BO3，0.025g/LNa2MoO4，0.024 g/L NiCl2·6H2O，0.025 g/LNa2WO4·2H2O，溶剂为去离子水；维生素溶液配方：0.2 g/L生物素，0.2 g/L叶酸，1 g/L盐酸吡哆辛，0.5 g/L核黄素，0.5 g/L硫胺，0.5 g/L烟酸，0.5 g/L泛酸，0.01 g/LB-12，0.5 g/L对氨基苯甲酸，0.5 g/L硫辛酸，溶剂为去离子水。
4.如权利要求3所述的应用，其特征在于所述苍白杆菌ZJUTCB-1接种量以细胞干重计为20-70mg/L，所述有机污染物终浓度为300-3000μmol/L。
5.如权利要求3所述的应用，其特征在于所述苍白杆菌ZJUTCB-1先进行扩大培养，然后以种子液的形式接种至无机盐培养液进行驯化培养，将驯化后的菌液再以细胞干重计20-70mg/L的接种量接种至无机盐培养液进行降解反应，所述扩大培养和驯化培养方法为：将苍白杆菌ZJUTCB-1接种至LB培养基，30℃培养至对数期，将培养液离心，沉淀用无菌无机盐培养液洗涤后重悬，即为种子液；取种子液以细胞干重计39 mg/L接种量接种至含无机盐培养液的血清瓶中，加入987 μmol/L氯苯作为唯一碳源，血清瓶用聚四氟乙烯瓶塞密封后，于30℃，160 rpm摇床驯化48 h。
CN201811385402.2A 2018-11-20 2018-11-20 一株高效降解氯苯的苍白杆菌zjutcb-1及其应用 Active CN109370945B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811385402.2A CN109370945B (zh) 2018-11-20 2018-11-20 一株高效降解氯苯的苍白杆菌zjutcb-1及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811385402.2A CN109370945B (zh) 2018-11-20 2018-11-20 一株高效降解氯苯的苍白杆菌zjutcb-1及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109370945A CN109370945A (zh) 2019-02-22
CN109370945B true CN109370945B (zh) 2022-07-22

Family

ID=65377015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811385402.2A Active CN109370945B (zh) 2018-11-20 2018-11-20 一株高效降解氯苯的苍白杆菌zjutcb-1及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109370945B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110229766B (zh) * 2019-06-14 2021-06-08 浙江工业大学 氧化微杆菌及其在降解有机污染物中的应用
CN110982728B (zh) * 2019-10-10 2022-09-20 郑州轻工业学院 一种降解氯苯类挥发性有机物的菌株及其培养方法和应用
CN111254091B (zh) * 2020-01-20 2022-04-19 浙江工业大学 一种嗜麦芽窄食单胞菌gyh及其在降解氯代烃类污染物中的应用
CN112473360B (zh) * 2020-11-26 2022-08-05 浙江工业大学 一种微生物电解池厌氧处理氯苯废气的方法
CN113621534B (zh) * 2021-07-09 2023-04-11 中国科学院广州地球化学研究所 一种多氯联苯降解菌株p52-2及其应用
CN116396898A (zh) * 2023-03-10 2023-07-07 江苏诚冉环境修复工程有限公司 1，1，2-三氯乙烷降解菌及其应用

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100873054B1 (ko) * 2007-08-24 2008-12-09 전남대학교산학협력단 휘발성 방향족 탄화수소 분해 복합균주
CN101851582B (zh) * 2010-04-27 2012-05-30 北京大学 去除多环芳烃和/或降解多环芳烃的菌剂及其应用
CN104388334B (zh) * 2014-10-27 2017-06-27 浙江工业大学 一种液态复合菌剂的制备方法及其应用
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

Also Published As

Publication number Publication date
CN109370945A (zh) 2019-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109370945B (zh) 一株高效降解氯苯的苍白杆菌zjutcb-1及其应用
CN104673738B (zh) 一种异养硝化好氧反硝化细菌的驯化与筛选方法
CN109913387B (zh) 降解n-甲基吡咯烷酮的肠杆菌及在废水处理中的应用
CN102465103B (zh) 一株好氧反硝化甲基杆菌及其应用
CN112410272B (zh) 降解n,n-二甲基甲酰胺的副球菌及在废水处理中的应用
CN109182192A (zh) 一株好氧反硝化菌hy3-2及其在污水脱氮中的应用
CN105950501B (zh) 一株降解多环芳烃类有机污染物的泛菌
CN114214233A (zh) 一株苯乙烯降解菌及其应用
CN114456974B (zh) 一株可高效降解dmf的氧化硫副球菌及其在含dmf的废水处理中的应用
CN110229766B (zh) 氧化微杆菌及其在降解有机污染物中的应用
CN109609404B (zh) 芽孢杆菌hy-1及其降解有机污染物的应用
CN108277175A (zh) 2，4二硝基甲苯磺酸盐高效降解菌株Microbacterium sp.X3及其应用
CN109609414B (zh) 一株偏二甲肼降解菌株wp52及其应用
CN114933990B (zh) N-甲基吡咯烷酮降解同步反硝化菌及其应用
CN109280631B (zh) 一株磺胺二甲基嘧啶降解菌s-2及其应用
CN111378592B (zh) 地衣芽孢杆菌及该菌处理恶臭有机废水净化水体的方法
CN114806921B (zh) 以n-甲基吡咯烷酮为电子供体的反硝化菌及其应用
CN104745515A (zh) 一种降解多环芳烃的不动杆菌及其应用
CN116004459A (zh) 红球菌yz-1及其在降解有机污染物中的应用
CN105670965B (zh) 一种具有铁还原能力的菌种及其应用
CN108034613A (zh) 一株2，4-二硝基甲苯磺酸盐高效降解菌株Sphingomonas sp.X4及其应用
CN107988124A (zh) 一株2,4-二硝基甲苯磺酸盐高效降解菌株Brucella sp.X2及其应用
CN108410758B (zh) 三氮唑降解菌及其在含三氮唑废水处理中的应用
CN102899263B (zh) 一株具有完全反硝化酶系的兼性厌氧反硝化细菌及其用途
CN112899185A (zh) 一株黑臭底泥中苯并[a]蒽降解菌的筛选及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhang Shihan

Inventor after: Ying Zanbin

Inventor after: You Juping

Inventor after: Chen Jianmeng

Inventor before: Zhang Shihan

Inventor before: Ying Zanzan

Inventor before: You Juping

Inventor before: Chen Jianmeng

SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant