CN109663582B - 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 - Google Patents
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 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109663582B CN109663582B CN201811325432.4A CN201811325432A CN109663582B CN 109663582 B CN109663582 B CN 109663582B CN 201811325432 A CN201811325432 A CN 201811325432A CN 109663582 B CN109663582 B CN 109663582B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- harmful heavy
- adsorbent
- heavy metal
- heavy metals
- agar
- 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
Links
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 63
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 title claims abstract description 30
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 title claims abstract description 30
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 241001506766 Xanthium Species 0.000 title claims abstract description 28
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 title claims abstract description 24
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims abstract description 63
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 57
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 claims abstract description 41
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 claims abstract description 34
- 239000008272 agar Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims abstract description 26
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims abstract description 26
- 238000009629 microbiological culture Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims description 21
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 16
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 16
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 16
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 9
- 241000062071 Kocuria sp. Species 0.000 claims description 9
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 claims description 8
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 claims description 8
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- 239000012465 retentate Substances 0.000 claims description 8
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 235000014347 soups Nutrition 0.000 claims description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 8
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 4
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 claims description 3
- 241000620877 Ruditapes philippinarum Species 0.000 claims description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 3
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 2
- 241001445332 Coxiella <snail> Species 0.000 claims 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 21
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 abstract description 8
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 abstract description 8
- 239000008399 tap water Substances 0.000 abstract description 8
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 abstract description 8
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 abstract description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 5
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002444 Exopolysaccharide Polymers 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 3
- 108020004465 16S ribosomal RNA Proteins 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 229910000617 Mangalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 2
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 2
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 2
- 241000561734 Celosia cristata Species 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical group [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- 241000579722 Kocuria Species 0.000 description 1
- 206010024642 Listless Diseases 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N Tritium Chemical compound [3H] YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+) Chemical compound [Cd+2] WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 1
- 229910001430 chromium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 208000017971 listlessness Diseases 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910001437 manganese ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000008897 memory decline Effects 0.000 description 1
- -1 mercury ions Chemical class 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
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
-
- 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
- B01J2220/4825—Polysaccharides or cellulose materials, e.g. starch, chitin, sawdust, wood, straw, cotton
-
- 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
-
- 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
- C02F2101/206—Manganese or manganese compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
本发明涉及水污染处理技术领域，为解决现有自来水中重金属吸附去除的效果不理想的问题，本发明提供了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。所述方法包括以下步骤：1)培育菌株：将所选考克氏菌接种于微生物培养液中形成菌液，对菌液所选菌株进行培育；2)提取絮凝剂：对培育好的菌液进行浓缩，进行透析和离心分离后提取得到微生物絮凝剂；3)制备吸附剂：将微生物絮凝剂溶于琼脂和淀粉的混合水溶液中，凝固后制得有害重金属吸附剂。本发明方法整体步骤简洁，制备效率和产率均较高；所制得的吸附剂具有安全无害的优点，可直接添加到饮用水中，实现对有害重金属成分的吸附去除，并且对有害重金属成分吸附效率高、吸附效果好。
Description
技术领域
本发明涉及水污染处理技术领域，尤其涉及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。
背景技术
人们在生产生活中使用的水大多为自来水，主要是通过自来水厂将从地下水或河水等水源抽取的水进行处理获得。由于部分水源受到工业或生活污水排放影响而导致重金属含量超标，虽然在供人畜饮用前经过自来水厂的处理，但是部分重金属的含量依然处于较高的指标，部分甚至超标；另外城市自来水输水管路老旧也会导致重金属如铅等渗入水体中造成重金属含量超标。
如新加坡联合早报网2016年3月17日报道，美国有600万人的自来水受到重金属铅污染。法新社引述《今日美国》的报道称，美国有2000个自来水系统受到铅污染，水中的含铅量比联邦条例许可的含量高。报道也说，美国全部50个州都出现含铅量高于联邦条例许可的情况。
又如2016年3月，江苏省质监局发布电水壶等小家电产品的抽检报告：部分样品使用的钢材是高锰钢，使用时很容易析出重金属，长期使用会让人记忆力衰退、精神萎靡，而其中55.6％的电水壶都存在这样的问题，锰含量在10％左右。
另外，城市供水系统普遍采用的二次供水高位水箱，常常出现管理不善导致清洗不及时而出现的自来水污染，也使得居民饮用水中重金属离子超标的风险大增。
居民生活饮用水重金属超标的情况原因很多，除上述外，由于工业污染加重导致饮用水水源地受污染，自来水厂难以全部或勉强可以实现水质重金属指标达标，大多数居民难以喝到优质水，甚至简单的煮沸都可能导致处于达标临界点的合格水变成不合格水。
而目前市场上虽然出售具有重金属脱除功能的净水器，净水器主要靠内部的滤芯对金属离子进行吸附脱除，长期使用后滤芯的吸附能力达到饱和，脱除重金属离子的能力下降，而部分重金属离子还有可能从滤芯上脱附重新进入水体被人引饮用，带来健康风险，而普通市民缺少净水器的维护保养知识和意识，不能对滤芯进行及时科学的更换。除以上原因外不排除其它潜在原因都会导致饮用水存在饮用健康隐患，因此需要对饮用水进行饮用前的重金属终端脱除。
生物吸附法是新兴的水处理方法，具有成本低、可处理低浓度重金属水体、适用的pH值与温度范围宽等优点。生物吸附法包括微生物体吸附法，微生物体吸附主要是利用细胞壁表面具有的络合、配位基团与金属离子形成离子键达到吸附目的，但是微生物体在水中生存条件要求较为严苛限制了微生物体吸附的应用。而微生物体分泌物主要是微生物体分泌的细菌胞外多糖、荚膜多糖等。胞外多糖具有较大的比表面积、丰富的表面羧基、氨基等和强负电性，对重金属具有较强的吸附能力。目前的多数研究肯定了胞外多糖在微生物体吸附过程中的吸附作用，但是专门将胞外多糖分离进行吸附重金属的研究还较少，尤其是用于饮用水饮用前的重金属处理，而且从部分微生物体上分离胞外多糖制备的吸附剂的吸附效率低，吸附剂性能不稳定。
发明内容
为解决现有自来水中有害重金属吸附去除的效果不理想的问题，本发明提供了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。其旨在实现所制得的吸附剂能够有效吸附去除饮用水中对人体有害的重金属成分，如铅和锰等有害重金属，并且保持长期的高效性同时确保对人体安全无毒的目的。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
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，所述方法包括以下步骤：
1)培育菌株：将所选考克氏菌接种于微生物培养液中形成菌液，对菌液所选菌株进行培育；
2)提取絮凝剂：对培育好的菌液进行浓缩，进行透析和离心分离后提取得到微生物絮凝剂；
3)制备吸附剂：将微生物絮凝剂溶于琼脂和淀粉的混合水溶液中，凝固后制得有害重金属吸附剂。
对接种后的所选考克氏菌菌种进行扩大培育，培育后浓缩利于后续透析和离心分离步骤的进行，能够加快后续透析和离心分离的进度并提高微生物絮凝剂的浓度，经过透析和离心分离能够有效去除菌株和其余杂质成分，使其仅余有效成分微生物絮凝剂，再在琼脂和淀粉的混合水溶液中共同凝固即可方便地制得有害重金属吸附剂。整体工艺较为简洁，能够有效且高效率地制备得有害重金属吸附剂，并且所制得有害重金属吸附剂中有效成分含量可控，纯度较高杂质较少。
本发明所采用的海洋考克氏菌菌株Kocuria sp.GHF12是从菲律宾蛤仔黏附淤泥中分离获得，经实验发现该海洋考克氏菌菌株Kocuria sp.GHF12的代谢产物为具有较高絮凝活性的胞外多糖。
上述海洋考克氏菌菌株Kocuria sp.GHF12已于2018年10月12日向中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心提交保藏，保藏地址：中国，北京，中国科学院微生物研究所，保藏编号CGMCC No.16579，建议类命名为Kocuria sp.；上述海洋考克氏菌菌株Kocuria sp.GHF12的16S rDNA全序列(1267bp)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，登录号为KX702258，其全序列如下：
acgtgagtaa cctgcccttg actctgggat aagcccggga aactgggtct aatactggat
gctacatgtc accgcatggt ggtgtgtgga aagggtttac tggtcttgga tgggctcacg
gcctatcagc ttgttggtga ggtaatggct caccaaggcg acgacgggta gccggcctga
gagggtgacc ggccacactg ggactgagac acggcccaga ctcctacggg aggcagcagt
ggggaatatt gcacaatggg cgaaagcctg atgcagcgac gccgcgtgag ggatgacggc
cttcgggttg taaacctctt tcagcaggga agaagccaca agtgacggta cctgcagaag
aagcgccggc taactacgtg ccagcagccg cggtaatacg tagggcgcaa gcgttgtccg
gaattattgg gcgtaaagag ctcgtaggcg gtttgtcgcg tctgctgtga aagcccgggg
cttaaccccg ggtgtgcagt gggtacgggc agactagagt gcagtagggg agactggaat
tcctggtgta gcggtggaat gcgcagatat caggaggaac accgatggcg aaggcaggtc
tctgggctgt tactgacgct gaggagcgaa agcatgggga gcgaacagga ttagataccc
tggtagtcca tgccgtaaac gttgggcact aggtgtgggg gacattccac gttttccgcg
ccgtagctaa cgcattaagt gccccgcctg gggagtacgg ccgcaaggct aaaactcaaa
ggaattgacg ggggcccgca caagcggcgg agcatgcgga ttaattcgat gcaacgcgaa
gaaccttacc aaggcttgac atataccgga tcgttccaga gatggttctt cccctttggg
gtcggtatac aggtggtgca tggttgtcgt cagctcgtgt cgtgagatgt tgggttaagt
cccgcaacga gcgcaaccct cgttccatgt tgccagcacg tgatggtggg gactcatggg
agactgccgg ggtcaactcg gaggaaggtg gggatgacgt caaatcatca tgccccttat
gtcttgggct tcacgcatgc tacaatggcc ggtacaaagg gttgcgatac tgtgaggtgg
agctaatccc aaaaagccgg tctcagttcg gattgaggtc tgcaactcga cctcatgaag
tcggagtcgc tagtaatcgc agatcagcaa cgctgcggtg aatacgttcc cgggccttgt
acacacc。
作为优选，步骤1)所述微生物培养液中含有以下重量百分比的物质：马铃薯汁5～8％、蛤肉汤1～3％、磷酸氢二钾0.06～0.18％和葡萄糖2～3％，余量为陈化海水。
该微生物培养液中的营养成分能够满足菌种扩大培育的需求，并且能够提高胞外多糖，即所需的有效成分微生物絮凝剂的产量。
作为优选，步骤1)所述培育条件为：在25～30℃环境中，置于150～200r/min的摇床上培育3～5d。
菌种在扩大培育过程中经充分振荡能够使得其扩大培育效果更优，菌种生长分布更加均匀、更加分散且有利于提高其与微生物培养液的平均接触面积，进而实现提高微生物絮凝剂产量的目的。
作为优选，步骤2)所述浓缩过程将菌液浓缩至原体积的9～12％。
浓缩过程采用旋蒸的方式对菌液进行浓缩，将菌液浓缩后可使得菌液中有效成分微生物絮凝剂浓度提高，进而可简化后续透析和离心分离的步骤，提高透析和离心分离的效率。
作为优选，步骤2)所述透析过程为：将浓缩后的菌液装入透析袋中，透析36～60h。
透析袋优选为2000～5000道尔顿透析袋，透析过程将菌株和菌液中盐分、葡萄糖等小分子物质分离，将菌株及菌株外包覆的胞外多糖截留于透析袋中，即实现减少杂质的目的，提高了微生物絮凝剂的清洁程度。
作为优选，步骤2)所述离心分离的过程为：将透析后的截留物利用离心机去除沉淀，留下上清液，随后向上清液中加入无水乙醇，低温静置沉淀18～30h后再利用离心机将沉淀分离，提取得到微生物絮凝剂。
无水乙醇优选为预冷至4～6℃的无水乙醇，低温静置沉淀在4～6℃环境下进行，其能够保持微生物絮凝剂的活性，并且能够进一步沉降以提高所制得微生物絮凝剂的纯度。
作为优选，步骤3)所述琼脂和淀粉的混合水溶液中，所用琼脂、淀粉和水的质量比为(2～6)：(2～6)：100。
琼脂和淀粉不会对微生物絮凝剂的吸附有害重金属能力造成影响，能够保持其特性。
作为优选，所述步骤3)制备吸附剂的具体步骤为：将琼脂和淀粉加入至水中，搅拌的同时进行加热至琼脂完全溶解，随后冷却至45～60℃时将微生物絮凝剂加入至琼脂和淀粉的混合水溶液中，混合均匀后静置冷却，凝固后即得到吸附剂。
利用琼脂和淀粉对微生物絮凝剂进行均匀分散和凝固固定后，微生物絮凝剂的性能更加稳定，使得整体吸附剂对有害重金属成分的吸附性更加稳定且具备更高的吸附率。
作为优选，凝固后得到的吸附剂可进一步置于85～95℃条件下烘至干燥，即可得到干燥的吸附剂。
干燥后的吸附剂更有利于保存和运输。
本发明的有益效果是：
1)本发明方法整体步骤简洁，制备效率和产率均较高；
2)所制得的吸附剂具有安全无害的优点；
3)所制得的吸附剂可直接添加到饮用水中，实现对有害重金属成分的吸附去除；
4)具有对有害重金属成分吸附效率高和吸附效果好的优点。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
如无特殊说明，本发明实施例中所用原料均为可从市场购得购得或本领域常用原料；如无特殊说明，本发明实施例中所用方法均为本领域的常规方法。
本发明所采用的海洋考克氏菌菌株Kocuria sp.GHF12是从菲律宾蛤仔黏附淤泥中分离获得，经实验发现该海洋考克氏菌菌株Kocuria sp.GHF12的代谢产物为具有较高絮凝活性的胞外多糖。海洋考克氏菌菌株Kocuria sp.GHF12的16S rDNA全序列(1267bp)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，登录号为KX702258。
实施例1
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，所述方法包括以下步骤：
1)培育菌株：配制2.7L的微生物培养液，微生物培养液中含有以下重量百分比的物质：马铃薯汁5、蛤肉汤1％、磷酸氢二钾0.06％和葡萄糖2％，余量为陈化海水；将所选考克氏菌接种于微生物培养液中形成菌液，对菌液所选菌株进行培育，所述培育条件为：在30℃环境中，置于150r/min的摇床上培育3d；
2)提取絮凝剂：对培育好的菌液进行浓缩，浓缩过程将菌液浓缩至原体积的12％，将浓缩后的菌液装入2000道尔顿透析袋中，透析60h，随后将透析后的截留物利用离心机以6000r/min的转速去除沉淀，留下上清液，随后向上清液中加入其2倍体积且预冷至6℃的无水乙醇，在6℃条件下静置30h后再利用离心机再以6000r/min的转速将沉淀分离，提取得到微生物絮凝剂；
3)制备吸附剂：将6g的琼脂和2g的淀粉加入至100mL的纯水中，搅拌的同时进行加热至琼脂完全溶解，随后冷却至45℃时将微生物絮凝剂加入至琼脂和淀粉的混合水溶液中，混合均匀后静置冷却，凝固后即得到吸附剂。
实施例2
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，所述方法包括以下步骤：
1)培育菌株：配制3.0L的微生物培养液，微生物培养液中含有以下重量百分比的物质：马铃薯汁8％、蛤肉汤3％、磷酸氢二钾0.18％和葡萄糖3％，余量为陈化海水；将所选考克氏菌接种于微生物培养液中形成菌液，对菌液所选菌株进行培育，所述培育条件为：在25℃环境中，置于200r/min的摇床上培育5d；
2)提取絮凝剂：对培育好的菌液进行浓缩，浓缩过程将菌液浓缩至原体积的9％，将浓缩后的菌液装入5000道尔顿透析袋中，透析36h，随后将透析后的截留物利用离心机以6000r/min的转速去除沉淀，留下上清液，随后向上清液中加入其2倍体积且预冷至4℃的无水乙醇，在4℃条件下静置沉淀18h后再利用离心机再以6000r/min的转速将沉淀分离，提取得到微生物絮凝剂；
3)制备吸附剂：将2g的琼脂和6g的淀粉加入至100mL的纯水中，搅拌的同时进行加热至琼脂完全溶解，随后冷却至60℃时将微生物絮凝剂加入至琼脂和淀粉的混合水溶液中，混合均匀后静置冷却，凝固后即得到吸附剂。
实施例3
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，所述方法包括以下步骤：
1)培育菌株：配制2.7L的微生物培养液，微生物培养液中含有以下重量百分比的物质：马铃薯汁6.5％、蛤肉汤1.5％、磷酸氢二钾0.12％和葡萄糖2.25％，余量为陈化海水；将所选考克氏菌接种于微生物培养液中形成菌液，对菌液所选菌株进行培育，所述培育条件为：在27℃环境中，置于180r/min的摇床上培育4d；
2)提取絮凝剂：对培育好的菌液进行浓缩，浓缩过程将菌液浓缩至300mL，将浓缩后的菌液装入2000道尔顿透析袋中，透析48h，随后将透析后的截留物利用离心机以6000r/min的转速去除沉淀，留下上清液，随后向上清液中加入其2倍体积且预冷至4℃的无水乙醇，在4℃条件下静置沉淀24h后再利用离心机再以6000r/min的转速将沉淀分离，提取得到微生物絮凝剂；
3)制备吸附剂：将4g的琼脂和4g的淀粉加入至100mL的纯水中，搅拌的同时进行加热至琼脂完全溶解，随后冷却至50℃时将微生物絮凝剂加入至琼脂和淀粉的混合水溶液中，混合均匀后静置冷却，凝固后即得到吸附剂。
实施例4
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，所述方法包括以下步骤：
1)培育菌株：配制2.7L的微生物培养液，微生物培养液中含有以下重量百分比的物质：马铃薯汁6.5％、蛤肉汤1.5％、磷酸氢二钾0.12％和葡萄糖2.25％，余量为陈化海水；将所选考克氏菌接种于微生物培养液中形成菌液，对菌液所选菌株进行培育，所述培育条件为：在27℃环境中，置于180r/min的摇床上培育4d；
2)提取絮凝剂：对培育好的菌液进行浓缩，浓缩过程将菌液浓缩至300mL，将浓缩后的菌液装入2000道尔顿透析袋中，透析48h，随后将透析后的截留物利用离心机以6000r/min的转速去除沉淀，留下上清液，随后向上清液中加入其2倍体积且预冷至4℃的无水乙醇，在4℃条件下静置沉淀24h后再利用离心机再以6000r/min的转速将沉淀分离，提取得到微生物絮凝剂；
3)制备吸附剂：将2g的琼脂和4g的淀粉加入至100mL的纯水中，搅拌的同时进行加热至琼脂完全溶解，随后冷却至50℃时将微生物絮凝剂加入至琼脂和淀粉的混合水溶液中，混合均匀后静置冷却，凝固后即得到吸附剂，进一步置于95℃条件下烘至干燥，即可得到干燥的吸附剂。
实施例5
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，所述方法包括以下步骤：
1)培育菌株：配制2.7L的微生物培养液，微生物培养液中含有以下重量百分比的物质：马铃薯汁6.5％、蛤肉汤1.5％、磷酸氢二钾0.12％和葡萄糖2.25％，余量为陈化海水；将所选考克氏菌接种于微生物培养液中形成菌液，对菌液所选菌株进行培育，所述培育条件为：在27℃环境中，置于180r/min的摇床上培育4d；
2)提取絮凝剂：对培育好的菌液进行浓缩，浓缩过程将菌液浓缩至300mL，将浓缩后的菌液装入5000道尔顿透析袋中，透析48h，随后将透析后的截留物利用离心机以6000r/min的转速去除沉淀，留下上清液，随后向上清液中加入其2倍体积且预冷至4℃的无水乙醇，在4℃条件下静置沉淀24h后再利用离心机再以6000r/min的转速将沉淀分离，提取得到微生物絮凝剂；
3)制备吸附剂：将4g的琼脂和2g的淀粉加入至100mL的纯水中，搅拌的同时进行加热至琼脂完全溶解，随后冷却至50℃时将微生物絮凝剂加入至琼脂和淀粉的混合水溶液中，混合均匀后静置冷却，凝固后即得到吸附剂，进一步置于85℃条件下烘至干燥，即可得到干燥的吸附剂。
实施例6
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，所述方法包括以下步骤：
1)培育菌株：配制2.7L的微生物培养液，微生物培养液中含有以下重量百分比的物质：马铃薯汁6.5％、蛤肉汤1.5％、磷酸氢二钾0.12％和葡萄糖2.25％，余量为陈化海水；将所选考克氏菌接种于微生物培养液中形成菌液，对菌液所选菌株进行培育，所述培育条件为：在27℃环境中，置于180r/min的摇床上培育4d；
2)提取絮凝剂：对培育好的菌液进行浓缩，浓缩过程将菌液浓缩至300mL，将浓缩后的菌液装入2000道尔顿透析袋中，透析48h，随后将透析后的截留物利用离心机以6000r/min的转速去除沉淀，留下上清液，随后向上清液中加入其2倍体积且预冷至4℃的无水乙醇，在4℃条件下静置沉淀24h后再利用离心机再以6000r/min的转速将沉淀分离，提取得到微生物絮凝剂；
3)制备吸附剂：将4g的琼脂和6g的淀粉加入至100mL的纯水中，搅拌的同时进行加热至琼脂完全溶解，随后冷却至50℃时将微生物絮凝剂加入至琼脂和淀粉的混合水溶液中，混合均匀后静置冷却，凝固后即得到吸附剂，进一步置于90℃条件下烘至干燥，即可得到干燥的吸附剂。
利用实施例1～6所制得的吸附剂对待测液进行吸附检测，待测液为纯水配制的有害重金属盐溶液，其分别为含二价锰离子的锰液、含六价铬离子的铬液、含二价镉离子的镉液、含二价铜离子的铜液、含二价铅离子的铅液和含一价或二价汞离子的汞液，其浓度依次为0.5mg/L、0.25mg/L、0.025mg/L、2.0mg/L、0.05mg/L和0.01mg/L。每种待测液分组后各取六份、每份50mL，每组每份中各加入实施例1～6所制得的吸附剂10g，摇晃十分钟后检测铬待测液中所含重金属离子的浓度，计算吸附率。其结果如下表表1所示。
表1实施例1～6对有害重金属离子的吸附检测结果
序列表
<110> 浙江海洋大学
<120> 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
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1267
<212> DNA
<213> 考克氏菌(Kocuria sp. strain GHF12)
<400> 1
acgtgagtaa cctgcccttg actctgggat aagcccggga aactgggtct aatactggat 60
gctacatgtc accgcatggt ggtgtgtgga aagggtttac tggtcttgga tgggctcacg 120
gcctatcagc ttgttggtga ggtaatggct caccaaggcg acgacgggta gccggcctga 180
gagggtgacc ggccacactg ggactgagac acggcccaga ctcctacggg aggcagcagt 240
ggggaatatt gcacaatggg cgaaagcctg atgcagcgac gccgcgtgag ggatgacggc 300
cttcgggttg taaacctctt tcagcaggga agaagccaca agtgacggta cctgcagaag 360
aagcgccggc taactacgtg ccagcagccg cggtaatacg tagggcgcaa gcgttgtccg 420
gaattattgg gcgtaaagag ctcgtaggcg gtttgtcgcg tctgctgtga aagcccgggg 480
cttaaccccg ggtgtgcagt gggtacgggc agactagagt gcagtagggg agactggaat 540
tcctggtgta gcggtggaat gcgcagatat caggaggaac accgatggcg aaggcaggtc 600
tctgggctgt tactgacgct gaggagcgaa agcatgggga gcgaacagga ttagataccc 660
tggtagtcca tgccgtaaac gttgggcact aggtgtgggg gacattccac gttttccgcg 720
ccgtagctaa cgcattaagt gccccgcctg gggagtacgg ccgcaaggct aaaactcaaa 780
ggaattgacg ggggcccgca caagcggcgg agcatgcgga ttaattcgat gcaacgcgaa 840
gaaccttacc aaggcttgac atataccgga tcgttccaga gatggttctt cccctttggg 900
gtcggtatac aggtggtgca tggttgtcgt cagctcgtgt cgtgagatgt tgggttaagt 960
cccgcaacga gcgcaaccct cgttccatgt tgccagcacg tgatggtggg gactcatggg 1020
agactgccgg ggtcaactcg gaggaaggtg gggatgacgt caaatcatca tgccccttat 1080
gtcttgggct tcacgcatgc tacaatggcc ggtacaaagg gttgcgatac tgtgaggtgg 1140
agctaatccc aaaaagccgg tctcagttcg gattgaggtc tgcaactcga cctcatgaag 1200
tcggagtcgc tagtaatcgc agatcagcaa cgctgcggtg aatacgttcc cgggccttgt 1260
acacacc 1267
Claims (9)
1.一种考克氏菌活性多糖在吸附有害重金属中的应用，其特征在于，将考克氏菌活性多糖制备成有害重金属吸附剂，用于吸附有害重金属，所述制备方法包括以下步骤：
1）培育菌株：将所选考克氏菌接种于微生物培养液中形成菌液，对菌液所选菌株进行培育，所述考克氏菌菌株为从菲律宾蛤仔黏附淤泥中分离获得Kocuria sp.GHF12；
2）提取絮凝剂：对培育好的菌液进行浓缩，进行透析和离心分离后提取得到微生物絮凝剂；
3）制备吸附剂：将微生物絮凝剂溶于琼脂和淀粉的混合水溶液中，凝固后制得有害重金属吸附剂。
2.根据权利要求1所述的一种考克氏菌活性多糖在吸附有害重金属中的应用，其特征在于，步骤1）所述微生物培养液中含有以下重量百分比的物质：马铃薯汁5～8%、蛤肉汤1～3%、磷酸氢二钾0.06～0.18%和葡萄糖2～3%，余量为陈化海水。
3.根据权利要求1所述的一种考克氏菌活性多糖在吸附有害重金属中的应用，其特征在于，步骤1）所述培育条件为：在25～30℃环境中，置于150～200r/min的摇床上培育3～5d。
4.根据权利要求1所述的一种考克氏菌活性多糖在吸附有害重金属中的应用，其特征在于，步骤2）所述浓缩过程将菌液浓缩至原体积的9～12%。
5.根据权利要求1所述的一种考克氏菌活性多糖在吸附有害重金属中的应用，其特征在于，步骤2）所述透析过程为：将浓缩后的菌液装入透析袋中，透析36～60h。
6.根据权利要求1所述的一种考克氏菌活性多糖在吸附有害重金属中的应用，其特征在于，步骤2）所述离心分离的过程为：将透析后的截留物利用离心机去除沉淀，留下上清液，随后向上清液中加入无水乙醇，低温静置沉淀18～30h后再利用离心机将沉淀分离，提取得到微生物絮凝剂。
7.根据权利要求1所述的一种考克氏菌活性多糖在吸附有害重金属中的应用，其特征在于，步骤3）所述琼脂和淀粉的混合水溶液中，所用琼脂、淀粉和水的质量比为（2～6）：（2～6）：100。
8.根据权利要求1所述的一种考克氏菌活性多糖在吸附有害重金属中的应用，其特征在于，所述步骤3）制备吸附剂的具体步骤为：将琼脂和淀粉加入至水中，搅拌的同时进行加热至琼脂完全溶解，随后冷却至45～60℃时将微生物絮凝剂加入至琼脂和淀粉的混合水溶液中，混合均匀后静置冷却，凝固后即得到吸附剂。
9.根据权利要求8所述的一种考克氏菌活性多糖在吸附有害重金属中的应用，其特征在于，凝固后得到的吸附剂进一步置于85～95℃条件下烘至干燥，即得到干燥的吸附剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811325432.4A CN109663582B (zh) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811325432.4A CN109663582B (zh) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109663582A CN109663582A (zh) | 2019-04-23 |
| CN109663582B true CN109663582B (zh) | 2021-09-17 |
Family
ID=66141983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811325432.4A Active CN109663582B (zh) | 2018-11-08 | 2018-11-08 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109663582B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000084538A (ja) * | 1998-09-11 | 2000-03-28 | Pentel Kk | 重金属イオンの除去方法 |
| CN104591334A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-05-06 | 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 |
| CN106119153A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-11-16 | 厦门大学 | 一株海洋细菌产生的胞外多糖在重金属吸附中的应用 |
| CN107469782A (zh) * | 2017-08-14 | 2017-12-15 | 浙江海洋大学 | 饮用水重金属高效吸附剂 |
| CN107523515A (zh) * | 2017-08-14 | 2017-12-29 | 浙江海洋大学 | 基于细菌胞外多糖的饮用水重金属吸附剂 |
| CN107574184A (zh) * | 2017-09-18 | 2018-01-12 | 浙江海洋大学 | 一种利用海洋盐单胞菌属菌株制备重金属吸附剂的方法 |
-
2018
- 2018-11-08 CN CN201811325432.4A patent/CN109663582B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000084538A (ja) * | 1998-09-11 | 2000-03-28 | Pentel Kk | 重金属イオンの除去方法 |
| CN104591334A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-05-06 | 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 |
| CN106119153A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-11-16 | 厦门大学 | 一株海洋细菌产生的胞外多糖在重金属吸附中的应用 |
| CN107469782A (zh) * | 2017-08-14 | 2017-12-15 | 浙江海洋大学 | 饮用水重金属高效吸附剂 |
| CN107523515A (zh) * | 2017-08-14 | 2017-12-29 | 浙江海洋大学 | 基于细菌胞外多糖的饮用水重金属吸附剂 |
| CN107574184A (zh) * | 2017-09-18 | 2018-01-12 | 浙江海洋大学 | 一种利用海洋盐单胞菌属菌株制备重金属吸附剂的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 菲律宾蛤仔黏附污泥天然生物絮凝剂的微生态机制研究;崔霞;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》;20180715(第07期);第33-35页和第39-49页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109663582A (zh) | 2019-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| 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 | |
| CN113444661B (zh) | 一株新鞘氨醇杆菌及其在废水除磷中的应用 | |
| 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 | |
| CN107574219B (zh) | 一种利用复配菌剂制备重金属高效吸附剂的方法 | |
| CN103214101A (zh) | 一种微生物絮凝剂及其制备与用途 | |
| CN109382074B (zh) | 一种去除饮用水有害重金属的吸附剂 | |
| CN107473404B (zh) | 一种自成型块状碳载体固定微生物的净水剂及其制备方法 | |
| CN107469782B (zh) | 饮用水重金属高效吸附剂 | |
| CN110499270B (zh) | 一株嗜碱兼氧反硝化细菌及其应用 | |
| CN110218682B (zh) | 一株假真菌样芽孢杆菌及其在污泥减量中的应用 | |
| 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 | |
| CN113061556A (zh) | 油脂分解菌制剂 | |
| CN107523515B (zh) | 基于细菌胞外多糖的饮用水重金属吸附剂 | |
| CN110643554B (zh) | 一株能够高效去除水体中无机磷的菌株及其应用 | |
| CN108570325B (zh) | 用于高盐土壤修复的微生物制剂及其制备方法 | |
| CN109576161B (zh) | 一种能去除高重金属含量水体中的重金属的小球藻w1及其应用 | |
| CN112299562A (zh) | 利用酵母分泌物促进微藻降解碳、氮、磷的方法 | |
| CN113249276B (zh) | 一种蜡样芽孢杆菌及其应用 | |
| CN111378592A (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 | |
| CN115851450A (zh) | 极细枝孢霉nxy8、菌丝球及其在高盐废水处理中的应用 | |
| 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 | |
| CN106007238B (zh) | 一种去除含铬污水污染物的方法 | |
| CN109987720B (zh) | 一种希瓦氏菌膜处理污水重金属离子的方法 | |
| CN108384777B (zh) | 土壤修复用多孔微生物制剂的制备方法 | |
| CN113830902A (zh) | 脱氮副球菌在去除高盐废水中硝态氮中的应用 |
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 |