CN113862163A - 具有除重金属离子作用的青霉、菌剂及其应用 - Google Patents

具有除重金属离子作用的青霉、菌剂及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113862163A
CN113862163A CN202111335196.6A CN202111335196A CN113862163A CN 113862163 A CN113862163 A CN 113862163A CN 202111335196 A CN202111335196 A CN 202111335196A CN 113862163 A CN113862163 A CN 113862163A
Authority
CN
China
Prior art keywords
penicillium
concentration
heavy metal
metal ions
microbial inoculum
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.)
Pending
Application number
CN202111335196.6A
Other languages
English (en)
Inventor
高义军
王绍平
汪令松
王广成
李伟
刘兵
王进
岳正波
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.)
Hefei University of Technology
Anhui Masteel Mining Resources Group Nanshan Mining Co Ltd
Original Assignee
Hefei University of Technology
Anhui Masteel Mining Resources Group Nanshan Mining Co Ltd
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 Hefei University of Technology, Anhui Masteel Mining Resources Group Nanshan Mining Co Ltd filed Critical Hefei University of Technology
Priority to CN202111335196.6A priority Critical patent/CN113862163A/zh
Publication of CN113862163A publication Critical patent/CN113862163A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C02F3/347—Use of yeasts or fungi
    • 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
    • C12N1/14—Fungi; 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
    • C02F2101/10—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
    • C02F2101/203—Iron or iron compound
    • 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

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及环境保护领域，特别是涉及具有除重金属离子作用的青霉、菌剂及其应用。本发明提供了具有除重金属离子作用的青霉，所述青霉包括青霉(Penicilliumsp.)MF2和/或青霉(Penicilliumsp.)MF3；所述青霉MF2的保藏编号为GDMCCNo.61686；所述青霉MF3的保藏编号为GDMCCNo.61685。利用本发明所述青霉能够在酸性条件下，去除多种重金属离子。

Description

具有除重金属离子作用的青霉、菌剂及其应用
技术领域
本发明涉及环境保护领域，特别是涉及具有除重金属离子作用的青霉、菌剂及其应用。
背景技术
在矿山开采过程中，硫化矿物在空气、水和微生物的作用下，发生溶浸、氧化、水解等一系列物理化学反应，形成pH值较低的硫酸-硫酸高铁溶液，一般为2.5～5.5，在该条件下会溶出矿石中的多种金属离子，如Cu2+、Zn2+、Pb2+、Mn2+及Cd2+等，这些重金属离子毒性较大，不仅会严重污染水资源，影响农作物产量和质量，而且极容易在生物链中富集和扩大，最终在人体的某些器官积累造成慢性中毒，危害人类的健康。因此，根据酸性矿山废水(AMD)的污染特点，寻求经济实用的治理方法，消除其危害，保证矿产资源开发可持续性已成为政府及社会各界广泛关注的问题。
在众多AMD处理方法中，微生物法由于其适用性强、投资低、环境友好、污染小等特点，是应用于AMD处理较为广泛的处理技术，目前应用的微生物包括藻类、真菌和细菌，但主要是在中性条件或者偏酸性条件下去除重金属离子，然而在极端酸性环境中筛选获得耐重金属离子的真菌菌株的报道还相对有限。而且，酸性工业废水中，尤其是酸性矿山废水中，一般同时含有多种金属离子，因此，筛选出耐酸的且能够同时去除多种重金属的锰氧化菌十分必要。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了具有除重金属离子作用的青霉、菌剂、重金属降解剂及其应用。利用本发明所述青霉能够在酸性条件下，去除多种重金属离子。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了具有除重金属离子作用的青霉，所述青霉包括青霉(Penicilliumsp.)MF2和/或青霉(Penicillium sp.)MF3；所述青霉MF2的保藏编号为GDMCC No.61686；所述青霉MF3的保藏编号为GDMCC No.61685。
本发明提供了一种菌剂，所述菌剂的有效成分包括上述技术方案所述的青霉(Penicillium sp.)MF2和/或青霉(Penicillium sp.)MF3的分生孢子或菌体。
优选的，当所述菌剂的有效成分为分生孢子时，所述菌剂中青霉MF2的孢子浓度为6.72×109～7.4×109个/mL；所述青霉MF3的孢子浓度为7.72×109～9.23×109个/mL，当所述菌剂的有效成分为菌体时，所述青霉MF2的菌体浓度为10～20g/L；所述青霉MF3的孢子浓度为10～20g/L。
本发明提供了上述技术方案所述的青霉或上述技术方案所述菌剂在去除重金属离子中的应用。
本发明提供了上述技术方案所述的青霉或上述技术方案所述菌剂在去除水中重金属离子中的应用。
优选的，所述重金属离子包括Fe3+、Al3+、Mn2+、Cu2+和Zn2+中的一种或几种。
优选的，所述水包括废水或地下水。
优选的，所述废水包括中性废水或酸性废水。
优选的，所述酸性废水包括酸性工业废水；所述酸性工业废水包括酸性矿山废水。
有益效果：本发明提供了具有除重金属离子作用的青霉，所述青霉包括青霉(Penicillium sp.)MF2和/或青霉(Penicillium sp.)MF3；所述青霉MF2的保藏编号为GDMCC No.61686；所述青霉MF3的保藏编号为GDMCC No.61685。本发明所选青霉株是从安徽东部某酸性矿山废水筛选而来，既可以耐受低pH，同时能有效的去除多种重金属离子，可见利用本发明所述的青霉在酸性条件下，去除多种重金属离子，青霉MF2在Mn2+浓度为100mg/L时，去除率可以达到18.44％，在Cu2+浓度为50mg/L时，去除率可以达到23.57％；青霉MF3在Mn2+浓度为100mg/L时，去除率可以达到31.66％，在Cu2+浓度为50mg/L时，去除率可以达到43.57％(如图18、图20、图22和图24所示)。而且本发明所述青霉还具有培养成本低和生物量高的优势。
生物保藏说明
青霉(Penicillium sp.)MF2，保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏地址为广东市先烈中路100号大院59号楼5楼，广东省微生物研究所，邮政编码为510070，保藏日期为2021年5月26日，保藏编号为GDMCC No.61686。
青霉(Penicillium sp.)MF3，保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏地址为广东市先烈中路100号大院59号楼5楼，广东省微生物研究所，邮政编码为510070，保藏日期为2021年5月26日，保藏编号为GDMCC No.61685。
附图说明
图1为青霉(Penicillium sp.)MF2菌落形貌图及菌丝形态图；
图2为青霉(Penicillium sp.)MF3菌落形貌图及菌丝形态图；
图3为青霉(Penicillium sp.)MF2的18S rDNA的PCR结果，其中左侧图片为特征图谱，右侧图片为青霉(Penicillium sp.)MF2 PCR产物凝胶电泳图，第一个泳道为目的条带，第二个泳道为青霉(Penicillium sp.)MF2 PCR产物凝胶电泳产生的条带；
图4为青霉(Penicillium sp.)MF3的18S rDNA的PCR结果，其中左侧图片为特征图谱，右侧图片为青霉(Penicillium sp.)MF3 PCR产物凝胶电泳图，第一个泳道为目的条带，第二个泳道为青霉(Penicillium sp.)MF3 PCR产物凝胶电泳产生的条带；
图5为青霉(Penicillium sp.)MF2的系统发育树；
图6为青霉(Penicillium sp.)MF3的系统发育树；
图7为不同pH对青霉(Penicillium sp.)MF2生长的影响；
图8为不同pH对青霉(Penicillium sp.)MF3生长的影响；
图9为pH＝4条件下多种金属离子共存时青霉(Penicillium sp.)MF2对于不同金属离子浓度的影响图；
图10为pH＝4条件下多种金属离子共存时青霉(Penicillium sp.)MF2对于不同金属离子的去除情况；
图11为pH＝4条件下多种金属离子共存时青霉(Penicillium sp.)MF3对于不同金属离子浓度的影响图；
图12为pH＝4条件下多种金属离子共存时青霉(Penicillium sp.)MF3对于不同金属离子的去除情况；
图13为pH＝5.5条件下多种金属离子共存时青霉(Penicillium sp.)MF2对于不同金属离子浓度的影响图；
图14为pH＝5.5条件下多种金属离子共存时青霉(Penicillium sp.)MF2对于不同金属离子的去除情况；
图15为pH＝5.5条件下多种金属离子共存时青霉(Penicillium sp.)MF3对于不同金属离子浓度的影响图；
图16为pH＝5.5条件下多种金属离子共存时青霉(Penicillium sp.)MF3对于不同金属离子的去除情况；
图17为pH＝3.5条件下青霉(Penicillium sp.)MF2对Mn2+浓度的影响图；
图18为pH＝3.5条件下青霉(Penicillium sp.)MF2对Mn2+去除率；
图19为pH＝3.5条件下青霉(Penicillium sp.)MF3对Mn2+浓度的影响图；
图20为pH＝3.5条件下青霉(Penicillium sp.)MF3对Mn2+去除率；
图21为pH＝3.5条件下青霉(Penicillium sp.)MF2对Cu2+浓度的影响图；
图22为pH＝3.5条件下青霉(Penicillium sp.)MF2对Cu2+去除效果；
图23为pH＝3.5条件下青霉(Penicillium sp.)MF3对Cu2+浓度的影响图；
图24为pH＝3.5条件下青霉(Penicillium sp.)MF3对Cu2+去除效果；
图25为青霉(Penicillium sp.)MF2在模拟自然矿山废水环境状态下于不同金属离子浓度的影响图，其中(a)为TFe的浓度变化图，(b)为Al3+的浓度变化图，(c)为Mn2+的浓度变化图，(d)为Cu2+的浓度变化图，(e)为Zn2+的浓度变化图，(f)为Cd2+的浓度变化图；
图26为青霉(Penicillium sp.)MF3在模拟自然矿山废水环境状态下于不同金属离子浓度的影响图，其中(a)为TFe的浓度变化图，(b)为Al3+的浓度变化图，(c)为Mn2+的浓度变化图，(d)为Cu2+的浓度变化图，(e)为Zn2+的浓度变化图，(f)为Cd2+的浓度变化图；
图27为试验流程图，其中AMD为酸性矿山废水。
具体实施方式
如无特殊要求，本发明采用的组分均为本领域技术人员常规购买所得即可。
本发明提供了除重金属离子作用的青霉，其特征在于，所述青霉包括青霉(Penicillium sp.)MF2和/或青霉(Penicillium sp.)MF3；所述青霉MF2的保藏编号为GDMCC No.61686；所述青霉MF3的保藏编号为GDMCC No.61685。
本发明所述青霉MF2的生理特性如图1所示：菌落颜色为深黄色，中部及边缘平整。显微镜观察发现，菌丝总体呈长柱状，比较细长，内生绿色椭圆的孢子。
本发明所述青霉MF3的生理特性如图2所示：菌落的颜色为亮白色，中部内凹，边缘隆起不平整，分离单菌落呈白色圆滑球体。显微镜下观察发现，菌丝形貌酷似短枝条，一端有分叉，其菌丝体内排列着内生孢子，孢子分白绿两色。
而且在《Heavy-metal removal from aqueous solution by fungus Mucorrouxii》(Yan G,Viraraghavan T.Heavy-metal removal from aqueous solution byfungus Mucor rouxii.[J].Water Research,2003,37(18):4486-4496.)一文中的毛霉菌Mucor rouxii，该株毛霉菌Mucor rouxii在pH 3.54多金属混合体系下对低浓度11mg/L左右Mn2+的去除率几乎为0，而本发明所述菌株同等pH青霉对100mg/L Zn2+的去除效果(分别达22.24％和7.18％)，远优于该株毛霉菌Mucor rouxii对Mn2+的去除效果。故在Mn2+去除方面，本发明所述菌株相较于其它菌种具有明显优势。
本发明所选青霉MF2和青霉MF3均是从安徽东部某酸性矿山废水筛选而来，该菌株是在极端酸性条件下筛选得到的，因此青霉MF2和青霉MF3具有耐酸的特性，可以在酸性条件下去除重金属，青霉MF2和青霉MF3可以在酸性条件下去除重金属，而且相对而言中性条件下去除率更高，本发明所述菌株具有耐受低pH、有效的去除多种重金属离子、去除率高、生物量高和培养成本低的优势。本发明对青霉MF2进行了分子生物学鉴定，其18SrDNA的序列优选如SEQ ID NO.3所示：CGGAAGGATCATTACCGAGTGAGGGCCCTCTGGGTCCAACCTCCCCCACCCGTGTTTATCGTACCTTGTTGCTTCGGCGGGCCCGCCTCACGGCCGCCGGGGGGCATCCGCCCCCGGGCCCGCGCCCGCCGAAGACACACAAACGAACTCTTGTCTGAAGATTGCAGTCTGAGTACTTGACTAAATCAGTTAAAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGTTCCGGCATCGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATAAGTAATGTGAATTGCAGAATTCAGTGAATCATCGAGTCTTTGAACGCACATTGCGCCCCCTGGTATTCCGGGGGGCATGCCTGTCCGAGCGTCATTGCTGCCCTCAAGCACGGCTTGTGTGTTGGGCTCTCGCCCCCCGCTTCCGGGGGGCGGGCCCGAAAGGCAGCGGCGGCACCGCGTCCGGTCCTCGAGCGTATGGGGCTTCGTCACCCGCTCTGTAGGCCCGGCCGGCGCCCGCCGGCGAACACCATCAATCTTAACCAGGTTGACCTCGGATCAGGTAGGGATACCCGCTGAACTTAAGCATA，将该菌种的18SrDNA在NCBI上进行对比，发现与青霉属Penicillium的相似度达到99.89％。
本发明对青霉MF3进行了分子生物学鉴定，其18SrDNA的序列优选如SEQ ID NO.4所示：TGCGGAAGGATCATTACCGAGTGAGGGCCCTCTGGGTCCAACCTCCCCACCCGTGTTTATCATACCTAGTTGCTTCGGCGGGCCCGCCGTCAGGCCGCCGGGGGGCATCCGCCCCCGGGCCCGCGCCCGGCCGAAGCCCCCCCTGAAGCTGTCTGAAGATTGCAGTCTGAGCGATTAGCTAAATCAGTTAAAACTTTCAACAACGGATCTCTTGGTTCCGGCATCGATGAAGAACGCAGCGAAATGCGATAAGTAATGTGAATTGCAGAATTCAGTGAATCATCGAGTCTTTGAACGCACATTGCGCCCCCTGGTATTCCGGGGGGCATGCCTGTCCGAGCGTCATTGCTGCCCTCAAGCACGGCTTGTGTGTTGGGCCCCCGCCCCCCGGCTCCCGGGGGGCGGGCCCGAAAGGCAGCGGCGGCACCGCGTCCGGTCCTCGAGCGTATGGGGCTTCGTCACCCGCTCTGTAGGCCCGGCCGGCGCCCGCCGGCGACCCCCCTCAATCTTTCTCAGGTTGACCTCGGATCAGGTAGGGATACCCGCTGAACTTAAGCATATCA，将该菌种的18SrDNA在NCBI上进行对比，发现与青霉属Penicillium的相似度达到99.84％。
本发明提供了一种菌剂，所述菌剂的有效成分包括上述的青霉MF2和/或青霉MF3的分生孢子或菌体。在本发明中，当所述菌剂的有效成分为分生孢子时，所述菌剂中活性成分优选为青霉MF2和/或青霉MF3的裂解液、发酵液或孢子悬液。在本发明中，当所述菌剂中的活性成分优选为青霉MF2的裂解液、发酵液或孢子悬液时，所述菌剂中青霉MF2的孢子浓度优选为6.72×109～7.4×109个/mL，进一步优选为7×109～7.3×109个/mL；当所述菌剂中的活性成分优选为青霉MF3的裂解液、发酵液或孢子悬液时，所述青霉MF3的孢子浓度优选为7.72×109～9.23×109个/mL，进一步优选为8×109～9×109个/mL，更优选为8.5×109个/mL；当所述菌剂中的活性成分优选为青霉MF2和青霉MF3的裂解液、发酵液或孢子悬液时，所述菌剂中青霉MF2的孢子浓度优选为6.72×109～7.4×109个/mL，进一步优选为7×109～7.3×109个/mL，所述青霉MF3的孢子浓度优选为7.72×109～9.23×109个/mL，进一步优选为8×109～9×109个/mL，更优选为8.5×109个/mL；当所述菌剂的有效成分为菌体时，所述青霉MF2的菌体浓度优选为10～20g/L，即1L废水中含10～20g/L青霉MF2菌体，更优选为11.01±0.79g·L-1，即1L废水中含11.01±0.79g青霉MF2菌体；所述青霉MF3的孢子浓度优选为10～20g/L，即1L废水中含11.01±0.79g青霉MF3菌体，更优选为17.01±0.23g·L-1，即1L废水中含17.01±0.23g青霉MF2菌体。本发明所述菌剂中的青霉MF2和青霉MF3能够在其表面吸附重金属或者分泌一些有机酸等活性组分与重金属离子结合以及通过一些运输机制将金属离子送至胞内，达到去除金属离子的作用。因此，利用本发明所述菌剂能够有效去除多种重金属离子，且去除率高。在本发明中，所述重金属离子包括Fe3+、Al3+、Mn2+、Cu2+和Zn2+中的一种或几种。
本发明所述青霉具有耐受低pH、有效的去除多种重金属离子、去除率高和培养成本低的优势，因此本发明所述青霉、含有所述青霉的菌剂以及含有所述青霉的重金属降解剂可以应用于去除重金属离子。
本发明提供了上述的青霉或上述的菌剂在去除重金属离子中的应用，进一步在去除水中重金属离子中的应用，所述重金属离子优选包括Fe3+、Al3+、Mn2+、Cu2+和Zn2+中的一种或几种，进一步优选为Mn2+或Cu2+或Fe3+、Al3+、Mn2+、Cu2+和Zn2+。在本发明中，所述水优选包括废水或地下水；所述废水包括优选中性废水或酸性废水；所述中性废水优选包括矿冶、机械制造、化工、电子、仪表等工业生产过程中排出的含重金属的中性废水，进一步优选为盐废水；所述酸性废水优选包括酸性工业废水，更优选包括包括酸性矿山废水。本发明所述酸性矿山废水优选为矿山开采、道路修建以及其他大型挖掘活动将藏于地下的硫化物矿石暴露出来，经过水、氧气、氧化亚铁硫杆菌及其他因素的共同作用，形成的极端环境的酸性矿山废水(Acid mine drainage，简称AMD)，其具有低pH、高浓度硫酸根和高浓度重金属离子的特点。
本发明所述中性废水中的氯离子的浓度优选为100～300mg/L，进一步优选为200～2800mg/L，更优选为300～2500mg/L，氮磷的浓度优选为50～2000mg/L，进一步优选为100～1900mg/L，更优选为300～1500mg/L，COD的浓度优选为1000～8000mg/L，进一步优选为2000～7000mg/L，更优选为3000～6000mg/L。
本发明所述酸性矿山废水的pH优选为2.5～6.5，进一步优选为3～6，更优选为3.5～5.5；所述酸性矿山废水中硫酸根的浓度优选为500～5000mg/L，进一步优选为1000～4000mg/L，更优选为2000～3000mg/L；所述酸性矿山废水中重金属离子中Fe3+的浓度优选为5～500mg/L，进一步优选为10～90mg/L，更优选为20～80mg/L，最优选为30～70mg/L；Al3+的浓度优选为5～1000mg/L，进一步优选为50～400mg/L，更优选为100～350mg/L，最优选为150～300mg/L；Mn2+的浓度优选为5～1000mg/L，进一步优选为50～400mg/L，更优选为100～350mg/L，最优选为150～300mg/L；Cu2+的浓度优选为5～100mg/L，进一步优选为10～90mg/L，更优选为20～80mg/L，最优选为30～70mg/L；Zn2+的浓度优选为5～100mg/L，进一步优选为10～90mg/L，更优选为20～80mg/L，最优选为30～70mg/L。
为了进一步说明本发明，下面结合附图和实施例对本发明提供的具有除重金属离子作用的青霉、菌剂、重金属降解剂及其应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
按照图27所示试验流程图进行如下试验：
实施例1
菌株Ⅰ的筛选分离：
真菌的富集培养：取50mL安徽东部某酸性矿山废水(pH为3.67，硫酸根浓度为3870mg/L，Fe3+的浓度为398.7mg/L，Al3+的浓度为912.3mg/L，Mn2+的浓度为776.2mg/L，Cu2+的浓度为43.9mg/L，Zn2+的浓度为49.21mg/L)，用台式离心机以3000r·min-1低速离心去除杂质。
移取1mL离心后上清液分别接种到50ml查式液体培养基(硝酸钠3.00g、磷酸二氢钾1.00g、硫酸镁0.50g、硫酸亚铁0.01g、蔗糖30.00g、氯霉素0.10g、蒸馏水1000mL)、改良马丁式液体培养基(蛋白胨5.00g、酵母浸粉2.00g、葡萄糖20.00g、磷酸二氢钾1.00g、硫酸镁0.50g、氯霉素0.10g、蒸馏水1000mL)及沙式液体培养基(蛋白胨10.00g、葡萄糖40.00g、氯霉素0.10g、蒸馏水1000mL)中，在28℃、转速120r·min-1条件下富集培养72h，隔3d按培养基体积的2％接种量转培1次，转培2次后备用，得富集后菌液，选择菌株长势好的改良马丁式液体培养基进行后面的真菌的分离纯化。
真菌的分离纯化：实验前将孟加拉红培养基(葡萄糖10.00g、蛋白胨5.00g、磷酸二氢钾1.00g、硫酸镁(MgSO4·7H2O)0.50g、孟加拉红0.033g、氯霉素0.10g、琼脂20.00g、蒸馏水1000mL)、马铃薯固体培养基(马铃薯浸出粉10.00g、葡萄糖20.00g、氯霉素0.10g、琼脂13.00g、蒸馏水1000mL)、培养皿、涂布棒、稀释管、纯水等在121℃高温灭菌锅灭菌20min后，在无菌环境下倒25～30mL平板，冷却备用。取1mL上述富集后菌液，在稀释管中按照l0-1、10-2、10-3、10-4、10-5梯度将培养液依次稀释，无菌环境下分别吸取0.2mL不同梯度的稀释菌液涂布于孟加拉红培养基平板或马铃薯固体培养基平板上，倒置培养于28℃恒温培养箱，培养2～3天至平板长出肉眼可见的菌落，选择菌株长势好(浓度梯度为10-3的稀释菌液)的孟加拉红培养基平板进行后面的反复划线。
选取上述孟加拉红培养基平板上生长的典型单一菌落，反复划线，直到镜检菌体形态均一后，停止划线分离。将获得的纯菌落接种于保菌管中，作为菌种保藏于4℃冰箱，1天后转到-81℃冰箱保藏，得到菌株Ⅰ。
实施例2
菌株Ⅱ的筛选分离：真菌的富集培养：取50mL安徽东部某酸性矿山废水，用台式离心机以3000r·min-1低速离心去除杂质。移取1mL离心后上清液分别接种到50ml查式液体培养基、改良马丁式液体培养基及沙式液体培养基中，在28℃、转速120r·min-1条件下富集培养72h，隔3d按体积比2％接种量转培1次，转培2次后备用，得富集后菌液，选择菌株长势好的改良马丁式液体培养基进行后面的真菌的分离纯化。
真菌的分离纯化：实验前将孟加拉红培养基、马铃薯固体培养基、培养皿、涂布棒、稀释管、纯水等在121℃高温灭菌锅灭菌20min后，在无菌环境下倒25～30mL平板，冷却备用。取1mL上述富集后菌液，在稀释管中按照l0-1、10-2、10-3、10-4、10-5梯度将培养液依次稀释，无菌环境下分别吸取0.2mL不同梯度的稀释菌液涂布于孟加拉红培养基平板或马铃薯固体培养基平板上，倒置培养于28℃恒温培养箱，培养2～3天至平板长出肉眼可见的菌落，选择菌株长势好(浓度梯度为10-3的稀释菌液)的孟加拉红培养基平板进行后面的反复划线。
选取上述孟加拉红培养基平板上生长的典型单一菌落，反复划线，直到镜检菌体形态均一后，停止划线分离。将获得的纯菌落接种于保菌管中，作为菌种保藏于4℃冰箱，1天后转到-81℃冰箱保藏，得到菌株Ⅱ。
其中本实施例中采用的查式液体培养基、改良马丁式液体培养基、沙式液体培养基、孟加拉红培养基和马铃薯固体培养基的组分以及组分用量均与实施例1中采用的培养基相同。
实施例3
形态学鉴定：将实施例1得到的菌株Ⅰ和实施例2得到的菌株Ⅱ用高倍荧光显微镜对菌落、菌丝、孢子等结构进行观察，记录真菌颜色、大小、形状，并参照《真菌鉴定手册》(魏景超，1979)和《中国真菌志》(张中义，2014)，进行鉴定。
菌株Ⅰ的形态学鉴定结果如图1所示：菌落颜色为深黄色，中部及边缘平整。显微镜观察发现，菌丝总体呈长柱状，比较细长，内生绿色椭圆的孢子。
菌株Ⅱ的形态学鉴定结果如图2所示：菌落的颜色为亮白色，中部内凹，边缘隆起不平整，分离单菌落呈白色圆滑球体。显微镜下观察发现，菌丝形貌酷似短枝条，一端有分叉，其菌丝体内排列着内生孢子，孢子分白绿两色。
分子生物学鉴定：按照上海生物工程股份有限公司提供的Ezup柱式真菌基因组DNA抽提试剂盒(SK8259)分别提取实施例1筛选到菌株Ⅰ和实施例2筛选的得到的菌株Ⅱ的真菌DNA，分别对提取DNA进行PCR扩增，引物均为18SrDNA通用引物NS1：5'-GTAGTCATATGCTTGTCTC-3'(引物F，SEQ ID NO.1)，NS6：5'-GCATCACAGACCTGTTATTGCCTC-3'(引物R，SEQ ID NO.2)，PCR扩增体序如表1所示；PCR扩增程序如表2所示。
表1 PCR扩增体序
反应成分 体积(μl)
10×PCR Buffer
dNTP(each 10mM)
Taq Plus DNA Polymerase(5U/μl)
50mM MgSO<sub>4</sub> 共12.5
引物F(10mM) 1
引物R(10mM) 1
Template(DNA) 1
ddH<sub>2</sub>O 9.5
Total 25
表2 PCR扩增程序
温度(℃) 时间 循环
95 5min
94 30s
57 30s 30cyc
72 90s
72 10min
采用凝胶电泳法观察PCR扩增结果(1％琼脂糖电泳，150V、100mA20min电泳观察)结果如图3和图4所示，筛出了两株纯种青霉。
菌株Ⅰ和菌株Ⅱ的PCR产物由上海生物工程股份有限公司测序，菌株Ⅰ的18SrDNA的序列如SEQ ID NO.3所示；
菌株Ⅱ的18SrDNA的序列如SEQ ID NO.4所示。
菌株Ⅰ的18SrDNA和菌株Ⅱ的18SrDNA测序结果在NCBI上blast比对，菌株Ⅰ与青霉属Penicillium相似度达到99.41％，菌株Ⅱ与青霉属Penicillium相似度达到99.83％利用软件MEGA-X构建系统发育树，菌株Ⅰ构建系统发育树如图5所示，获得了一株纯种青霉，将其命名为青霉(Penicillium sp.)MF2；菌株Ⅱ构建系统发育树如图6所示，获得了一株纯种青霉，将其命名为青霉(Penicillium sp.)MF3。
实施例4
以青霉(Penicillium sp.)MF2和青霉(Penicillium sp.)MF3的生物量为评价指标，选用改良马丁式液体培养基，设置改良马丁式液体培养基的pH，pH梯度依次为1.5、2.5、3.5、4.5、5.5、7.0，分别投加青霉(Penicillium sp.)MF2孢子悬浮液、青霉(Penicilliumsp.)MF3孢子悬浮液，其中青霉(Penicillium sp.)MF2孢子悬浮液中的孢子浓度为7.1×109个/L，青霉(Penicillium sp.)MF3孢子悬浮液中的孢子浓度为8.5×109个/L，分别置于培养条件为28℃，120r·min-1的恒温振荡培养箱中培养112h，每隔16h取样置于超速低温离心机中，调节转速为8000r·min-1离心5min，弃去上清液，测定菌丝干重。
青霉(Penicillium sp.)MF2菌丝生物量结果见表3和图7。青霉(Penicilliumsp.)MF3菌丝生物量结果见表4和图8。
表3不同pH条件下多种金属离子共存时对青霉(Penicillium sp.)MF2生长的影响
pH7 pH5.5 pH4.5 pH3.5 pH2.5 pH1.5
时间(h) 干重(g/L) 干重(g/L) 干重(g/L) 干重(g/L) 干重(g/L) 干重(g/L)
0 0.06545 0.053 0.03333 0.04444 0.02778 0.04
16 0.06807 0.093 0.45556 0.37778 0.18333 0.06
32 2.94 3.82255 1.96444 1.75556 0.23 0.05
48 5.90291 5.59 4.15556 3.71111 0.74 0.07
64 7.97018 6.65 5.76667 5.23333 0.99 0.08
80 9.87 8.532 8.321 7.11111 1.05 0.06
96 10.7856 9.567 9.19 8.923 2.49 0.05
112 10.7689 9.558 9.172 9.019 2.15 0.07
由表3和图7记载的可知，在pH为2.5～7.0的情况下，该菌株能正常生长；在pH为1.5的情况下，该菌株能不正常生长，说明该菌株能耐pH为2.5～7.0，生物量随着pH降低而降低。
表4不同pH条件下多种金属离子共存时对青霉(Penicillium sp.)MF3生长的影响
pH7 pH5.5 pH4.5 pH3.5 pH2.5 pH1.5
时间(h) 干重(g/L) 干重(g/L) 干重(g/L) 干重(g/L) 干重(g/L) 干重(g/L)
0 0.06545 0.053 0.03333 0.04444 0.02778 0.04
16 0.06807 0.093 0.45556 0.37778 0.18333 0.06
32 2.94 3.82255 1.96444 1.75556 0.23 0.05
48 5.90291 5.59 4.15556 3.71111 0.74 0.07
64 7.97018 7.65 5.76667 5.23333 0.99 0.08
80 10.76073 8.932 8.321 7.11111 1.05 0.06
96 12.57745 11.4521 9.89 8.923 3.19 0.05
112 12.58 11.445 9.892 8.899 3.15 0.07
由表4和图8记载的可知，在pH为3.5～7.0的情况下，该菌株能正常生长；在pH为1.5～2.5的情况下，该菌株能不正常生长，说明该菌株能耐pH为3.5～7.0，生物量随着pH降低而降低。
实施例5
向pH为4的改良式马丁式液体培养基(蛋白胨5.00g、酵母浸粉2.00g、葡萄糖20.00g、磷酸二氢钾1.00g、硫酸镁0.50g、氯霉素0.10g、蒸馏水1000mL)，组分及用量)中添加Fe3+、Al3+、Mn2+、Cu2+、Zn2+后得贮备液调节培养基，其中贮备液调节培养基中Fe3+的浓度为100mg·L-1，Al3+的浓度为500mg·L-1，Mn2+的浓度为500mg·L-1，Cu2+的浓度为100mg·L-1，Zn2+的浓度为100mg·L-1，分别投加青霉(Penicillium sp.)MF2孢子悬浮液、青霉(Penicillium sp.)MF3孢子悬浮液，其中青霉(Penicillium sp.)MF2孢子悬浮液中的孢子浓度为7.1×109个/L，青霉(Penicillium sp.)MF3孢子悬浮液中的孢子浓度为8.5×109个/L，依次记为MF2实验组和MF3实验组。
向pH为4的改良式马丁式液体培养基中分别投加青霉(Penicillium sp.)MF2孢子悬浮液、青霉(Penicillium sp.)MF3孢子悬浮液，其中青霉(Penicillium sp.)MF2孢子悬浮液中的孢子浓度为7.1×109个/L，青霉(Penicillium sp.)MF3孢子悬浮液中的孢子浓度为8.5×109个/L，依次记为MF2对照组和MF3对照组。
将MF2实验组和MF2对照组置于培养条件为28℃，120r·min-1的恒温振荡培养箱中连续培养144h，取样后放置于超速低温离心机中，调节转速为8000r·min-1离心5min，保留上清液用于测定其中Fe3+、Al3+、Mn2+、Cu2+、Zn2+的浓度变化，每组实验重复3次，浓度变化结果如表6和图9，重金属去除率如表6和图10所示，菌丝用于测定干重，干重结果如表5所示。
将MF3实验组和MF3对照组按照MF2实验组和MF2对照组的培养方式进行，区别在于：MF3实验组和MF3连续培养122h，浓度变化结果如表7和图11，重金属去除率如表7和图12所示，菌丝用于测定干重，干重结果如表5所示。
表5 pH 4下多种金属离子共存时分别对青霉(Penicillium sp.)MF2、青霉(Penicillium sp.)MF3生长的影响
生物量(g/L) 误差
MF2对照组 9.1567 1.72％
MF2实验组 8.7834 1.48％
MF3对照组 9.7723 0.72％
MF3实验组 9.1332 2.56％
由表5、记载的可知，本发明所述青霉(Penicillium sp.)MF2和青霉(Penicilliumsp.)MF3在多种重金属离子混合且低pH条件下能够正常生长，并且相较于无重金属条件下，生物量差别不大，为无重金属条件下的93.44％。
表6 pH 4下多种金属离子共存时青霉(Penicillium sp.)MF2对于不同金属离子的浓度影响
起始浓度(mg/L) 处理后浓度(mg/L) 误差 去除率(％)
Fe<sup>3+</sup> 100 40.23 1.46％ 59.77％
Al<sup>3+</sup> 500 346.21 1.37％ 30.76％
Mn<sup>2+</sup> 500 490.73 1.02％ 1.85％
Cu<sup>2+</sup> 100 90.91 4.67％ 9.09％
Zn<sup>2+</sup> 100 92.82 6.83％ 7.18％
由表6、图9和图10记载的可知，本发明所述青霉(Penicillium sp.)MF2在多种重金属离子共存且低pH条件下，能够有效去多种金属离子，尤其是Fe3+，去除率可以达到59.77％，对于Al3+的去除率也能达到30.76％，相较于其它低pH下处理Al3+废水的方法，用该菌种去除效果明显更优。
表7 pH 4下多种金属离子共存时青霉(Penicillium sp.)MF3对于不同金属离子的浓度影响
起始浓度(mg/L) 处理后浓度(mg/L) 误差 去除率(％)
Fe<sup>3+</sup> 100 28.99 1.03％ 71.01％
Al<sup>3+</sup> 500 281.42 0.66％ 43.72％
Mn<sup>2+</sup> 500 433.8 2.16％ 13.24％
Cu<sup>2+</sup> 100 62.58 0.64％ 37.42％
Zn<sup>2+</sup> 100 77.76 10.01％ 22.24％
由表7、图11和图12记载的可知，本发明所述青霉(Penicillium sp.)MF3在多种重金属离子共存且低pH条件下，能够有效去多种金属离子，尤其是Fe3+和Al3+，去除率可以达到71.01％，对于Al3+的去除率也能达到43.72％％，相较于其它低pH下处理Al3+废水的方法，用该菌种去除效果明显更优，同时对于低浓度Cu2+去除效果较好，100mg/L时去除率可以达到37.42％。
实施例6
向pH为5.5的改良式马丁式液体培养基中添加Fe3+、Al3+、Mn2+、Cu2+、Zn2+后得贮备液调节培养基，其中贮备液调节培养基中Fe3+的浓度为50mg·L-1，Al3+的浓度为50mg·L-1，Mn2+的浓度为50mg·L-1，Cu2+的浓度为50mg·L-1，Zn2+的浓度为50mg·L-1，分别投加青霉(Penicillium sp.)MF2孢子悬浮液、青霉(Penicillium sp.)MF3孢子悬浮液，其中青霉(Penicillium sp.)MF2孢子悬浮液中的孢子浓度为7.1×109个/L，青霉(Penicilliumsp.)MF3孢子悬浮液中的孢子浓度为8.5×109个/L，依次记为MF2实验组和MF3实验组。
向pH为5.5的改良式马丁式液体培养基中分别投加青霉(Penicillium sp.)MF2孢子悬浮液、青霉(Penicillium sp.)MF3孢子悬浮液，其中青霉(Penicillium sp.)MF2孢子悬浮液中的孢子浓度为7.1×109个/L，青霉(Penicillium sp.)MF3孢子悬浮液中的孢子浓度为8.5×109个/L，依次记为MF2对照组和MF3对照组。
将MF2实验组和MF2对照组的培养方法同实施例5中MF2实验组和MF2对照组，浓度变化结果如表9和图13，重金属去除率如表9和图14所示，菌丝用于测定干重，干重结果如表8所示。
将MF3实验组和MF3对照组的培养方法同实施例5中MF3实验组和MF3对照组，区别在于，此实施例中MF3实验组和MF3连续培养112h，浓度变化结果如表10和图15，重金属去除率如表10和图16所示，菌丝用于测定干重，干重结果如表8所示。
表8 pH 5.5下多种金属离子共存时对对青霉(Penicillium sp.)MF2、青霉(Penicillium sp.)MF3生长的影响
生物量(g/L) 误差
MF2对照组 9.8975 4.32％
MF2实验组 9.5402 1.56％
MF3对照组 11.4521 1.82％
MF3实验组 11.0034 3.01％
由表8记载的可知，本发明所述青霉(Penicillium sp.)MF2和青霉(Penicilliumsp.)MF3在多种重金属离子混合且pH条件为5.5的条件下能够正常生长，并且相较于无重金属条件下，生物量差别不大，分别为无重金属条件下的96.46％和96.06％。
表9 pH 5.5下多种金属离子共存时青霉(Penicillium sp.)MF2对于不同金属离子的浓度影响
Figure BDA0003350093250000101
Figure BDA0003350093250000111
由表9、图13和图14记载的可知，本发明所述青霉(Penicillium sp.)MF2在多种重金属离子共存且低pH条件下，能够有效去除多种重金属离子，尤其是Fe3+，去除率可以达到59.77％，对于Al3+的去除率也能达到30.76％，相较于其它低pH下处理Al3+废水的方法，用该菌种去除效果明显更优。
表10 pH 5.5下多种金属离子共存时青霉(Penicillium sp.)MF3对于不同金属离子的浓度影响
起始浓度(mg/L) 处理后浓度(mg/L) 误差 去除率(％)
Fe<sup>3+</sup> 50 4.48 3.08％ 91.04％
Al<sup>3+</sup> 50 23.46 4.62％ 53.08％
Mn<sup>2+</sup> 50 21.18 4.05％ 57.64％
Cu<sup>2+</sup> 50 39.12 3.76％ 21.76％
Zn<sup>2+</sup> 50 10.29 5.00％ 79.42％
由表10、图15和图16记载的可知，本发明所述青霉(Penicillium sp.)MF3在多种重金属离子共存且低pH条件下，能够有效去除多种重金属离子，尤其是Fe3+，去除率可以达到59.77％，对于Al3+的去除率也能达到30.76％，相较于其它低pH下处理Al3+废水的方法，用该菌种去除效果明显更优。
实施例7
向pH为3.5的改良式马丁式液体培养基添加Mn2+储备液(配制过程如下：准确称取92.1818g一水合硫酸锰，加600mL左右去离子水溶解，转移至1L容量瓶中，继续加去离子水定容至刻度线，摇匀备用，由此得到浓度为30000mg/L的Mn2+储备液)至培养基中Mn2+浓度分别为100、300、500、1000、2000mg/L，分别投加青霉(Penicillium sp.)MF2孢子悬浮液、青霉(Penicillium sp.)MF3孢子悬浮液，调节pH＝3.5，其中青霉(Penicillium sp.)MF2孢子悬浮液中的孢子浓度为7.1×109个/L，青霉(Penicillium sp.)MF3孢子悬浮液中的孢子浓度为8.5×109个/L，依次记为MF2组和MF3组。
MF2组和MF3组分别在28℃，120r/min条件下培养144h，每隔24h取样，取样后放置于超速低温离心机中，调节转速为8000r·min-1离心5min，离心后样品上清液采用火焰原子吸收法(原子吸收光谱仪AA240FS，VAR--IAN，USA)测定Mn2+浓度。
MF2组Mn2+的浓度以及144h后Mn2+的去除情况和去除率见表11、图17和图18。
表11 pH＝3.5条件下青霉(Penicillium sp.)MF2对Mn2+的去除情况和去除率
Figure BDA0003350093250000112
注：0h的Mn2+浓度为火焰原子吸收分光光度计测定的浓度，和配制的Mn2+浓度存在一定误差，但误差在测量允许的范围内；去除率的计算公式为：去除率(％)＝(0h的测定值-144h的测定值)/144h的测定值×100％，下表同理。
由表11、图17和图18记载的可知，本发明所述青霉(Penicillium sp.)MF2能够有效去除Mn2+，100mg/L时去除率达到18.44％。
MF3组Mn2+的浓度以及144h后Mn2+的去除率见表12、图19和图20。
表12 pH＝3.5条件下青霉(Penicillium sp.)MF3对Mn2+的去除情况和去除率
Figure BDA0003350093250000121
由表12、图19和图20记载的可知，，本发明所述青霉(Penicillium sp.)MF2能够有效去除Mn2+，100mg/L去除率可以达到68.34％。
实施例8
向pH为3.5改良式马丁式液体培养基添加Cu2+储备液(配制过程如下：准确称取117.1875g五水合硫酸铜，加600mL左右去离子水溶解，转移至1L容量瓶中，继续加去离子水定容至刻度线，摇匀备用，由此得到浓度为30000mg/L的Cu2+储备液)至培养基中Cu2+浓度分别为为50、100、300、500mg/L，分别投加青霉(Penicillium sp.)MF2孢子悬浮液、青霉(Penicillium sp.)MF3孢子悬浮液，调节pH＝3.5，其中青霉(Penicillium sp.)MF2孢子悬浮液中的孢子浓度为7.1×109个/L，青霉(Penicillium sp.)MF3孢子悬浮液中的孢子浓度为8.5×109个/L，依次记为MF2组和MF3组。
MF2组和MF3组培养方法和检测方法同实施例7，区别在于本实施例测定Cu2+浓度。
MF2组Cu2+的浓度以及144h后Cu2+的去除情况和去除率见表13、图21和图22。
表13 pH＝3.5条件下青霉(Penicillium sp.)MF2对Cu2+的去除情况和去除率
Figure BDA0003350093250000122
由表13、图21和图22记载的可知，本发明所述青霉(Penicillium sp.)MF2能够有效去除Cu2+，50mg/L去除率可以达到38.21％。
MF3组Cu2+的浓度以及144h后Cu2+的去除情况和去除率见表14图23和图24。
表14 pH＝3.5条件下青霉(Penicillium sp.)MF3对Cu2+的去除情况和去除率
Figure BDA0003350093250000123
Figure BDA0003350093250000131
由表14图23和图24记载的可知，本发明所述青霉(Penicillium sp.)MF2能够有效去除Cu2+，50mg/L去除率可以达到43.57％。
实施例9
为探究耐酸的青霉(Penicillium sp.)MF2和青霉(Penicillium sp.)MF3对矿山废水的实际处理效果，分别取60L取自安徽东部某矿山废水(酸性矿山废水重金属含量如表15所示)置于容积为70L的立式反应器中，在改良马丁式液体培养基的基础上，加入400g葡萄糖，100g蛋白胨以及40g酵母浸粉，分别接种500mL浓度分别为11.01±0.79g·L-1的青霉(Penicillium sp.)MF2菌体(即添加菌体后，使得1L废水中含11.01±0.79g菌体)和500ml浓度为17.01±0.23g·L-1的青霉(Penicillium sp.)MF3菌体(即添加菌体后，使得1L废水中含17.01±0.23g菌体)，分别记为MF2组和MF3组，从而模拟自然矿山废水环境状态下真菌的生长修复效果，实验设计两组空白对照组(即加入500ml去离子水，不加入菌剂)。定期在反应器液面下30cm处取样监测多个重金属等指标的变化情况，重金属浓度变化见表16、表17、图25和图26。
表15酸性矿山废水重金属含量
指标 单位 参数
pH - 3.67
TFe(总铁) mg·L<sup>-1</sup> 432.12
Mn mg·L<sup>-1</sup> 776.2
Cu mg·L<sup>-1</sup> 43.9
Zn mg·L<sup>-1</sup> 49.21
Cd mg·L<sup>-1</sup> 0.27
Al mg·L<sup>-1</sup> 912.3
表16青霉(Penicillium sp.)MF2在模拟自然矿山废水环境状态下对TFe、Al3+和Mn2+金属离子浓度的影响
Figure BDA0003350093250000132
Figure BDA0003350093250000141
表17青霉(Penicillium sp.)MF2在模拟自然矿山废水环境状态下对Cu2+、Zn2+和Cd2+金属离子浓度的影响
Figure BDA0003350093250000142
表18青霉(Penicillium sp.)MF3在模拟自然矿山废水环境状态下对TFe、Al3+和Mn2+金属离子浓度的影响
Figure BDA0003350093250000143
Figure BDA0003350093250000151
表19青霉(Penicillium sp.)MF3在模拟自然矿山废水环境状态下对Cu2+、Zn2+和Cd2+金属离子浓度的影响
Figure BDA0003350093250000152
由表16～表19、图25和图26记载的可知，两个实验组相较于空白对照组各金属离子浓度均有不同程度下降，其中在248天后，MF2组总铁去除率达到了79.15％，Al3+去除率达到了37.81％，Mn2+去除率达到了5.96％，Cu2+去除率达到了48.73％，Zn2+去除率达到了55.30％，Cd2+去除率达到了65.71％；MF3组总铁去除率达到了82.65％，Al3+去除率达到了30.12％，Mn2+去除率达到了11.44％，Cu2+去除率达到了52.87％，Zn2+去除率达到了66.33％，Cd2+去除率达到了61.88％说明不论是青霉(Penicillium sp.)MF2，还是青霉(Penicillium sp.)MF3，即使在含有多种重金属离子的酸性矿山废水中，仍然具有很大的生物修复潜力。
由上述实施例记载的可知，本发明所选青霉株是从安徽东部某酸性矿山废水筛选而来，既可以耐受低pH，同时能有效的去除多种重金属离子，可见利用本发明所述的青霉能够在酸性条件下，去除多种重金属离子，其中青霉MF2在在Mn2+浓度为2000mg/L培养条件下能够正常生长，青霉MF3在Cu2+浓度为1000mg/L的培养条件下能正常生长，在Mn2+浓度为3000mg/L培养条件下能够正常生长。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
序列表
<110> 安徽马钢矿业资源集团南山矿业有限公司
合肥工业大学
<120> 具有除重金属离子作用的青霉、菌剂及其应用
<160> 4
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 19
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
gtagtcatat gcttgtctc 19
<210> 2
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
gcatcacaga cctgttattg cctc 24
<210> 3
<211> 561
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
cggaaggatc attaccgagt gagggccctc tgggtccaac ctcccccacc cgtgtttatc 60
gtaccttgtt gcttcggcgg gcccgcctca cggccgccgg ggggcatccg cccccgggcc 120
cgcgcccgcc gaagacacac aaacgaactc ttgtctgaag attgcagtct gagtacttga 180
ctaaatcagt taaaactttc aacaacggat ctcttggttc cggcatcgat gaagaacgca 240
gcgaaatgcg ataagtaatg tgaattgcag aattcagtga atcatcgagt ctttgaacgc 300
acattgcgcc ccctggtatt ccggggggca tgcctgtccg agcgtcattg ctgccctcaa 360
gcacggcttg tgtgttgggc tctcgccccc cgcttccggg gggcgggccc gaaaggcagc 420
ggcggcaccg cgtccggtcc tcgagcgtat ggggcttcgt cacccgctct gtaggcccgg 480
ccggcgcccg ccggcgaaca ccatcaatct taaccaggtt gacctcggat caggtaggga 540
tacccgctga acttaagcat a 561
<210> 4
<211> 563
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
tgcggaagga tcattaccga gtgagggccc tctgggtcca acctccccac ccgtgtttat 60
catacctagt tgcttcggcg ggcccgccgt caggccgccg gggggcatcc gcccccgggc 120
ccgcgcccgg ccgaagcccc ccctgaagct gtctgaagat tgcagtctga gcgattagct 180
aaatcagtta aaactttcaa caacggatct cttggttccg gcatcgatga agaacgcagc 240
gaaatgcgat aagtaatgtg aattgcagaa ttcagtgaat catcgagtct ttgaacgcac 300
attgcgcccc ctggtattcc ggggggcatg cctgtccgag cgtcattgct gccctcaagc 360
acggcttgtg tgttgggccc ccgccccccg gctcccgggg ggcgggcccg aaaggcagcg 420
gcggcaccgc gtccggtcct cgagcgtatg gggcttcgtc acccgctctg taggcccggc 480
cggcgcccgc cggcgacccc cctcaatctt tctcaggttg acctcggatc aggtagggat 540
acccgctgaa cttaagcata tca 563

Claims (9)

1.具有除重金属离子作用的青霉，其特征在于，所述青霉包括青霉(Penicillium sp.)MF2和/或青霉(Penicillium sp.)MF3；所述青霉MF2的保藏编号为GDMCC No.61686；所述青霉MF3的保藏编号为GDMCC No.61685。
2.一种菌剂，其特征在于，所述菌剂的有效成分包括权利要求1所述的青霉(Penicillium sp.)MF2和/或青霉(Penicillium sp.)MF3的分生孢子或菌体。
3.根据权利要求2所述的菌剂，其特征在于，当所述菌剂的有效成分为分生孢子时，所述菌剂中青霉MF2的孢子浓度为6.72×109～7.4×109个/mL；所述青霉MF3的孢子浓度为7.72×109～9.23×109个/mL，当所述菌剂的有效成分为菌体时，所述青霉MF2的菌体浓度为10～20g/L；所述青霉MF3的孢子浓度为10～20g/L。
4.权利要求1所述的青霉或权利要求2或3所述菌剂在去除重金属离子中的应用。
5.权利要求1所述的青霉或权利要求2或3所述菌剂在去除水中重金属离子中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述重金属离子包括Fe3+、Al3+、Mn2+、Cu2+和Zn2+中的一种或几种。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述水包括废水或地下水。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述废水包括中性废水或酸性废水。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述酸性废水包括酸性工业废水；所述酸性工业废水包括酸性矿山废水。
CN202111335196.6A 2021-11-11 2021-11-11 具有除重金属离子作用的青霉、菌剂及其应用 Pending CN113862163A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111335196.6A CN113862163A (zh) 2021-11-11 2021-11-11 具有除重金属离子作用的青霉、菌剂及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111335196.6A CN113862163A (zh) 2021-11-11 2021-11-11 具有除重金属离子作用的青霉、菌剂及其应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113862163A true CN113862163A (zh) 2021-12-31

Family

ID=78984631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111335196.6A Pending CN113862163A (zh) 2021-11-11 2021-11-11 具有除重金属离子作用的青霉、菌剂及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113862163A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023235702A1 (en) 2022-05-31 2023-12-07 Cemvita Factory, Inc. Compositions

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1704470A (zh) * 2004-06-02 2005-12-07 广西大学 一株高抗金属盐的微紫青霉菌
US20080009054A1 (en) * 2006-07-04 2008-01-10 Universidad De Chile Bacterial strain for a metal biosorption process
CN103910437A (zh) * 2014-04-18 2014-07-09 湖南大学 去除水体中重金属离子的方法
CN111304096A (zh) * 2020-03-11 2020-06-19 大连理工大学 一株草酸青霉菌及其培养方法和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1704470A (zh) * 2004-06-02 2005-12-07 广西大学 一株高抗金属盐的微紫青霉菌
US20080009054A1 (en) * 2006-07-04 2008-01-10 Universidad De Chile Bacterial strain for a metal biosorption process
CN103910437A (zh) * 2014-04-18 2014-07-09 湖南大学 去除水体中重金属离子的方法
CN111304096A (zh) * 2020-03-11 2020-06-19 大连理工大学 一株草酸青霉菌及其培养方法和应用

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023235702A1 (en) 2022-05-31 2023-12-07 Cemvita Factory, Inc. Compositions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110129208B (zh) 一株具有广谱产酸特性的解磷草酸青霉
CN108239611B (zh) 一株短杆菌及其用于农田重金属污染原位修复的方法
CN112322550B (zh) 一种嗜麦芽寡养单胞菌及其在重金属治理中的应用
Queiroz et al. Rich growth medium promotes an increased on Mn (II) removal and manganese oxide production by Serratia marcescens strains isolates from wastewater
CN104312957B (zh) 一种反硝化细菌及其发酵生产方法
WO2023050513A1 (zh) 苯并[a]芘高效降解真菌LJD-6及其应用
CN113862163A (zh) 具有除重金属离子作用的青霉、菌剂及其应用
CN114381377B (zh) 一株去除重金属离子的曲霉菌mf1、菌剂及其制备方法和应用
CN113881582A (zh) 一株去除重金属离子的红酵母mf4、菌剂及其应用
CN110468054B (zh) 一种虫生真菌玫烟色棒束孢SP535在p-氯苯胺生物降解中的应用
WO2023072310A1 (zh) 一株嗜酸Acidomyces acidothermus菌及其在浸出废电路板含铜污染物中的应用
CN109370931B (zh) 一种高效降解多环芳烃的复合菌剂及其应用
CN109423456B (zh) 一种圆褐固氮菌及其鉴定方法和应用
CN113151090B (zh) 一种铜污染处理剂及其应用
CN112831422B (zh) 一种锰氧化真菌及其应用
CN110835618B (zh) 一种赤红球菌及其在降解烟碱类杀虫剂中的应用
CN114075514A (zh) 一株具有除重金属离子作用的白地霉mf5、菌剂及其应用
CN111004727B (zh) 一株在高盐环境下增加木麻黄生物量的内生真菌z1
JP4088690B2 (ja) 新規微生物と微生物によるヒ素類の除去方法
CN110607248B (zh) 修复土壤镉污染的福格斯氏菌菌株a6及用途
CN107090422B (zh) 一种含可溶性二硫化钼的微生物菌剂及其应用
CN111826302A (zh) 一种铁氧化菌、其应用于砷污染土壤修复、产品及方法
CN114058517B (zh) 一种菌藻混合物、菌藻共生体系及其构建方法和应用
CN114032178B (zh) 一种产酸菌jc-h及其应用与产酸菌jc-h的培养、鉴定方法
CN110283729B (zh) 一株能吸附铜离子的植物根际真菌f25及其应用

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