專利名稱：一種新型載體固定化微生物降解污染物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固定化微生物對于有機污染土壤的修復(fù)，具體的說是采用一種新型的載體 形狀來實現(xiàn)對多環(huán)芳烴(PAHs)的去除。背景技術(shù)：
多環(huán)芳烴(PAHs)是指由兩個或兩個以上的高溫獲得的芳香環(huán)，以直鏈狀、角狀或串狀 排列組成的化合物，是有機物不全燃燒或高溫裂解的副產(chǎn)品。因此，只要燃燒有機質(zhì)，就有 多環(huán)芳烴產(chǎn)生，燃燒溫度決定了多環(huán)芳烴的混合組成。居民供暖化、內(nèi)燃發(fā)動機和工業(yè)活 動，如焦碳生產(chǎn)油的精練、鋁生、非鐵金屬的熔煉等是多環(huán)芳烴的主要來源。多環(huán)芳烴在環(huán) 境中的含量雖然微量但分布廣泛，更由于一些多環(huán)芳烴中除含有致癌和致突變的成分外， 還含有多種促進致癌的物質(zhì)，對人體健康產(chǎn)生很大的威脅。目前，對于已經(jīng)被污染的生態(tài)環(huán)境，需要采用生物技術(shù)等手段進行修復(fù)。生物修復(fù) 技術(shù)具有成本低、處理效果好以及對環(huán)境的二次污染小等優(yōu)點，被認為最有發(fā)展前景。固定 化微生物技術(shù)在生物修復(fù)技術(shù)中占有重要的地位，它是用化學(xué)或物理手段將游離微生物定 位于限定的空間區(qū)域，使其保持活性并反復(fù)利用的方法，該技術(shù)具有微生物密度高、反應(yīng)速 度快、耐毒害能力強等優(yōu)點。在難降解有機廢水處理方面，固定化微生物技術(shù)研究已廣泛開 展，但對于有機污染土壤的修復(fù)很少見到報道。
發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的
本發(fā)明利用固定化微生物，來降解土壤中的多環(huán)芳烴，通過對固定化載體形狀的改變， 從而提高其對污染物的降解。2、技術(shù)方案
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
將土著真菌進行固定化包埋，采用的載體配比為聚乙烯醇(PVA)為9. 5%，海藻酸鈉 0. 6%，活性炭5. 5%，IOml菌液，余量為水。降解污染物的相關(guān)參數(shù)為水土比3 :1 4 :1，接種 量4. 5^5. 5%，固定化真菌在^ 30°C下，搖床轉(zhuǎn)數(shù)12(Tl30r/min。真菌菌種為鐮刀菌、木霉
和黑曲霉。一種新型載體固定化微生物降解污染物的方法，其特征在于該方法按以下步驟 進行
(1)、將真菌菌種放入種子培養(yǎng)基進行微生物培養(yǎng)，待菌種長到對數(shù)生長期后，取出 IOml菌液與載體充分混勻，載體質(zhì)量配比為聚乙烯醇(PVA)為9. 5%，海藻酸鈉0. 6%，活性 炭5. 5%，余量為水；裝入中空十字花型載體磨具內(nèi)，在冰箱內(nèi)-10 -15°C冷凍22 M小 時得固定化載體，解凍后用質(zhì)量分數(shù)10%的硫酸鈉浸泡M小時，再用無菌水浸泡M小時后 增殖3次，30°C下，搖床轉(zhuǎn)數(shù)130r/min，每次更換增殖培養(yǎng)基，每次增殖的時間為M小時；
(2)、將上述解凍增殖后的固定化載體，按接種量為5%，在^KTC條件下，接入泥漿培 養(yǎng)基上以12(Tl30r/min搖床，完成對污染物的降解。所述真菌菌種為鐮刀菌、木霉和黑曲霉。
將所述鐮刀菌、木霉和黑曲霉分別與載體充分混勻。將所述鐮刀菌、木霉和黑曲霉兩兩混合及三株同時混合后，再與載體充分混勻。種子培養(yǎng)基的質(zhì)量配比為 葡萄糖，20%的土豆培養(yǎng)基，余量為水；
增殖培養(yǎng)基的質(zhì)量配比為 葡萄糖，0. 3%酵母膏，20%的土豆培養(yǎng)基，余量為水； 泥漿培養(yǎng)基的質(zhì)量配比為 葡萄糖，20%的土豆培養(yǎng)基，水土比為3 :1 4:1，余量為水。固定化載體解凍后增殖3次，每次更換增殖培養(yǎng)基時，首先將載體從無菌水中取 出后，放入增殖培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，M小時后，取出載體，再次放入新鮮的增殖培養(yǎng)基培養(yǎng)， M小時后再增殖一次，備用。所述載體直徑d為3cm，厚度h為0. 3 0. 5cm,中央通孔直徑D為0. 5 0. 7cm。載體的形狀至關(guān)重要，傳統(tǒng)的載體形狀多為球型和片型，不適合對真菌的包埋。本 發(fā)明采用的載體形狀為中空十字花型，直徑為3cm (具體形態(tài)見圖1)真菌被固定化包埋后， 對芘和苯并(a)芘的降解效果比較顯著。真菌的特性是菌株大，菌絲長，好氧性強。而傳統(tǒng)的球型和片型存在一定的無氧 區(qū)，不利于真菌的生長。本發(fā)明所采用的中空十字花型，解決了死區(qū)的問題，同時也提高了 載體與污染物的接觸面積，有利于對污染物的降解。3、優(yōu)點及效果 本發(fā)明具有如下優(yōu)點
1、成本低采用聚乙烯醇和活性炭為載體，材料來源廣，價格低廉，對生物不具有毒性。2、效果好無論是對真菌進行單株固定還是混合固定，中空十字花型的載體對污 染物的降解效果都比較好。單株球型載體對芘和苯并(a)芘的降解，在240小時降解率小 于34. 3%和15. 4% ；單株片型載體對芘和苯并(a)芘的降解率小于40.洲和21. 6%。而本發(fā) 明的中空十字花型的載體，單株載體對芘和苯并(a)芘的降解率240小時時大于63. 8%和 31.8%，降解率明顯提高。四

圖1為本發(fā)明的中空十字花形載體結(jié)構(gòu)示意圖。五具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的說明
一種新型載體固定化微生物降解污染物的方法，其特征在于該方法按以下步驟進
行
(1)、將真菌菌種放入種子培養(yǎng)基進行微生物培養(yǎng)，待菌種長到對數(shù)生長期后，取出 IOml菌液與載體充分混勻，載體質(zhì)量配比為聚乙烯醇(PVA)為9. 5%，海藻酸鈉0. 6%，活性 炭5. 5%，余量為水；裝入中空十字花型載體磨具內(nèi)，在冰箱內(nèi)-10 -15°C冷凍22 M小 時得固定化載體，解凍后用10%的硫酸鈉浸泡M小時，再用無菌水浸泡M小時后增殖3次， 30°C下，搖床轉(zhuǎn)數(shù)130r/min，每次更換增殖培養(yǎng)基，每次增殖的時間為M小時；
(2)、將上述解凍增殖后的固定化載體，按接種量為5%，在^KTC條件下，接入泥漿培 養(yǎng)基上以12(Tl30r/min搖床，完成對污染物的降解。所述真菌菌種為鐮刀菌、木霉和黑曲霉。將所述鐮刀菌、木霉和黑曲霉分別與載體充分混勻。
還可以將所述鐮刀菌、木霉和黑曲霉兩兩混合及三株同時混合后，再與載體充分 混勻。種子培養(yǎng)基的質(zhì)量配比為 葡萄糖，20%的土豆培養(yǎng)基，余量為水；
增殖培養(yǎng)基的質(zhì)量配比為 葡萄糖，0. 3%酵母膏，20%的土豆培養(yǎng)基，余量為水； 泥漿培養(yǎng)基的質(zhì)量配比為 葡萄糖，20%的土豆培養(yǎng)基，水土比為3 :1 4:1，余量為水。固定化載體解凍后增殖3次，每次更換增殖培養(yǎng)基時，首先將載體從無菌水中取 出后，放入增殖培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，M小時后，取出載體，再次放入新鮮的增殖培養(yǎng)基培養(yǎng)， M小時后再增殖一次，備用。所述載體直徑d為3cm。實施例1
將鐮刀菌、木霉、黑曲霉這3株真菌放入種子培養(yǎng)基進行微生物培養(yǎng)取出IOml菌液 后，分別與載體充分混勻，載體質(zhì)量配比為聚乙烯醇(PVA)為9. 5%，海藻酸鈉0. 6%，活性炭 5. 5%，余量為水；裝入中空十字花型磨具內(nèi)，在冰箱內(nèi)-10°C冷凍22小時，載體直徑為3cm。 解凍后用質(zhì)量分數(shù)10%的硫酸鈉浸泡M小時，再用無菌水浸泡M小時后，增殖3次，30°C 下，搖床轉(zhuǎn)數(shù)130r/min，增殖的時間為對小時，每次更換增殖培養(yǎng)基時首先將載體從無菌 水中取出后，放入增殖培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，24小時后，取出載體，再次放入新鮮的增殖培養(yǎng) 基培養(yǎng)，24小時后再增殖一次，備用。種子培養(yǎng)基的質(zhì)量配比為 葡萄糖，20%的土豆培養(yǎng)基，余量為水。增殖培養(yǎng)基的質(zhì)量配比為 葡萄糖，0. 3%酵母膏，20%的土豆培養(yǎng)基，余量為水。泥漿培養(yǎng)基的質(zhì)量配比為 葡萄糖，20%的土豆培養(yǎng)基，水土比為3 :1，余量為 水。將5%的固定化載體接入泥漿培養(yǎng)基上下120r/min搖床，分別在0 h、48h、 96h、16 i和MOh測其對芘和苯并(a)芘降解率，結(jié)果見表1、表2。表1固定化單菌對芘的降解率
權(quán)利要求
1.一種新型載體固定化微生物降解污染物的方法，其特征在于該方法按以下步驟進行(1)、將真菌菌種放入種子培養(yǎng)基進行微生物培養(yǎng)，待菌種長到對數(shù)生長期后，取出 IOml菌液與載體充分混勻，載體質(zhì)量配比為聚乙烯醇(PVA)為9. 5%，海藻酸鈉0. 6%，活性 炭5. 5%，余量為水；裝入中空十字花型載體磨具內(nèi)，在冰箱內(nèi)-10 -15°C冷凍22 M小 時得固定化載體，解凍后用10%的硫酸鈉浸泡M小時，再用無菌水浸泡M小時后增殖3次， 30°C下，搖床轉(zhuǎn)數(shù)130r/min，每次更換增殖培養(yǎng)基，每次增殖的時間為M小時；(2)、將上述解凍增殖后的固定化載體，按接種量為5%，在觀 30°C條件下，接入泥漿 培養(yǎng)基上以120 130r/min搖床，完成對污染物的降解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型載體固定化微生物降解污染物的方法，其特征在 于所述真菌菌種為鐮刀菌、木霉和黑曲霉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型載體固定化微生物降解污染物的方法，其特征 在于將所述鐮刀菌、木霉和黑曲霉分別與載體充分混勻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型載體固定化微生物降解污染物的方法，其特征 在于將所述鐮刀菌、木霉和黑曲霉兩兩混合及三株同時混合后，再與載體充分混勻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型載體固定化微生物降解污染物的方法，其特征 在于種子培養(yǎng)基的質(zhì)量配比為 葡萄糖，20%的土豆培養(yǎng)基，余量為水； 增殖培養(yǎng)基的質(zhì)量配比為 葡萄糖，0. 3%酵母膏，20%的土豆培養(yǎng)基，余量為水； 泥漿培養(yǎng)基的質(zhì)量配比為 葡萄糖，20%的土豆培養(yǎng)基，水土比為3 :1 4:1，余量為水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型載體固定化微生物降解污染物的方法，其特 征在于固定化載體解凍后增殖3次，每次更換增殖培養(yǎng)基時，首先將載體從無菌水中取出 后，放入增殖培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)二4小時后，取出載體，再次放入新鮮的增殖培養(yǎng)基培養(yǎng)，24 小時后再增殖一次，備用。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型載體固定化微生物降解污染物的方法，其特征 在于所述載體直徑d為3cm，厚度h為0. 3 0. 5cm,中央通孔直徑D為0. 5 0. 7cm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型載體固定化微生物降解污染物的方法，主要是利用固定化微生物來降解土壤中的多環(huán)芳烴，對有機污染土壤進行修復(fù)，通過對固定化載體形狀的改變，從而提高其對污染物的降解率。成本低，而且無論是對真菌進行單株固定還是混合固定，中空十字花型的載體對污染物的降解效果都比較好，適于推廣應(yīng)用。
文檔編號A62D3/02GK102114492SQ201010574039
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者崔麗, 梁吉艷, 沈欣軍, 王惠豐, 王新 申請人:沈陽工業(yè)大學(xué)