本發(fā)明涉及三氯生廢水處理領(lǐng)域,具體是一種用于降解三氯生的包埋型納米鐵/復(fù)合微生物菌劑及其制備方法。
背景技術(shù):
三氯生具有良好的殺菌消毒作用,且具備良好的安全性,甚至有促進(jìn)人體皮膚新陳代謝、光亮潤(rùn)澤的功效。從20世紀(jì)70年代應(yīng)用于香皂生產(chǎn)以來(lái),三氯生的應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大,現(xiàn)已被廣泛用于個(gè)人護(hù)理品及藥品的生產(chǎn)過(guò)程中,如洗滌劑、除臭劑、化妝品、消毒器械,以及紡織品的出廠前消毒殺菌處理等。三氯生屬于極性疏水性有機(jī)物,易沉積于土壤、底泥等固相物質(zhì)。疏水物質(zhì)的親脂性使其易于在生物體內(nèi)積累,也增加三氯生環(huán)境殘留的可能性,并通過(guò)哺乳動(dòng)物的食物鏈積累威脅人類健康。這類污染物的易吸附沉積性、持久性、生物富集性,給周圍的生態(tài)環(huán)境帶來(lái)長(zhǎng)期的、不可預(yù)測(cè)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)此類污染的控制與治理已引起人們的廣泛關(guān)注。
生物處理是當(dāng)前常用的廢水處理方法,這種方法通過(guò)微生物的新陳代謝作用,將廢水中的污染物質(zhì)分解、吸收,從而達(dá)到治理污染的目的。生物處理法與其他方法相比,其成本低,效率高,而且容易操作,最重要的是沒有二次污染,因此,在廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,廢水的成分日益復(fù)雜,尤其當(dāng)廢水中含有有毒、難降解的有機(jī)污染物時(shí),由于對(duì)該類有機(jī)物具有專項(xiàng)降解能力的微生物在環(huán)境中的種類、數(shù)量較少,同時(shí)它在種間競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì),因此,傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)面臨極大挑戰(zhàn)。
如果在傳統(tǒng)的生物處理體系中投加具有特定功能的微生物或某些基質(zhì),增強(qiáng)它對(duì)特定污染物的降解能力,從而改善整個(gè)污水處理體系的處理效果,我們稱這種技術(shù)為生物強(qiáng)化技術(shù)。近年來(lái),納米材料由于其巨大的比表面積和高活性,使反應(yīng)速率得到提高,應(yīng)用于被污染的土壤和地下水修復(fù)以及污水處理,而其中對(duì)納米零價(jià)鐵(nano‐scale zero‐valent,nZVI)研究相對(duì)較多。nZVI是一種有效的脫鹵還原劑,早在20世紀(jì)80年代就引起了人們的關(guān)注。納米零價(jià)鐵可催化還原多種有機(jī)鹵化物,如:鹵代烷烴、鹵代烯烴、鹵代芳香烴等難降解有機(jī)物污染物,將其轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的化合物,同時(shí)提高其可生化性,能為進(jìn)一步生物降解創(chuàng)造有利條件。雖然納米零價(jià)鐵具有很多優(yōu)勢(shì),但是在其應(yīng)用的過(guò)程中還遇到一些問(wèn)題,比如納米零價(jià)鐵的穩(wěn)定性較差。納米零價(jià)鐵很容易被氧化而形成鐵的氧化物或者氫氧化物在納米鐵表面沉積,從而使得納米零價(jià)鐵產(chǎn)生鈍化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種三氯生的降解效率高,菌劑強(qiáng)度高、微生物毒性小、原材料來(lái)源價(jià)格低廉的包埋型納米鐵/復(fù)合微生物菌劑及其制備方法。
本發(fā)明利用化學(xué)手段,將納米鐵和微生物進(jìn)行包埋制成復(fù)合菌劑,可以使其在三氯生污染物的處理上形成協(xié)同效應(yīng),不僅可以利用納米鐵顆粒高的比表面積和表面活性,還可以保證微生物的穩(wěn)定性和活性;制成的包埋型菌劑適合原位修復(fù)且無(wú)二次污染。
本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
包埋型納米鐵/復(fù)合微生物菌劑的制備方法,包括如下步驟:
(1)菌體的制備:
分別挑取土壤桿菌(Agrobacterium sp.)、陰溝腸桿菌(Enterobactercloacae.)、桿狀菌(Bacillus sp.)、戈登氏菌(Gordonia sp.)、惡臭假單胞菌(Pseudomonas putida.)、施氏假單胞菌(Pseudomonas stutzeri.)2環(huán)分別轉(zhuǎn)移到含營(yíng)養(yǎng)液中,細(xì)菌在35‐37℃的條件下培養(yǎng)1‐3天,以5‐18%的體積比例接種至含增殖培養(yǎng)基的容器中,在35‐37℃的條件下培養(yǎng)1‐3天,離心處理,獲得上述菌體的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞;用磷酸鹽緩沖液洗滌1‐2次后;按體積百分比計(jì),分別取5~8%土壤桿菌,4~6%桿狀菌,7~15%陰溝腸桿菌,10~19%戈登氏菌,13~27%惡臭假單胞菌和35~45%施氏假單胞菌混合,獲得用于三氯生降解的菌體A;
(2)納米鐵溶液的制備:
采用液相還原法,在氮?dú)獗Wo(hù)的液相體系中,強(qiáng)還原劑KBH4還原FeSO4·7H2O得到Fe0,用Fe0制備濃度為0.1~0.6g/L的納米鐵溶液,記為溶液B;
(3)包埋劑瓊脂、PVA、SiO2溶液的制備:
將瓊脂、PVA在90‐100℃左右的溫度下加熱完全溶解于清水,得到瓊脂質(zhì)量百分含量為5~9%,PVA質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為7.5~15%的溶液,再加入SiO2,控制SiO2在混合物中質(zhì)量濃度為1~3mg/L,待混合交替冷卻至50℃,記為溶液C;
(4)交聯(lián)劑硫酸鋁飽和硼酸溶液的制備:
將硫酸鋁粉末溶于飽和硼酸溶液中,得到摩爾濃度為0.1~1mol/L的硫酸鋁的飽和硼酸溶液,記為溶液D;
(5)納米鐵/復(fù)合微生物菌劑制備:
在50‐70℃恒溫水浴條件下,按體積比分別取15~18%溶液B,6~15%的菌體A加入到57~66%溶液C中,攪拌混合均勻,在氮?dú)獗Wo(hù)的環(huán)境下滴加至室溫的1‐22%溶液D中,交聯(lián)處理,清洗,保存,得到納米鐵/復(fù)合微生物菌劑。
為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的,優(yōu)選地,所述營(yíng)養(yǎng)液主要成分為牛肉膏6.0g/L,NaCl5.0g/L,蛋白胨10.0g/L,大豆粉2.0g/L,pH 6.5,其余為水。
優(yōu)選地,所述增殖培養(yǎng)基主要成分為酪蛋白20.0g/L,磷酸氫鉀3.0g/L,葡萄糖3.0g/L,大豆粉4.0g/L,氯化鈉5.0g/L,其余為水。
優(yōu)選地,按體積百分比計(jì),所述磷酸鹽緩沖液的成分為氯化鈉9.0g/L,氯化鉀0.3g/L,磷酸氫二鉀1.2g/L和磷酸二氫鉀0.3g/L,其余為水。
優(yōu)選地,所述包埋型納米鐵/復(fù)合微生物菌劑的保存方法是指在無(wú)菌生理鹽水中浸泡并放置冰箱中4℃下保存。
優(yōu)選地,所述的保存是指在無(wú)菌生理鹽水中浸泡并放置冰箱中4℃下保存。
優(yōu)選地,所述土壤桿菌(Agrobacterium sp.)、陰溝腸桿菌(Enterobactercloacae.)、桿狀菌(Bacillus sp.)、戈登氏菌(Gordonia sp.)、惡臭假單胞菌(Pseudomonas putida.)、施氏假單胞菌(Pseudomonas stutzeri.)2環(huán)分別轉(zhuǎn)移到含30‐40mL營(yíng)養(yǎng)液中。
優(yōu)選地,所述交聯(lián)處理是指4‐6℃條件下交聯(lián)10~36h。
優(yōu)選地,步驟1)所述的離心處理是指以4000‐5000rpm的速度離心15‐30min。
優(yōu)選地,所述的清洗是用0.8‐1.2%的NaCl溶液洗滌。
一種用于降解三氯生的包埋型納米鐵/復(fù)合微生物菌劑,由上述制備方法制得。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
1)本發(fā)明埋型納米鐵/復(fù)合微生物菌劑,利用納米鐵對(duì)對(duì)三氯生的強(qiáng)還原性、對(duì)微生物的吸附性,以及納米鐵可與微生物的線粒體的細(xì)胞色素c作用,改變細(xì)胞色素c的氧化還原電位和加強(qiáng)電子傳遞能力,因此復(fù)合菌劑能夠產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)共同促進(jìn)三氯生的降解。在本發(fā)明的實(shí)施例范圍值條件下,經(jīng)過(guò)本發(fā)明制備的復(fù)合菌劑與相同實(shí)驗(yàn)條件下單一的微生物實(shí)驗(yàn)和單一的納米鐵實(shí)驗(yàn)對(duì)比,可以驗(yàn)證復(fù)合菌劑能夠產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)共同促進(jìn)三氯生的降解納米鐵可與微生物的線粒體的細(xì)胞色素c作用,改變細(xì)胞色素c的氧化還原電位和加強(qiáng)電子傳遞能力。
2)本發(fā)明所選用的包埋劑瓊脂原材料來(lái)源廣,廉價(jià)無(wú)毒,具有良好的生物相容性。所制得的菌劑強(qiáng)度高、微生物毒性低。同時(shí)解決吸附于無(wú)機(jī)多孔SiO2材料微生物的不穩(wěn)定問(wèn)題。納米鐵與微生物形成協(xié)同效應(yīng)加強(qiáng)三氯生降解效率,適合大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)。
3)本方法使用簡(jiǎn)單方便,可將制成菌劑活化后直接投放在污染水體中,實(shí)現(xiàn)污染水體的原位修復(fù),有效避免微生物的流失,不存在二次污染。
具體實(shí)施方式
為更好地理解本發(fā)明,下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明,但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表述的范圍。
實(shí)施例步驟1)和步驟6)中,所述營(yíng)養(yǎng)液主要成分為牛肉膏6.0g/L,NaCl5.0g/L,蛋白胨10.0g/L,大豆粉2.0g/L,pH 6.5,其余為水。
所述增殖培養(yǎng)基主要成分為酪蛋白20.0g/L,磷酸氫鉀3.0g/L,葡萄糖3.0g/L,大豆粉4.0g/L,氯化鈉5.0g/L,其余為水。
實(shí)施例1
(1)三氯生降解菌液的制備
分別挑取土壤桿菌(Agrobacterium sp.)、陰溝腸桿菌(Enterobactercloacae.)、桿狀菌(Bacillus sp.)、戈登氏菌(Gordonia sp.)、惡臭假單胞菌(Pseudomonas putida.)、施氏假單胞菌(Pseudomonas stutzeri.)2環(huán),將其分別轉(zhuǎn)移到30mL營(yíng)養(yǎng)液中,細(xì)菌在35℃的條件下培養(yǎng)2天,以10%的體積比例接種至增殖培養(yǎng)基的容器中,在35℃的條件下培養(yǎng)2天,以5000rpm的速度離心15min后,分別獲得上述菌體的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞。將上述菌體的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞取出,用磷酸鹽緩沖液(其主要成分氯化鈉9.0g/L,氯化鉀0.3g/L,磷酸氫二鉀1.2g/L和磷酸二氫鉀0.3g/L,其余為水)洗滌2次。按體積百分比計(jì),分別取5%土壤桿菌,5%桿狀菌,10%陰溝腸桿菌,20%戈登氏菌,20%惡臭假單胞菌和40%施氏假單胞菌混合,獲得用于三氯生降解的菌體。菌體懸浮于生理鹽水中,在4℃冷藏備用。記為菌體A;
(2)納米鐵溶液的制備
采用液相還原法,在氮?dú)獗Wo(hù)的液相體系中,強(qiáng)還原劑KBH4還原FeSO4·7H2O得到Fe0,用Fe0制備濃度為0.4g/L的納米鐵溶液。記為溶液B。
(3)包埋劑瓊脂、PVA、SiO2溶液的制備
將瓊脂、PVA在90℃的溫度下加熱完全溶解于清水,得到瓊脂質(zhì)量百分含量為5%,PVA質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為7.5%的溶液,再加入SiO2,SiO2在混合物中質(zhì)量濃度為1mg/L,待混合交替冷卻至55℃,記為溶液C;
(4)交聯(lián)劑硫酸鋁飽和硼酸溶液的制備
將硫酸鋁粉末溶于飽和硼酸溶液中,得到摩爾濃度為0.5mol/L的硫酸鋁的飽和硼酸溶液。記為溶液D。
(5)包埋型菌劑的制備
在60℃恒溫水浴條件下,按體積比分別取15%0.1mg/L的溶液B,6%的菌體A加入到57%的溶液C(含質(zhì)量百分?jǐn)?shù)5%瓊脂、7.5%PVA、1mg/LSiO2)中,攪拌混合均勻。在氮?dú)獗Wo(hù)的環(huán)境下滴加至22%溶液D(室溫)中,在4℃條件下交聯(lián)10h,之后用0.9wt%的NaCl溶液清洗、保存,得到納米鐵/復(fù)合微生物菌劑。
(6)三氯生污染的降解效果
取納米鐵復(fù)合微生物菌劑3mg/L投入營(yíng)養(yǎng)液基進(jìn)行培養(yǎng)6h,使其活化后直接投入10L濃度為5mg/L的三氯生模擬污染廢水中,曝氣處理5d,曝氣量為2L/h。以質(zhì)量濃度計(jì),營(yíng)養(yǎng)液為牛肉膏6.0g/L,NaCl5.0g/L,蛋白胨10.0g/L,大豆粉2.0g/L,pH 6.5,其余為水。
三氯生采用Waters高效液相色譜測(cè)定,測(cè)定條件為色譜柱:Waters C18柱(150×4.6mm I.D.,5μm);35℃柱溫,以乙腈/水(75:25,v/v)為流動(dòng)相,總流速1.0mL/min,進(jìn)樣量10μL,檢測(cè)波長(zhǎng)為230nm。目標(biāo)物質(zhì)出峰時(shí)間約是7.2min,樣品總檢測(cè)時(shí)間為12min。通過(guò)測(cè)試水樣中三氯生初始濃度C0和反應(yīng)后濃度Ct,得到三氯生去除率。
采用本實(shí)施例方法處理水中5mg/L的三氯生5L廢水中投加2g納米鐵復(fù)合微生物菌劑;直接將菌劑投入營(yíng)養(yǎng)液中培養(yǎng)6h,活化后直接投放使用。曝氣處理5d后三氯生去除率達(dá)91%,明顯高于單一菌種(施氏假單胞菌)的對(duì)照組28%,表明包埋型納米鐵/復(fù)合微生物菌劑對(duì)三氯生具有良好的降解效果,且明顯優(yōu)于單一菌種;納米鐵對(duì)三氯生的強(qiáng)還原性、對(duì)微生物的吸附性,以及納米鐵可與微生物的線粒體的細(xì)胞色素c作用,改變細(xì)胞色素c的氧化還原電位和加強(qiáng)電子傳遞能力;復(fù)合菌劑能夠產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)共同促進(jìn)三氯生的降解。納米鐵對(duì)三氯生的強(qiáng)還原性、對(duì)微生物的吸附性,以及納米鐵可與微生物的線粒體的細(xì)胞色素c作用,改變細(xì)胞色素c的氧化還原電位和加強(qiáng)電子傳遞能力,復(fù)合菌劑能夠產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)共同促進(jìn)三氯生的降解。
實(shí)施例2
(1)三氯生降解菌液的制備
分別挑取土壤桿菌(Agrobacterium sp.)、陰溝腸桿菌(Enterobactercloacae.)、桿狀菌(Bacillus sp.)、戈登氏菌(Gordonia sp.)、惡臭假單胞菌(Pseudomonas putida.)、施氏假單胞菌(Pseudomonas stutzeri.)2環(huán),將其分別轉(zhuǎn)移到30mL營(yíng)養(yǎng)液中,細(xì)菌在35℃的條件下培養(yǎng)2天,以10%的體積比例接種至增殖培養(yǎng)基的容器中,在35℃的條件下培養(yǎng)2天,以5000rpm的速度離心15min后,分別獲得上述菌體的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞。
將上述菌體的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞取出,用磷酸鹽緩沖液(其主要成分氯化鈉9.0g/L,氯化鉀0.3g/L,磷酸氫二鉀1.2g/L和磷酸二氫鉀0.3g/L,其余為水)洗滌2次。按體積百分比計(jì),分別取5%土壤桿菌,5%桿狀菌,10%陰溝腸桿菌,20%戈登氏菌,20%惡臭假單胞菌和40%施氏假單胞菌混合,獲得用于三氯生降解的菌體。菌體懸浮于生理鹽水中,在4℃冷藏備用。記為菌體A;
(2)納米鐵溶液的制備
采用液相還原法,在氮?dú)獗Wo(hù)的液相體系中,強(qiáng)還原劑KBH4還原FeSO4·7H2O得到Fe0,用Fe0制備濃度為0.4g/L的納米鐵溶液。記為溶液B。
(3)包埋劑瓊脂、PVA、SiO2溶液的制備
將瓊脂、PVA在90℃的溫度下加熱完全溶解于清水,得到瓊脂質(zhì)量百分含量為7%,PVA質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為11.5%的溶液,再加入SiO2,SiO2在混合物中質(zhì)量濃度為2mg/L,待混合交替冷卻至55℃,記為溶液C;
(4)交聯(lián)劑硫酸鋁飽和硼酸溶液的制備
將硫酸鋁粉末溶于飽和硼酸溶液中,得到摩爾濃度為0.5mol/L的硫酸鋁的飽和硼酸溶液。記為溶液D。
(5)包埋型菌劑的制備
在60℃恒溫水浴條件下,按體積比分別取16%0.4mg/L的溶液B,10%的菌體A加入到61%的溶液C(含質(zhì)量百分?jǐn)?shù)7%瓊脂、11.5%PVA、2mg/L SiO2)中,攪拌混合均勻。在氮?dú)獗Wo(hù)的環(huán)境下滴加至13%溶液D(室溫)中,在4℃條件下交聯(lián)23h,之后用0.9wt%的NaCl溶液清洗、保存,得到納米鐵/復(fù)合微生物菌劑。
(6)三氯生污染的降解效果
取納米鐵復(fù)合微生物菌劑3mg/L投入營(yíng)養(yǎng)液基進(jìn)行培養(yǎng)6h,使其活化后直接投入10L濃度為5mg/L的三氯生模擬污染廢水中,曝氣處理5d,曝氣量為2L/h。以質(zhì)量濃度計(jì),營(yíng)養(yǎng)液的成分為牛肉膏6.0g/L,NaCl5.0g/L,蛋白胨10.0g/L,大豆粉2.0g/L,pH 6.5,其余為水。
采用本實(shí)施例方法,在含5mg/L三氯生5L廢水中投加2g納米鐵復(fù)合微生物復(fù)合菌劑;活化后,直接將菌劑投入營(yíng)養(yǎng)液中培養(yǎng)6h,直接投放使用。曝氣處理5d后三氯生去除率達(dá)98%,明顯高于單一菌種(施氏假單胞菌)的對(duì)照組32%,表明包埋型納米鐵/復(fù)合微生物菌劑對(duì)三氯生具有良好的降解效果,且明顯優(yōu)于單一菌種。因?yàn)榧{米鐵對(duì)三氯生的強(qiáng)還原性、對(duì)微生物的吸附性,以及納米鐵可與微生物的線粒體的細(xì)胞色素c作用,改變細(xì)胞色素c的氧化還原電位和加強(qiáng)電子傳遞能力。因此復(fù)合菌劑能夠產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)共同促進(jìn)三氯生的降解。
三氯生采用Waters高效液相色譜測(cè)定,測(cè)定條件為色譜柱:Waters C18柱(150×4.6mm I.D.,5μm);35℃柱溫,以乙腈/水(75:25,v/v)為流動(dòng)相,總流速1.0mL/min,進(jìn)樣量10μL,檢測(cè)波長(zhǎng)為230nm。目標(biāo)物質(zhì)出峰時(shí)間約是7.2min,樣品總檢測(cè)時(shí)間為12min。
實(shí)施例3
(1)三氯生降解菌液的制備
分別挑取土壤桿菌(Agrobacterium sp.)、陰溝腸桿菌(Enterobactercloacae.)、桿狀菌(Bacillus sp.)、戈登氏菌(Gordonia sp.)、惡臭假單胞菌(Pseudomonas putida.)、施氏假單胞菌(Pseudomonas stutzeri.)2環(huán),將其分別轉(zhuǎn)移到30mL營(yíng)養(yǎng)液中,細(xì)菌在35℃的條件下培養(yǎng)2天,以10%的體積比例接種至增殖培養(yǎng)基的容器中,在35℃的條件下培養(yǎng)2天,以5000rpm的速度離心15min后,分別獲得上述菌體的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞。
將上述菌體的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期細(xì)胞取出,用磷酸鹽緩沖液(其主要成分氯化鈉9.0g/L,氯化鉀0.3g/L,磷酸氫二鉀1.2g/L和磷酸二氫鉀0.3g/L,其余為水)洗滌2次。按體積百分比計(jì),分別取5%土壤桿菌,5%桿狀菌,10%陰溝腸桿菌,20%戈登氏菌,20%惡臭假單胞菌和40%施氏假單胞菌混合,獲得用于三氯生降解的菌體。菌體懸浮于生理鹽水中,在4℃冷藏備用。記為菌體A;
(2)納米鐵溶液的制備
采用液相還原法,在氮?dú)獗Wo(hù)的液相體系中,強(qiáng)還原劑KBH4還原FeSO4·7H2O得到Fe0,用Fe0制備濃度為0.4g/L的納米鐵溶液。記為溶液B。
(3)包埋劑瓊脂、PVA、SiO2溶液的制備
將瓊脂、PVA在90℃的溫度下加熱完全溶解于清水,得到瓊脂質(zhì)量百分含量為9%,PVA質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為15%的溶液,再加入SiO2,SiO2在混合物中質(zhì)量濃度為3mg/L,待混合交替冷卻至55℃,記為溶液C;
(4)交聯(lián)劑硫酸鋁飽和硼酸溶液的制備
將硫酸鋁粉末溶于飽和硼酸溶液中,得到摩爾濃度為0.5mol/L的硫酸鋁的飽和硼酸溶液。記為溶液D。
(5)包埋型菌劑的制備
在60℃恒溫水浴條件下,按體積比分別取18%0.6mg/L的溶液B,15%的菌體A加入到66%的溶液C(含質(zhì)量百分?jǐn)?shù)9%瓊脂、15%PVA、3mg/L SiO2)中,攪拌混合均勻。在氮?dú)獗Wo(hù)的環(huán)境下滴加至1%溶液D(室溫)中,在4℃條件下交聯(lián)36h,之后用0.9wt%的NaCl溶液清洗、保存,得到納米鐵/復(fù)合微生物菌劑。
(6)三氯生污染的降解效果
取納米鐵復(fù)合微生物菌劑3mg/L投入營(yíng)養(yǎng)液基進(jìn)行培養(yǎng)6h,使其活化后直接投入10L濃度為5mg/L的三氯生模擬污染廢水中,曝氣處理5d,曝氣量為2L/h。以質(zhì)量濃度計(jì),營(yíng)養(yǎng)液的成分為牛肉膏6.0g/L,NaCl5.0g/L,蛋白胨10.0g/L,大豆粉2.0g/L,pH 6.5,其余為水。
采用本實(shí)施例方法,在含5mg/L三氯生5L廢水中投加2g納米鐵復(fù)合微生物復(fù)合菌劑;活化后,直接將菌劑投入營(yíng)養(yǎng)液中培養(yǎng)6h,直接投放使用。曝氣處理5d后三氯生去除率達(dá)96%,明顯高于單一菌種(施氏假單胞菌)的對(duì)照組25%,表明包埋型納米鐵/復(fù)合微生物菌劑對(duì)三氯生具有良好的降解效果,且明顯優(yōu)于單一菌種。因?yàn)榧{米鐵對(duì)三氯生的強(qiáng)還原性、對(duì)微生物的吸附性,以及納米鐵可與微生物的線粒體的細(xì)胞色素c作用,改變細(xì)胞色素c的氧化還原電位和加強(qiáng)電子傳遞能力。因此復(fù)合菌劑能夠產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)共同促進(jìn)三氯生的降解。
三氯生采用Waters高效液相色譜測(cè)定,測(cè)定條件為色譜柱:Waters C18柱(150×4.6mm I.D.,5μm);35℃柱溫,以乙腈/水(75:25,v/v)為流動(dòng)相,總流速1.0mL/min,進(jìn)樣量10μL,檢測(cè)波長(zhǎng)為230nm。目標(biāo)物質(zhì)出峰時(shí)間約是7.2min,樣品總檢測(cè)時(shí)間為12min。
在本發(fā)明中,納米鐵與微生物的協(xié)同作用,實(shí)驗(yàn)證明本發(fā)明制備的符合菌劑在相同的實(shí)驗(yàn)條件下,效果分別優(yōu)于單一微生物土壤桿菌(Agrobacterium sp.)、陰溝腸桿菌(Enterobactercloacae.)、桿狀菌(Bacillus sp.)、戈登氏菌(Gordonia sp.)、惡臭假單胞菌(Pseudomonas putida.)、施氏假單胞菌(Pseudomonas stutzeri.)。納米鐵對(duì)三氯生的強(qiáng)還原性、對(duì)微生物的吸附性,以及納米鐵可與微生物的線粒體的細(xì)胞色素c作用,改變細(xì)胞色素c的氧化還原電位和加強(qiáng)電子傳遞能力,因此復(fù)合菌劑能夠產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)共同促進(jìn)三氯生的降解??朔司N降解三氯生過(guò)程中容易受到中間代謝產(chǎn)物抑制的問(wèn)題,同時(shí)將納米鐵和微生物進(jìn)行包埋制成菌劑,不僅可以利用納米鐵顆粒高的比表面積和表面活性,還可以保證微生物的穩(wěn)定性和活性,使其在三氯生污染物的處理上形成協(xié)同效應(yīng),去除率明顯增高。制成的包埋型菌劑適合原位休息且無(wú)二次污染。
根據(jù)相關(guān)細(xì)菌降解三氯生的報(bào)道:真菌漆酶(laccases)/氧化還原介體體系降解三氯生的降解率為90%[Murugesan K,Chang Y Y,Kim Y M,et al.Enhanced transformation of triclosanbylaccase in the presence of redox mediators[J].Water Research,2010,44(1):298‐308.],白腐真菌對(duì)三氯生的降解率亦為90%[Inoue Y,Hata T,Kawai S,et al.Elimination and detoxification of triclosan by manganeseperoxidase from white rot fungus[J].Journal of Hazardous Materials,2010,180(1‐3):764‐767.]。這些細(xì)菌對(duì)三氯生的降解效率低于本發(fā)明的菌劑,因此該菌劑在處理三氯生廢水方面具有良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明制備的包埋型納米鐵單一微生物菌劑不僅在對(duì)三氯生的降解上有優(yōu)勢(shì)。而且該包埋劑可以利用納米鐵顆粒高的比表面積和表面活性,還可以保證微生物的穩(wěn)定性和活性。制成的包埋型菌劑適合原位修復(fù)且無(wú)二次污染。制成的包埋劑只需簡(jiǎn)單活化后即可投入使用,具有大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的前景。
本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制,其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化,均應(yīng)為等效的置換方式,都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。