一株多環(huán)芳烴去除復(fù)合材料、制備方法及其用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及微生物工程領(lǐng)域，尤其涉及一株多環(huán)芳烴去除復(fù)合材料、制備方法及 其用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，我國土壤的PAHs污染情況不容樂觀，從不同區(qū)域土壤中檢測到的PAHs殘 留平均值遠高于其他發(fā)達國家，其中4環(huán)及以上的高分子量PAHs污染物占到總量的60%以 上，這部分PAHs在土壤中半衰期長，毒性大并難于降解。當(dāng)前對多環(huán)芳烴污染場地的修復(fù) 主要有物理方法、化學(xué)方法、生物方法及聯(lián)合修復(fù)。其中生物修復(fù)因具有成本低、無二次污 染等優(yōu)勢而具有較大的應(yīng)用潛力，而大量研究表明，在生物修復(fù)中，微生物修復(fù)是去除污染 場地中多環(huán)芳烴的有效方法。但在PAHs污染場地中，具有多環(huán)芳烴降解能力的功能微生物 豐度較低，因此從污染場地中篩選、分離出PAHs高效降解菌對實現(xiàn)污染場地修復(fù)的關(guān)鍵技 術(shù)之一〇
[0003] 當(dāng)前有較多的科研工作者已從PAHs污染場地篩選、分離得到較多PAHs降解菌，且 后期的功能微生物投加生物強化修復(fù)具有一定的效用；但游離的功能微生物因無法適應(yīng)環(huán) 境不易存活或存活時間較短因而影響了PAHs去除效果。因此在利用功能微生物修復(fù)PAHs 污染土壤時，需要一些輔助手段來增強功能微生物的作用。
[0004] 針對微生物來說，較多研究者認為生物炭疏松多孔的結(jié)構(gòu)可為微生物提供一個良 好的生境，從而提高微生物對污染物的耐性，同時避免捕食者的捕食，進而能較好的存活于 污染場地中。同時生物炭作為載體材料，其較強的吸附能力能吸附固定較多的功能微生物， 進而提高功能微生物在污染場地中的豐度。另外生物炭由于具有可增強土壤肥力、改善土 壤理化性質(zhì)、增加農(nóng)作物產(chǎn)量、促進土壤微生物生長的良好品質(zhì)被認為是一種良好的土壤 改良劑。再者生物炭因良好的吸附性能可吸附土壤中部分污染物而降低其生物有效性從而 降低污染物風(fēng)險。綜上所述，生物炭可作為微生物固定化良好的載體材料。因此以生物炭 作為載體材料固定化功能微生物，進而制備得菌株與生物炭的復(fù)合材料用于修復(fù)PAHs污 染場地，復(fù)合材料可增強功能微生物的生物強化修復(fù)作用，能夠?qū)崿F(xiàn)PAHs污染場地的有效 緩解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種能去除或降解土壤或水環(huán)境中的多環(huán)芳烴；在多環(huán)芳 烴和重金屬復(fù)合污染或多環(huán)芳烴單獨污染的土壤或水環(huán)境中進行生物修復(fù)的多環(huán)芳烴去 除復(fù)合材料。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種多環(huán)芳烴去除復(fù)合材料，其特征在于，有效成分 包括：ifycoAacterii/a? 菌，其的保藏號為CGMCCNo. 10941。
[0007]另一方面，提供一種所述多環(huán)芳烴去除復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，將培養(yǎng) 的妙coAacteri? 菌的種子液接種于裝有生物炭的容器中，并于搖床振蕩培養(yǎng)進行 浸泡固定化后即得，所述菌的保藏號為CGMCCNo. 10941 ;所述裝有生物炭的容器中還含有LB培養(yǎng)基；所述接種重量體積比例為生物炭：種子液=1:5-1:20 ;優(yōu)選的，為8:1-12:1。
[0008] 進一步，所述種子液的制備為：于三角瓶中接種活化后的Mycobacteriumgilvum 菌液，接種后的三角瓶置于30°C，180r/min搖床中震蕩培養(yǎng)至對數(shù)期0D_為0. 8,對數(shù)期菌 液3000r/min離心5min，棄上清液后再加入等量已滅菌的LB培養(yǎng)液并重懸，新得到的菌液 即為種子液；優(yōu)選接種量為1體積％。
[0009] 進一步，所述生物炭為將稱取過2mm篩的生物炭加入到三角瓶中，再向三角瓶加 入新鮮配制的LB培養(yǎng)液，高溫滅菌后放置直至其溫度降至室溫。
[0010] 進一步，所述生物炭為豆桿、水稻桿殘余制備的多孔生物炭。
[0011] 進一步，所述搖床震蕩培養(yǎng)的條件為30°C，80r/min搖床中震蕩培養(yǎng)48h。
[0012] 進一步，所述浸泡固定化后還有清洗去雜質(zhì)的步驟，具體為用滅過菌的200目濾 網(wǎng)將完成浸泡固定的復(fù)合材料過濾，并用無菌水分多次沖洗載體材料；優(yōu)選3次沖洗，即 得。
[0013] 還一方面，本發(fā)明提供一種所述多環(huán)芳烴去除復(fù)合材料用于去除或降解多環(huán)芳烴 的用途；優(yōu)選的，所述用途是指去除或降解土壤或水環(huán)境中的多環(huán)芳烴的用途； 任選的，所述土壤或水為重金屬和多環(huán)芳烴污染的土壤或水。
[0014] 還一方面，本發(fā)明提供一種所述多環(huán)芳烴去除復(fù)合材料在多環(huán)芳烴和重金屬復(fù)合 污染或多環(huán)芳烴單獨污染的土壤或水環(huán)境中生物修復(fù)中的應(yīng)用。
[0015] 進一步，所述土壤或水有重金屬和多環(huán)芳烴復(fù)合污染或多環(huán)芳烴單獨污染。
[0016] 本發(fā)明所述菌株的菌落橘黃色，圓形，表面凸起，干燥，不透明，邊緣整齊。菌體呈 短桿狀，0.4ymX0.8 - 1.5ym，單個或成對排列，革蘭氏陽性(見圖1和圖2)。能夠 利用葡萄糖酸鉀和甘露醇為碳源，可以自甘油、D-果糖、肌醇、甘露醇產(chǎn)酸，過氧化氫酶、脲 酶實驗陽性，0 _半乳糖苷酶、精氨酸雙水解酶實驗陰性，吐溫80水解陽性，七葉苷水解、明 膠水解陰性，硝酸鹽還原陽性，45°C不能生長。菌株16srDNA測序序列如SEQIDNO: 1所示， 測序由上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司完成。經(jīng)過NCBIBLAST比對，同源性為99%。
[0017] 在初始含量均為50mg/L的萘、苊、二氫苊、芴、菲、蒽、熒蒽、芘、苯并芘9中多環(huán)芳 烴中，本發(fā)明所述菌株不能降解其中的苊、二氫苊、苯并芘，但菌株對萘、芴、菲、蒽、熒蒽、芘 在第四天和第八天均能對進行有效降解。本發(fā)明所述菌株具有廣泛的底物廣譜性。
[0018] 本發(fā)明所述菌株對初始濃度50mg/L的芘在第4天降解率可達57. 85%，第9天時可 達 96. 76%。
[0019] 本發(fā)明所述菌株對多環(huán)芳烴具有較高的耐受濃度。對于初始濃度分別為50、75、 100、200mg/L的芘，接種等量的本發(fā)明所述菌株，在相同時間內(nèi)，隨著培養(yǎng)體系中芘含量的 增加，菌株對芘的去除量增加，由此表明在所實驗的濃度中，菌株能適應(yīng)環(huán)境中含量高達 200mg/L的芘。
[0020] 本發(fā)明所述菌株在Cu2+濃度為5-100mg/L培養(yǎng)液中生長良好； 本發(fā)明所述菌株在Cd2+濃度為0. 5-50mg/L培養(yǎng)液中生長良好； 本發(fā)明所述菌株在Pb2+濃度為1-500mg/L培養(yǎng)液中生長良好； 本發(fā)明所述菌株在Zn2+濃度為0. 5-100mg/L培養(yǎng)液中生長良好； 本發(fā)明所述菌株在As3+濃度為0. 5-lmM/L培養(yǎng)液中生長良好； 本發(fā)明所述菌株在As5+濃度為2. 5-10mM/L培養(yǎng)液中生長良好。
[0021] 綜上，本發(fā)明的菌株在 5-100mg/LCu2+;0. 5-50mg/LCd2+，1-500mg/LPb2+， 0. 5-100mg/LZn2+，0. 5-lmM/LAs3+; 2. 5-10mM/LAs5+濃度中生長良好，即菌株對上述重 金屬具有良好的耐受性。
[0022] 所述菌株保藏信息： 保藏機構(gòu)：中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，簡稱CGMCC; 保藏地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，中國科學(xué)院微生物研究所； 保藏日期：2015年6月1日； 保藏編號：CGMCCNo. 10941。
[0023] 保藏菌株分類命名為：淺黃分枝桿菌ifycoAacterii/a?
[0024] 本發(fā)明的申請人經(jīng)過多次試驗及創(chuàng)新性的研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)接種比例生物炭：種子液 =1 :10(w/v)時，制備得到的多環(huán)芳經(jīng)去除復(fù)合材料種負載的ifycoAacteri?giJn?最多； 浸泡固定化后的載體材料上妙coAacteri? 負載量為4. 57x10 12個/g，與同類技術(shù) 相比，附載的微生物生物量較高。同時，具有很好的去除或降解多環(huán)芳烴的效果。從實施例 8和9可以看出，本發(fā)明所述復(fù)合材料對水及土壤環(huán)境中的多環(huán)芳烴具有良好的去除效果。
【附圖說明】
[0025] 圖1是ifycoAacteriwa? 生長于LB平板形態(tài)圖。
[0026]圖 2 是ifycoAacteriwa? 掃描電鏡圖(放大 5000 倍)。
[0027]圖3是菌株系統(tǒng)發(fā)育樹圖。
[0028] 圖4是妙coAacteriwa? 菌株降解多環(huán)芳經(jīng)的底物廣譜性試驗結(jié)果圖。
[0029] 圖5是妙coAacterii/a? 菌株對花的降解試驗結(jié)果圖。
[0030] 圖6是妙coAacterii/a? 菌株對培養(yǎng)液中不同初始含量的花去除量試驗結(jié) 果圖。
[0031] 圖7是ifycoAacteriwa? 菌株在不同濃度Cu2+中的生長曲線圖。
[0032] 圖8是妙coAacteriwa? 菌株在不同濃度Cd2+中的生長曲線圖。
[0033] 圖9是妙coAacteriwa? 菌株在不同濃度Pb2+中的生長曲線圖。
[0034] 圖10是妙coAacteriwa? 菌株在不同濃度Zn2+中的生長曲線圖。
[0035] 圖11是ifycoAacteriwa? 菌株在不同濃度As3+中的生長曲線圖。
[0036] 圖12是ifycoAacteriwa? 菌株