本發(fā)明涉及凈水技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種飲用水重金屬深度去除的吸附?jīng)_泡劑。

背景技術(shù)：

健康飲水、安全飲水關(guān)系到人類的基本生存要求和生命底線。然而，隨著經(jīng)濟社會工業(yè)化進程的持續(xù)延伸，重金屬污染土壤和水體問題已在世界各國頻繁發(fā)生，更為嚴重的是飲用水水源地和生活飲用水也可能遭受不同程度的重金屬污染，這會導(dǎo)致人們天天喝的杯中水面臨一定的健康安全風(fēng)險。

污染飲水的重金屬主要有銅、鉛、錳、鎘、鉻、汞、砷等，盡管錳、銅、鉻等重金屬是生命活動所需要的微量元素，但是大部分重金屬如汞、鉛、鎘等并非生命活動所必須，而且所有重金屬超過一定濃度都對人體有毒。由于水源地遭受重金屬污染而導(dǎo)致自來水廠制備的自來水重金屬達到臨界值或個別超標；由于使用老舊的給水管網(wǎng)導(dǎo)致本來合格的自來水因輸送過程重金屬如鉛超標；由于家用水龍頭、熱水器等材質(zhì)良莠不齊導(dǎo)致重金屬如錳超標等等。盡管在市場上已經(jīng)有多種類型的凈水器具有一定的重金屬去除功能，但由于凈水器常使用吸附柱或離子交換柱，需要定時檢查更換，相對較麻煩，且其使用有效期隨處理水質(zhì)的不同而有變化，普通人群有不少不能做到科學(xué)使用，更換處理單元不及時就會使得已吸附到吸附柱或離子交換柱的重金屬重新釋放到處理水中，不知不覺中受其毒害；另一種情況是在很多場合是沒有凈水器可用的，或者購買了不合格凈水器，這些情況也呼喚一道最后的“屏障”——杯中水的重金屬安全去除技術(shù)。

微生物絮凝劑是一類由微生物或其分泌物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，它是利用微生物技術(shù)，通過細菌、真菌等微生物發(fā)酵、提取、精制而得的，是具有生物分解性和安全性的高效、無毒、無二次污染的水處理劑。由于微生物絮凝劑可以克服無機高分子和合成有機高分子絮凝劑本身固有的缺陷，最終實現(xiàn)無污染排放，因此微生物絮凝劑的研究正成為當(dāng)今世界絮凝劑方面研究的重要課題。近年來，微生物胞外多糖正被冠以“微生物絮凝劑”的名義開發(fā)為兼具絮凝、脫色和吸附重金屬功能、分別用于不同場合的天然無毒無害產(chǎn)品，但主要用于污水處理領(lǐng)域，尚未見有用于飲用水的處理。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種吸附率高，性能穩(wěn)定，能吸附多種重金屬，可重復(fù)利用，綠色安全的飲用水重金屬深度去除的吸附?jīng)_泡劑。

本發(fā)明針對背景技術(shù)提到的問題，采取的技術(shù)方案為：一株用于脫色和絮凝的海洋細菌，鑒定為交替假單胞菌（pseudoalteromonassp），于2016年8月29日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏號為cgmccno.12914，保藏單位地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號。

一種飲用水重金屬深度去除的吸附?jīng)_泡劑，由微生物絮凝劑和質(zhì)量比1:2-2:1的瓊脂和淀粉組成。

吸附?jīng)_泡劑的制備方法包括以下步驟：

種子液培養(yǎng)：將保藏號為cgmccno.12914的海洋細菌接種于斜面培養(yǎng)基，恒溫培養(yǎng)后，培養(yǎng)溫度為22-27℃，培養(yǎng)時間為24-72h。加入無菌水，培養(yǎng)基與無菌水體積比為1:0.7-1.3，振蕩制得種子液。上述種子液的培養(yǎng)可將菌種從保藏狀態(tài)恢復(fù)到活力旺盛的狀態(tài)，并且得到數(shù)量充足的菌種；

擴大發(fā)酵培養(yǎng)：在每100ml液體發(fā)酵培養(yǎng)基接入0.2-0.5ml種子液，恒溫搖床培養(yǎng)。發(fā)酵溫度為22-27℃，搖床速率為120-140r/min，發(fā)酵培養(yǎng)時間為3-4d。在發(fā)酵培養(yǎng)期間，菌種利用培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分進行旺盛的新陳代謝，產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物---胞外多糖；

胞外多糖提?。簩l(fā)酵完成的菌液離心，取上清液，在上清液中加入乙醇，乙醇體積為上清液體積的3-6倍。在2-5℃下靜置10-18h，離心取沉淀，真空干燥得胞外多糖粗制品。親水的多糖的水化層被乙醇破壞，多糖在水中的溶解度大幅下降，以沉淀形式與其他成分分離，同時多糖的活性不會被破壞；

絮凝劑的制備：在胞外多糖粗制品中加水，粗制品體積為水的1-2倍。振蕩后加入乙醇，乙醇體積為水溶液體積的3-6倍，乙醇溫度為2-5℃。靜置后離心取沉淀，真空干燥得到微生物絮凝劑；

吸附?jīng)_泡劑的制備：在質(zhì)量比為1:2-2:1的瓊脂與淀粉的混合物中加入20-30倍體積的純水，一邊攪拌一邊加熱直至瓊脂溶解，待瓊脂溶液冷卻至45-55℃，將純水質(zhì)量1/20~1/15的微生物絮凝劑倒入瓊脂溶液中混合均勻；然后將混合液倒入培養(yǎng)皿中，靜置使之冷卻凝固；將凝膠切成小方塊，制成淀粉瓊脂絮凝劑吸附劑，保存在2-4℃環(huán)境中。也可放入烘箱在70~95℃條件下烘干，制成干燥淀粉瓊脂絮凝劑吸附劑。上述方法制備的吸附?jīng)_泡劑能對多種重金屬進行吸附，性能穩(wěn)定，能吸附多種重金屬，吸附率高；沒有添加對人體有害的物質(zhì)，綠色安全。

作為優(yōu)選，斜面培養(yǎng)基成分及其濃度為葡萄糖10-25g/l、尿素0.43-0.52g/l、硫酸銨0.18-0.24g/l、酵母膏0.4-0.6g/l、磷酸氫二鉀1.25-5g/l、磷酸二氫鉀0.5-2g/l、瓊脂12-16g/l和余量陳化海水或人工海水；調(diào)節(jié)ph為7.2-7.4，115-121℃高壓滅菌20-30min。其中，人工海水配方為：氯化鈉25.0g/l、氯化鎂2.0g/l、硫酸鎂3.2g/l、氯化鈣1.2g/l、碳酸氫鈉0.2g/l、氯化鉀0.7g/l、溴化鈉0.06g/l、硼酸0.06g/l、硅酸鈉0.0024g/l、磷酸0.002g/l、六氯化二鋁0.013g/l、氨水0.002g/l、硝酸鋰0.0013g/l、蒸餾水余量。上述培養(yǎng)基不僅能提供適合本發(fā)明海洋細菌適宜的環(huán)境，還能提供菌種生長繁殖所需的碳源、氮源及生長因子，菌種的繁殖速度快，并且能誘導(dǎo)菌種分泌產(chǎn)生大量的胞外多糖，胞外多糖產(chǎn)量提高。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明提取保藏號為cgmccno.12914的海洋細菌胞外多糖作為微生物絮凝劑，將其與淀粉和瓊脂結(jié)合，制成對重金屬吸附效果優(yōu)良的吸附?jīng)_泡劑。制得的吸附?jīng)_泡劑能對飲用水中多種重金屬進行吸附，吸附效率高，性能穩(wěn)定；將沖泡劑放入飲用水中即可，使用方便，提升飲用水品質(zhì)；沒有添加對人體有害的物質(zhì)，綠色安全，可放心使用；原料來源廣，操作簡單，成本低廉，經(jīng)濟價值高。

具體實施例

下面通過實施例對本發(fā)明方案作進一步說明：

實施例1：

一株用于脫色和絮凝的海洋細菌，鑒定為交替假單胞菌（pseudoalteromonassp），于2016年8月29日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏號為cgmccno.12914，保藏單位地址：北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號。

一種飲用水重金屬深度去除的吸附?jīng)_泡劑，由微生物絮凝劑和質(zhì)量比2:2的瓊脂和淀粉組成。

吸附?jīng)_泡劑的制備方法包括以下步驟：

1）種子液培養(yǎng)：將保藏號為cgmccno.12914的海洋細菌接種于斜面培養(yǎng)基，恒溫培養(yǎng)后，培養(yǎng)溫度為25℃，培養(yǎng)時間為36h。加入無菌水，培養(yǎng)基與無菌水體積比為1:1，振蕩制得種子液。上述種子液的培養(yǎng)可將菌種從保藏狀態(tài)恢復(fù)到活力旺盛的狀態(tài)，并且得到數(shù)量充足的菌種；

2）擴大發(fā)酵培養(yǎng)：在每100ml液體發(fā)酵培養(yǎng)基接入0.4ml種子液，恒溫搖床培養(yǎng)。發(fā)酵溫度為25℃，搖床速率為140r/min，發(fā)酵培養(yǎng)時間為3.6d。在發(fā)酵培養(yǎng)期間，菌種利用培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分進行旺盛的新陳代謝，產(chǎn)生大量的代謝產(chǎn)物---胞外多糖；

3）胞外多糖提?。簩l(fā)酵完成的菌液離心，取上清液，在上清液中加入乙醇，乙醇體積為上清液體積的5倍。在4℃下靜置15h，離心取沉淀，真空干燥得胞外多糖粗制品。親水的多糖的水化層被乙醇破壞，多糖在水中的溶解度大幅下降，以沉淀形式與其他成分分離，同時多糖的活性不會被破壞；

4）絮凝劑的制備：在胞外多糖粗制品中加水，粗制品體積為水的1.7倍。振蕩后加入乙醇，乙醇體積為水溶液體積的5倍，乙醇溫度為4℃。靜置后離心取沉淀，真空干燥得到微生物絮凝劑；

5）吸附?jīng)_泡劑的制備：在質(zhì)量比為2:2的瓊脂與淀粉的混合物中加入25倍體積的純水，一邊攪拌一邊加熱直至瓊脂溶解，待瓊脂溶液冷卻至50℃，將微生物絮凝劑倒入瓊脂溶液中混合均勻；然后將混合液倒入培養(yǎng)皿中，靜置使之冷卻凝固；將凝膠切成3mm×3mm×3mm小方塊，制成淀粉瓊脂絮凝劑吸附劑，保存在4℃環(huán)境中。上述方法制備的吸附?jīng)_泡劑能對多種重金屬進行吸附，性能穩(wěn)定，能吸附多種重金屬，吸附率高；沒有添加對人體有害的物質(zhì)，綠色安全。

斜面培養(yǎng)基成分及其濃度為葡萄糖18g/l、尿素0.5g/l、硫酸銨0.2g/l、酵母膏0.5g/l、磷酸氫二鉀3.6g/l、磷酸二氫鉀1.6g/l、瓊脂15g/l和余量陳化海水或人工海水；調(diào)節(jié)ph為7.3，115℃高壓滅菌30min。其中，人工海水配方為：氯化鈉25.0g/l、氯化鎂2.0g/l、硫酸鎂3.2g/l、氯化鈣1.2g/l、碳酸氫鈉0.2g/l、氯化鉀0.7g/l、溴化鈉0.06g/l、硼酸0.06g/l、硅酸鈉0.0024g/l、磷酸0.002g/l、六氯化二鋁0.013g/l、氨水0.002g/l、硝酸鋰0.0013g/l、蒸餾水余量。上述培養(yǎng)基不僅能提供適合本發(fā)明海洋細菌適宜的環(huán)境，還能提供菌種生長繁殖所需的碳源、氮源及生長因子，菌種的繁殖速度快，并且能誘導(dǎo)菌種分泌產(chǎn)生大量的胞外多糖，胞外多糖產(chǎn)量提高。

實施例2：

一種飲用水重金屬深度去除的吸附?jīng)_泡劑，由微生物絮凝劑和質(zhì)量比2:2的瓊脂和淀粉組成。

吸附?jīng)_泡劑的最優(yōu)選制備方法包括以下步驟：

1）種子液培養(yǎng)：將保藏號為cgmccno.12914的海洋細菌接種于斜面培養(yǎng)基，于25℃恒溫培養(yǎng)36h。加入等體積無菌水，振蕩制得種子液。斜面培養(yǎng)基成分及其濃度為葡萄糖18g/l、尿素0.5g/l、硫酸銨0.2g/l、酵母膏0.5g/l、磷酸氫二鉀3.6g/l、磷酸二氫鉀1.6g/l、瓊脂15g/l和余量陳化海水或人工海水；調(diào)節(jié)ph為7.3，115℃高壓滅菌30min。其中，人工海水配方為：氯化鈉25.0g/l、氯化鎂2.0g/l、硫酸鎂3.2g/l、氯化鈣1.2g/l、碳酸氫鈉0.2g/l、氯化鉀0.7g/l、溴化鈉0.06g/l、硼酸0.06g/l、硅酸鈉0.0024g/l、磷酸0.002g/l、六氯化二鋁0.013g/l、氨水0.002g/l、硝酸鋰0.0013g/l、蒸餾水余量；

2）擴大發(fā)酵培養(yǎng)：在每100ml液體發(fā)酵培養(yǎng)基接入0.4ml種子液，恒溫搖床培養(yǎng)。發(fā)酵溫度為25℃，搖床速率為140r/min，發(fā)酵培養(yǎng)時間為3.6d。液體發(fā)酵培養(yǎng)基成分及其濃度為葡萄糖18g/l、尿素0.5g/l、硫酸銨0.2g/l、酵母膏0.5g/l、磷酸氫二鉀3.6g/l、磷酸二氫鉀1.6g/l和余量陳化海水或人工海水；調(diào)節(jié)ph為7.3，115℃高壓滅菌30min。其中，人工海水配方為：氯化鈉25.0g/l、氯化鎂2.0g/l、硫酸鎂3.2g/l、氯化鈣1.2g/l、碳酸氫鈉0.2g/l、氯化鉀0.7g/l、溴化鈉0.06g/l、硼酸0.06g/l、硅酸鈉0.0024g/l、磷酸0.002g/l、六氯化二鋁0.013g/l、氨水0.002g/l、硝酸鋰0.0013g/l、蒸餾水余量；

3）胞外多糖提?。簩l(fā)酵完成的菌液離心，取上清液，在上清液中加入5倍體積的乙醇。在4℃下靜置15h，離心取沉淀，真空干燥得胞外多糖粗制品；

4）絮凝劑的制備：在胞外多糖粗制品中加0.8倍水。振蕩后加入5倍體積乙醇，乙醇溫度為4℃。靜置后離心取沉淀，真空干燥得到微生物絮凝劑；

5）吸附?jīng)_泡劑的制備：在2g質(zhì)量比為2:2的瓊脂與淀粉的混合物中加入25倍體積的純水，一邊攪拌一邊加熱直至瓊脂溶解，待瓊脂溶液冷卻至50℃，將2g微生物絮凝劑倒入瓊脂溶液中混合均勻；然后將混合液倒入培養(yǎng)皿中，靜置使之冷卻凝固；將凝膠切成3mm×3mm×3mm小方塊，攤平后放入烘箱，在90℃烘至干燥，制成干燥淀粉瓊脂絮凝劑吸附劑，保存在4℃環(huán)境中。上述方法制備的吸附?jīng)_泡劑能對多種重金屬進行吸附，性能穩(wěn)定，能吸附多種重金屬，吸附率高；吸附使用后，用氫氧化鈉進行解吸，可重復(fù)繼續(xù)使用；沒有添加對人體有害的物質(zhì)，綠色安全。

實施例3：吸附?jīng)_泡劑對錳離子吸附效果的檢測

1）配制濃度為0.5mg/l的錳離子溶液；

2）稱取10g淀粉瓊脂絮凝劑吸附劑于150ml錐形瓶中；

3）將溶液加熱至沸，取下稍涼。分別量取50ml錳離子溶液倒入裝有吸附劑的錐形瓶中，搖晃10min,使吸附劑和錳離子溶液充分接觸。另取50ml溶液作為處理前水樣；

4）將吸附后水樣離心（10000×g，20min），去除水中殘留的吸附劑。處理后分別取兩份10ml水樣于2支25ml比色管中，定容至25ml，并標記1、2。水樣2為平行對照；

5）處理前水樣也取10ml于25ml比色管中，定容至25ml，做好標記；

6）測量處理前后水樣的錳離子濃度，用處理前后水樣的錳離子濃度差除以處理前水樣的錳離子濃度，得出錳離子的去除率為87.7%。

實施例4：吸附?jīng)_泡劑對鉻（六價）離子吸附效果檢測

1）配制濃度為0.25mg/l鉻（六價）離子溶液；

2）稱取5g淀粉瓊脂絮凝劑吸附劑于150ml錐形瓶中；

3）將溶液加熱至沸，取下稍涼。分別量取50ml鉻（六價）離子溶液倒入裝有吸附劑的錐形瓶中，搖晃10min,使吸附劑和鉻（六價）離子溶液充分接觸。另取50ml溶液作為處理前水樣；

4）將吸附后水樣離心（10000×g，20min），去除水中殘留的吸附劑。處理后水樣分別取兩份10ml水樣于2支25ml比色管中，定容至25ml，并標記1、2。水樣2為平行對照；

5）處理前水樣也取10ml于25ml比色管中，定容至25ml，做好標記；

6）測量處理前后水樣的鉻（六價）離子濃度，用處理前后水樣的鉻離子濃度差除以處理前水樣的鉻離子濃度，得出鉻（六價）離子的去除率為41.1%。

實施例5：吸附?jīng)_泡劑對鎘、鉛、銅離子吸附效果檢測

1）分別配制一定濃度的金屬離子溶液（其中鎘離子溶液濃度為0.025mg/l、鉛離子溶液濃度為0.05mg/l、銅離子溶液濃度為2mg/l）；

2）稱取10g淀粉瓊脂絮凝劑吸附劑于150ml錐形瓶中；

3）將溶液加熱至沸，取下稍涼。分別量取50ml金屬離子溶液倒入裝有吸附劑的錐形瓶中，搖晃10min,使吸附劑和金屬離子溶液充分接觸。另取50ml溶液作為處理前水樣；

4）將吸附后水樣離心（10000×g，20min），去除水中殘留的吸附劑。對于銅離子溶液，處理前后水樣取25ml于25ml比色管中。每支比色管中加入20μl濃硝酸（優(yōu)級純）并測試ph，使ph值小于2。然后將水樣裝入聚乙烯瓶中保存。對于鎘離子溶液，處理前后水樣各取2ml至聚乙烯瓶中，再各加入8ml(1+99)硝酸溶液（優(yōu)級純），搖勻，測ph，使ph值小于2，保存待測。對于鉛離子溶液，處理前后水樣各取8ml至聚乙烯瓶中，再各加入2ml(1+99)硝酸溶液（優(yōu)級純），搖勻，測ph，使ph值小于2，保存待測。分別取兩份水樣1,2測試，作平行對照；

5）測量處理前后水樣的金屬離子濃度，用處理前后水樣的各離子濃度差除以處理前水樣的該離子濃度，得出鎘離子的去除率為83.3%、鉛離子的去除率為42.6%、銅離子的去除率為31.4%。

實施例6：口杯水中重金屬的預(yù)防性去除

取10g濕型吸附?jīng)_泡劑或0.4g干燥型的吸附?jīng)_泡劑加入茶杯（帶濾網(wǎng)），沖入300-500ml熱開水，5-10分鐘后飲用。水中的重金屬被吸附?jīng)_泡劑吸附，飲用水的安全系數(shù)提高。沖泡劑被濾網(wǎng)隔離，飲用水時，沖泡劑不會進入口腔，且使用后的沖泡劑可很快自然降解，可直接丟棄，使用方便。

本發(fā)明的操作步驟中的常規(guī)操作為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不進行贅述。

以上所述的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行了詳細說明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補充或類似方式替代等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。