一种有机污染物复合微生物降解剂及制备方法技术

本发明专利技术涉及环保领域，涉及生物材料和/或光催化材料对有机废料的降解。其中微生物菌株选自枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、聚多曲霉(Aspergillus sydowii)中的一种或多种，其中枯草芽孢杆菌优选保藏号为CGMCC NO.1.9083的枯草芽孢杆菌，巨大芽孢杆菌优选保藏号为CGMCC NO.1.16094的巨大芽孢杆菌；聚多曲霉优选保藏号为CGMCC NO.3.13937，使用光催化剂纳米二氧化钛与上述微生物进行配合，在降解农药，特别是降解甲胺磷、甲基对硫磷、三唑磷的应用上，取得了非常好的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种有机污染物复合微生物降解剂及制备方法
本专利技术涉及环保领域，具体涉及环境中的有机污染物(如农药、化工废物)的处理，进一步涉及生物材料和/或光催化材料对有机废料的降解。
技术介绍
随着工业化程度的高速发展，在工业或农业生产过程中都难免会产生大量的废弃物，例如化工厂排出的有机废弃物、农田的农药残留以及随雨水等最终流入水体中的农药。随着我们对环保的认识和逐渐地重视，上述污染物的处理变得尤为重要。化学农药是人工合成的生物外源性物质，很多农药对人类或其它生物是有毒的，并且很多类型的农药残留较难降解。这使农药在农业的生产中过分使用产生了严重的负面影响，给非靶生物带来伤害并威胁着人类的身心健康，所以，加强农药降解研究、解决农药对环境及食物的污染问题，是人类当前迫切需要解决的课题之一。这些农药残留广泛分布于的土壤、水体、大气及农产品中，但是主要是分布于土壤和水体中。实际上，农药残留在自然界主要依靠微生物缓慢地进行降解，这虽然是依靠自然力量、不产生二次污染的理想途径。但其降解速度无法满足环境保护的要求。近年随着对农药残留污染问题的重视，科学家们对农药生物降解进行了大量的研究，但许多问题仍然有待解决。现目前用于农药降解的途径很多。例如利用微生物对农药残留进行降解。土壤中的细菌、真菌、放线菌和藻类中都存在一些种类具有农药降解功能，细菌由于其生化上的多种适应能力和容易诱发突变菌株，在农药降解中占有主要地位。一般地，在土壤、污水及高温堆肥体系中，对农药分解起主要作用的是细菌类，这与农药类型、微生物降解农药的能力和环境条件等有关。通过微生物的作用，把环境中的有机污染物转化为CO2和H2O等无毒无害或毒性较小的其它物质。例如专利CN102755991就涉及使用有机磷农药降解菌修复有机磷农药污染土壤；专利CN104371594也涉及一种应用于土壤残留农药的降解的芽孢杆菌(BacillusSp.)FZUL-33。微生物降解的缺点在于微生物降解的农药种类范围往往较窄，很难找到具有广谱降解活性的微生物种类；第二，微生物的应用环境也受到诸多限制，因为需要保证微生物的生理活性；第三，微生物的降解速率也参差不齐，很多微生物的降解速率都不能满足需要。另一种降解有机污染物或化学农药的方式是利用光催化降解，通常情况下其降解的速度相对于生物降解而言会更加迅速，降解的种类更多，可以弥补微生物降解的诸多不足。其中研究较多的包括纳米二氧化钛(N-TiO2)、四针状氧化锌(T-ZnOw)、纳米氧化锌(N-ZnO)等。例如专利CN103081735，就涉及使用纳米二氧化钛对农药进行降解。但是利用光催化降解也有其存在的诸多缺点：首先是其应用环境受限，光催化剂要发挥降解作用，通常需要发挥光催化作用，通过紫外光或则可见光照射产生电子空穴，进而产生具有强反应活性的自由基。因此，在土壤中或者较暗环境中，光催化剂的使用就收到限制。第二，光催化剂的使用成本也是相对较高的，当然显先目前已经有大量研究致力于可回收的光催化剂研究，主要是赋予光催化剂磁性。
技术实现思路
本专利技术发现现有技术中存在的上述问题，期望通过将微生物降解材料和光催化降解材料配合使用或者组合使用，从而获取更好的降解效果。但是这种复配并非简单地将两种材料组合使用，还需要克服较多的困难。已知的困难包括：光催化材料通过都具备一定的杀菌活性，因此将其与微生物复配的情况下，容易对微生物的生理活性产生影响，因此筛选合适的微生物种类和适当的保护剂显得比较关键。本专利技术的一方面提供了一种有机污染物复合微生物降解剂，其中包含具有降解功能的微生物菌株的菌粉、光催化材料、保护剂，以及根据需要任选的其他辅助材料。以原料的总重量计，各组分的百分含量为：微生物菌株的菌粉1％-20％，光催化材料10-60％，保护剂10-20％，其他辅助材料20％-60％。其中菌粉含有活菌或者孢子量需要大于0.5亿cfu/g，优选为1-5亿cfu/g。其中微生物菌株选自枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)、聚多曲霉(Aspergillussydowii)中的一种或多种，其中枯草芽孢杆菌优选保藏号为CGMCCNO.1.9083的枯草芽孢杆菌，巨大芽孢杆菌优选保藏号为CGMCCNO.1.16094的巨大芽孢杆菌；聚多曲霉优选保藏号为CGMCCNO.3.13937。本专利技术中所有涉及的微生物材料均通过中国普通微生物菌种保藏管理中心(ChinaGeneralMicrobiologicalCultureCollectionCenter,CGMCC)购买得到。其中所述光催化材料可选自纳米二氧化钛(N-TiO2)、四针状氧化锌(T-ZnOw)、纳米氧化锌(N-ZnO)中的一种或多种，具体选自(N-TiO2)。所述的保护剂主要是用于保护菌体的物质，优选植物油和丁基羟基茴香醚(BHA)，其中植物油主要作用是在让菌体浸润，也起到一定的隔离作用，因此选择本领域已知的一般的植物油均可，优选葡萄籽油，二者重量配比为BHA：植物油为1:5-20。所述的其他辅料包括载体、湿润剂、分散剂、粘合剂、溶剂中的一种或多种。其中载体可以是本领域的常用载体，具体地，例如：葡萄糖、麦芽糖、蔗糖、白炭黑、高岭土、硅藻土、浮石、糊精、纤维素粉、轻质碳酸钙、有机膨润土、粘土、滑石、可溶性淀粉、无水碳酸钾、无水碳酸钠、无水碳酸氢钾、无水碳酸氢钠、无水碳酸钾与无水碳酸氢钾的混合物和无水碳酸钠与无水碳酸氢钠的混合物中的一种或多种。所述润湿剂可以为本领域的各种润湿剂，具体地，该润湿剂可以为十二烷基硫酸钠、仲烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚乙二醇醚硫酸盐和烷基萘磺酸盐与阴离子润湿剂的混合物中的一种或多种。所述分散剂可以为本领域的各种分散剂，具体地，该分散剂为聚羧酸盐分散剂、聚丙烯酸钠、烷基萘磺酸盐、亚甲基双萘磺酸钠、木质素磺酸盐、烷酰胺基牛磺酸盐、萘磺酸盐、烷基萘磺酸缩聚物的钠盐和烷基萘磺酸甲醛聚合物中的一种或多种。所述粘合剂可以为本领域的各种粘合剂，具体地，该粘合剂为羧甲基纤维素、β-环糊精、黄原胶、海藻糖中的一种或多种。所述溶剂可以为本领域的常用溶剂，具体地，该溶剂可以为有机溶剂、植物油、矿物油、溶剂油和水中的一种或多种。其中，所述有机溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、二甲基亚砜、N，N-二甲基癸酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、二甲苯、四氢糠醇、磷酸三丁酯、1，4-二氧六环和环己酮中的一种或多种。所述植物油包括环氧大豆油、大豆油、花生油、菜籽油、蓖麻油、玉米油和松籽油中的一种或多种。所述矿物油包括液蜡、机油、煤油和润滑油中的一种或多种。所述溶剂油包括100号溶剂油、150号溶剂油和200号溶剂油中的一种或多种。本专利技术的另一方面还涉及上述有机污染物复合微生物降解剂的制备方法，包括以下步骤：1)配置纳米二氧化钛粉体，采用溶胶凝胶法制备粒径为1-100nm范围内的纳米二氧化钛；2)培养菌株，获得菌株的发酵物，通过干燥获得菌粉；3)按照重量份称取菌粉、植物油和丁基羟基茴香醚(BHA)，将其在搅拌机内缓慢混合均匀得处理后的菌粉；4)将其他辅料进行混合，获得助剂混合物；5)按重量配比将步骤1)制备得到的纳米二氧化钛与菌粉混合，再加入助剂混合物，在搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机污染物复合微生物降解剂，其特征在于：以原料的总重量计，包含以下成分：聚多曲霉(Aspergillus sydowii)菌粉1％‑20％，纳米二氧化钛10‑60％，保护剂10‑20％，其他辅助材料20％‑60％，其中菌粉含有活菌或者孢子量需要大于0.5亿cfu/g，优选为1‑5亿cfu/g；所述的聚多曲霉的保藏号为CGMCC NO.3.13937，所述保护剂为BHA和植物油的组合。

【技术特征摘要】
1.一种有机污染物复合微生物降解剂，其特征在于：以原料的总重量计，包含以下成分：聚多曲霉(Aspergillussydowii)菌粉1％-20％，纳米二氧化钛10-60％，保护剂10-20％，其他辅助材料20％-60％，其中菌粉含有活菌或者孢子量需要大于0.5亿cfu/g，优选为1-5亿cfu/g；所述的聚多曲霉的保藏号为CGMCCNO.3.13937，所述保护剂为BHA和植物油的组合。2.根据权利要求1所述的一种有机污染物复合微生物降解剂，所述的纳米二氧化钛粒径为1-100nm，优选10-30nm。3.根据权利要求1所述的一种有机污染物复合微生物降解剂，所述的保护剂按照重量比BHA：植物油为1:5-20进行组合，其中植物油优选葡萄籽油。4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种有机污染物复合微生物降解剂，所述的其他辅助材料包括载体、湿润剂、分散剂、粘合剂、溶剂中的一种或多种。5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种有机污染物复合微生物降解剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)配置纳米二氧化钛粉体，采用溶胶凝胶法制备粒径为1-100nm范围内的纳米二氧化钛；2)培养菌株，获得菌株的发酵物，通过干燥获得菌粉；3)按照重量份称取菌粉、植物油和丁基羟基茴香醚(BHA)，将其在搅拌机内缓慢混合均匀得处理后的菌粉；4)将其他辅料进行混...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锦成，
申请(专利权)人：佛山市尚柏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44