一种生物炭加载耐低温高效降解PAH制造技术

本发明专利技术公开了一种生物炭加载耐低温高效降解PAH

【技术实现步骤摘要】
一种生物炭加载耐低温高效降解PAH
S
混合菌颗粒及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及微生物固定化
，具体涉及一种生物炭加载耐低温高效降解PAHS混合菌颗粒及其制备方法和应用。
[0002]本专利技术中所称的假单胞菌(Pseudomonas sp.)SDR4，已于2017年4月19日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为：GCMCC NO.14048。
[0003]本专利技术中所称的高山被孢霉(Mortierella alpine)JDR7，已于2018年1月5日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为：GCMCC NO.15183。

技术介绍

[0004]多环芳烃化合物(PAHs)是化石燃料不完全燃烧或其他有机物高温分解的产物，大部分PAHs具有较强的致癌、致畸变和致突变性。PAHs作为一类自身结构中存在苯环的碳氢化合物，其自身的物理、化学性质受到苯环数量的影响。随着苯环数量的增加，多环芳烃的分子量相应增大，水溶性及挥发性逐渐降低，相反的亲脂性逐渐增高，毒性随之增大的同时，在自然环境中更难被微生物降解。对高环数多环芳烃的毒性削弱及无害化处理往往要依靠特定微生物的代谢降解。微生物的降解是去除PAHs的主要途径，外源微生物在原位土壤环境容易受到土著微生物竞争和环境条件制约，以至于无法取得理想的修复效果。
[0005]微生物固定化技术以固定化载体材料构建缓冲体系，通过形成有利微环境，避免修复微生物受到不利土地条件的影响侵害以及同受污染土壤土著微生物的竞争。固定化载体作为微生物生长繁殖的场所，微生物及其分泌的酶都会聚集在载体上，使高效降解微生物与PAHs的接触效率大大提高，有研究表明，菌种的种内联合或种间联合修复PAHs污染土壤比单一的菌种降解能力高。载体性质对微生物的活性，稳定性有很大的影响，导致降解效果有所差异。由于土壤具有复杂性和独特性的特点，所以对土壤修复的载体材料要求较高。投入土壤中的载体不具有回收性，将会成为土壤的一部分，因此选择环境友好型的载体至关重要。我国耕地上种植的各类农作物，每年秸秆总产量约为7亿吨，将作物秸秆制作成生物炭使碳利用效率更高，同时还可以减轻环境污染，有利于农业生态系统的可持续发展。
[0006]生物炭为微生物提供了良好的栖息场所。生物炭表面含有的部分易分解的碳源和氮源有利于微生物活动，能够提高土壤微生物数量和活性并且生物炭的空隙具有很大变异性，生物炭疏松多孔的结构以及巨大的表面积能够储存水分和养分，成为微生物可栖息生活的微环境，为特殊类群微生物的生长提供了温床，从而促进土壤营养元素的循环。

技术实现思路

[0007]为解决上述问题，本专利技术的目的是将耐低温高效降解PAHs真菌与细菌联合固定在生物炭上，构建固定化耐低温真菌
‑
细菌共生体系，为冻融交替条件下PAHs污染土壤微生物
原位修复提供最佳技术途径。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种生物炭加载耐低温高效降解PAH
S
混合菌颗粒，玉米芯和松木屑混合为载体，采用吸附法固定混合菌剂；所述的混合菌剂由保藏编号为GCMCC NO.14048的假单胞菌(Pseudomonas sp.)SDR4和保藏编号为：GCMCC NO.15183的高山被孢霉(Mortierella alpine)JDR7，按体积比1:1组成。
[0009]上述的一种生物炭加载耐低温高效降解PAH
S
混合菌颗粒，所述的玉米芯和松木屑是用蒸馏水冲洗4次，风干2天，在75℃烘箱中烘干12h，再于马弗炉500℃焙烧4h得到的。
[0010]上述的一种生物炭加载耐低温高效降解PAH
S
混合菌颗粒，假单胞菌(Pseudomonas sp.)SDR4、高山被孢霉(Mortierella alpine)JDR7的体积比为1:1。
[0011]上述的一种生物炭加载耐低温高效降解PAHS混合菌颗粒的制备方法，包括如下步骤：
[0012]1)菌剂的制备：假单胞菌(Pseudomonas sp.)SDR4和高山被孢霉(Mortierella alpine)JDR7，按体积比1:1，分别接种于完全培养基中，15℃，120r/min摇床混合培养3d，制得菌剂；
[0013]2)载体预处理：将玉米芯和松木屑用蒸馏水冲洗4次，风干2天，在75℃烘箱中烘干12h,再于马弗炉500℃焙烧4h,得到500℃玉米芯生物炭和500℃松木屑生物炭，按质量比1:1混合组成得到生物炭混合物；
[0014]3)载体固定化：将生物炭混合物121℃高温灭菌60min，按1.0ml/g的固液比，用增殖培养液浸润生物炭混合物，培养12
‑
24h后，按2％接种量加入步骤1制备的菌剂，15℃恒温培养，每24h补加一次增殖培养液，连续补加3次后，再继续15℃恒温培养4
‑
5d，得生物炭加载耐低温高效降解PAH
S
混合菌颗粒CW
‑
SDR4+JDR7。
[0015]上述的一种生物炭加载耐低温高效降解PAH
S
混合菌颗粒的制备方法，所述的完全培养基是蛋白胨10g，酵母粉5g，NaCl 5g，琼脂20g，蒸馏水1000mL,pH7.1～7.2，121℃灭菌20min。
[0016]上述的一种生物炭加载耐低温高效降解PAH
S
混合菌颗粒的制备方法，所述的增殖培养液是蔗糖4g，酵母膏3g，KH2PO
4 0.5g，(NH4)2HPO
4 2g，MgSO4·
H2O 0.25g，pH 6.0～6.5，121℃灭菌20min。
[0017]上述的一种生物炭加载耐低温高效降解PAH
S
混合菌颗粒在降解多环芳烃污染物中的应用。
[0018]上述的应用，方法如下：于含有多环芳烃污染物的冻融土壤中，加入权利要求1述的一种生物炭加载耐低温高效降解PAH
S
混合菌颗粒补加水，使土壤含水量为40％，对多环芳烃污染物进行降解。
[0019]上述的应用，所述的多环芳烃是菲、芘。
[0020]本专利技术的有益效果是：本专利技术，应用的菌为耐低温高效PAH
S
降解菌，在寒冷地区其活性不会受到抑制，另外，所用生物炭呈现多孔的特征，比表面积高，吸附性强，为微生物提供了很多吸附位点，其成本低，制备工艺简单，不会引入二次污染，不需要回收，此外，生物炭固定化混合菌的微环境能有效屏蔽土著菌、噬菌体和毒性物质对微生物的恶性竞争、吞噬和毒害，使其在复杂环境中也可温定地发挥高效能。
附图说明
[0021]图1是基于16SrDNA序列和Neighbor
‑
Joining法构建SDR4的系统发育树。
[0022]图2是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物炭加载耐低温高效降解PAH
S
混合菌颗粒，其特征在于，玉米芯和松木屑混合为载体，采用吸附法固定混合菌剂；所述的混合菌剂由保藏编号为GCMCC NO.14048的假单胞菌(Pseudomonas sp.)SDR4和保藏编号为：GCMCC NO.15183的高山被孢霉(Mortierella alpine)JDR7。2.根据权利要求1所述的一种生物炭加载耐低温高效降解PAHS混合菌颗粒，其特征在于：所述的玉米芯和松木屑是用蒸馏水冲洗4次，风干2天，在75℃烘箱中烘干12h，再于马弗炉500℃焙烧4h得到的。3.根据权利要求1所述的一种生物炭加载耐低温高效降解PAH
S
混合菌颗粒，其特征在于，(Pseudomonas sp.)SDR4、高山被孢霉(Mortierella alpine)JDR7的体积比为1:1。4.权利要求1所述的一种生物炭加载耐低温高效降解PAH
S
混合菌颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)菌剂的制备：假单胞菌(Pseudomonas sp.)SDR4和高山被孢霉(Mortierella alpine)JDR7，按体积比1:1，分别接种于完全培养基中，15℃，120r/min摇床混合培养3d，制得菌剂；2)载体预处理：将玉米芯和松木屑用蒸馏水冲洗4次，风干2天，在75℃烘箱中烘干12h，再于马弗炉500℃焙烧4h,得到500℃玉米芯生物炭和500℃松木屑生物炭，按质量比1:1混合组成得到生物炭混合物；3)载体固定化：将生物炭混合物121℃高温灭菌60min，按1.0ml/g...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏丹，杨彩霞，刘凤飞，薛舒文，赵祥，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：