一种改性六价铬还原菌及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种改性六价铬还原菌及其制备方法和应用，涉及环境生物领域，具体方法为将LB培养基中的氯化钠替换成钾盐或铵盐，蛋白胨和酵母浸出粉含量不变，作为改性型LB培养基，然后利用寡养单胞菌对Cr(VI)有很好的的耐受性，采用改性型LB培养基对寡养单胞菌进行培养并同时向培养基中加入初始浓度为100mg/L的Cr(VI)溶液与直接采用LB培养基进行培养的寡养单胞菌属对比，该改性六价铬还原菌对Cr(VI)的还原率最高值达到98.5％，且微生物生长良好；该方法具有操作简单、低成本、无二次污染等特点，具有良好的经济效益，且能够达到高效去除低浓度电镀废水中重金属的目的。除低浓度电镀废水中重金属的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种改性六价铬还原菌及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及环境生物
，具体讲是一种改性六价铬还原菌及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]电镀废水的水质复杂，成分不易控制，其可大致分为重金属废水、含氰废水、酸碱废水、含油脂类废水以及混合废水等；而电镀行业每年约排放4亿吨电镀废水，其成分非常复杂，常常表现出同时含有多种污染物，其中有毒有害的物质有铬、镉、镍、铜、锌、金、银等重金属离子、烃类物质和氰化物等，有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质。对生态环境及人类生活产生严重影响。因此，电镀废水的治理也是工业废水处理的重中之重。
[0003]近几十年来，铬被广泛的应用于电镀、制革、颜料、印刷等行业，由于使用或存储不当导致其大量流入生态环境中，是造成环境污染的主要重金属之一，在自然界中铬主要是以Cr(
Ⅵ
)和Cr(Ⅲ)态存在。众所周知，Cr(
Ⅵ
)是致癌物、致突变剂、制畸剂，对生命系统具有毒性作用，而且具有很强的迁移能力，其毒性和致突变性是Cr(Ⅲ)的100倍和1000倍；相比之下，Cr(Ⅲ)是人体所必须的微量元素之一，对维持人体新陈代谢和体内平衡至关重要，其毒性、流动性要比Cr(
Ⅵ
)低得多。因此，目前最主要的方法是将Cr(
Ⅵ
)还原成Cr(Ⅲ)。
[0004]当下电镀废水中重金属的的去除方法主要有物理吸附法、化学沉淀法，例如电絮凝、电化学、离子交换、膜分离等。这些方法普遍存在运行成本高、操作复杂、处理低浓度废水效率低下等缺点。而微生物法经过几十年的发展已趋于成熟，如生物絮凝、生物吸附等；相比于物理吸附和化学沉淀来处理低浓度重金属废水，因微生物法简便实用、过程控住简单、二次污染减少等优点而更具优势。
[0005]目前有许多研究人员对微生物法处理低浓度重金属废水有了一定的研究，如CN102676560A公开了“一种苏云金芽孢杆菌YB
‑
03中的六价铬还原基因、其表达产物及其应用”，从具有还原Cr(VI)作用的苏云金芽孢杆菌YB
‑
03菌株CGMCC NO.5653中克隆出了六价铬还原基因，并成功转化、诱导表达出具有很高活性的蛋白酶，该目的蛋白可将20mg/L的Cr(VI)还原到了3.4mg/L，还原率达到83％，对Cr(VI)具有很强的还原性，该蛋白酶结合NADH在11小时内可完全还原65mg/L的Cr(VI),但该蛋白酶的提取步骤非常繁琐与复杂，而且所处理的Cr(VI)浓度比较低，对较高浓度的Cr(VI)处理效果不佳，针对提取目的基因步骤繁琐的特点，有不少人员采用六价铬还原菌直接处理污废水中的Cr(VI),CN113773972A公开了“一种六价铬还原菌株、方法及其应用”，基于黑曲霉具有还原Cr(VI)的天然特性，通过提高铬还原酶表达增强Cr(
Ⅵ
)还原水平，引入铬转运元件增强Cr(
Ⅵ
)摄取能力，提高活性氧分解能力减弱Cr(
Ⅵ
)还原过程中产生的活性氧对细胞的损伤，从多个维度增强黑曲霉细胞对Cr(
Ⅵ
)还原水平。加入黑曲霉菌丝体的废水中Cr(
Ⅵ
)浓度从83.6mg/L降到5.02mg/L，还原率达94％，能有效地去除废水中的六价铬，虽然该还原菌对Cr(VI)具有很高的耐受性，且对较高浓度的Cr(VI)具有很好的去除效果，但其处理时间过长，在96小时后还原率达到94％，使得整个实验流程过长。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种改性六价铬还原菌及其制备方法和应用。
[0007]本专利技术的技术解决方案如下：
[0008]一种改性六价铬还原菌的制备方法，将寡养单胞菌零代冻干粉于培养基中制备成菌液，然后接入到含有钾盐和/或铵盐的协同改性LB液体培养基中，取对数生长期的菌液离心后经水洗后重悬，冷冻干燥，制得。
[0009]进一步地，所述钾盐为KCl、K2SO4、KNO3、KH2PO4的一种或多种；
[0010]所述铵盐为NH4H2PO4、(NH4)2SO4、NH4NO3、(NH4)2CO3、CH3COONH4、NH4H2PO4的一种或多种。
[0011]进一步地，包括以下步骤：
[0012]步骤一：制备LB液体培养基，将寡养单胞菌零代冻干粉接种于LB培养基中，待LB培养基中的菌种生长至对数生长期置于甘油管并冷冻保存；
[0013]步骤二：制备含不同浓度重金属Cr(VI)的培养基，将步骤一中所得菌种加入上述不同浓度重金属Cr(VI)的培养基中，观察其生长情况及计算Cr(VI)的还原率；
[0014]步骤三：制备改性LB液体培养基，将步骤一中所得菌种加入步骤二中含重金属Cr(VI)最高浓度的培养基中，筛选出Cr(VI)还原率高的改性LB液体培养基；
[0015]步骤四：制备协同改性LB液体培养基，将步骤三中所筛选的改性LB液体培养基进行协同改性，筛选出Cr(VI)还原率最高的协同改性LB培养基；
[0016]步骤五：将步骤一所得的菌种接入到步骤四所筛选的协同改性LB培养基中，培养至对数生长期，离心分离出的菌体再用无菌水洗涤后重悬，重悬后冷冻干燥，制得。
[0017]进一步地，所述步骤二中，培养基中重金属Cr(VI)的浓度为10
‑
100mg/L。
[0018]进一步地，所述步骤二中，培养基的制备方法为：在容量瓶中加入胰蛋白胨、酵母浸出粉、氯化钠以及K2Cr2O7加入超纯水溶解并定容，分装后杀菌制得。
[0019]进一步地，所述步骤三中，制备改性LB液体培养基的方法为：在容量瓶中加入胰蛋白胨、酵母浸出粉、钾盐或铵盐，加入超纯水并定容，调节pH＝9
±
0.1，制得。
[0020]进一步地，所述步骤四中，协同改性LB培养基的制备方法为：选取Cr(VI)还原率较好的几种钾盐和铵盐按比例同时加入到含有胰蛋白胨、酵母浸出粉的培养基中，加入超纯水并定容，调节pH＝9
±
0.1，制得。
[0021]本专利技术还公开了一种改性六价铬还原菌，采用如上任一所述的制备方法制得。
[0022]本专利技术还公开了一种如上所述的改性六价铬还原菌在还原重金属Cr(VI)上应用，优选地，所述重金属Cr(VI)浓度为20
‑
100mg/L。
[0023]本专利技术的有益效果是：
[0024](1)本专利技术的一种利用协同改性培养基制备改性六价铬还原菌的方法，一方面，由于寡养单胞菌本身具有很高的耐受力和还原能力，在重金属环境中有营养物质存在的条件下仍然可以繁殖，其对重金属Cr(VI)既具有还原能力和胞内积累，又具有表面吸附能力，所以具有耐重金属能力的微生物在重金属废水处理中具有巨大的应用潜力。
[0025](2)本专利技术的一种利用协同改性培养基制备改性六价铬还原菌的应用，能够有效克服传统微生物处理低浓度重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性六价铬还原菌的制备方法，其特征在于，将寡养单胞菌零代冻干粉于培养基中制备成菌液，然后接入到含有钾盐和/或铵盐的协同改性LB液体培养基中，取对数生长期的菌液离心后经水洗后重悬，冷冻干燥，制得。2.根据权利要求1所述的一种改性六价铬还原菌的制备方法，其特征在于，所述钾盐为KCl、K2SO4、KNO3、KH2PO4的一种或多种；所述铵盐为NH4H2PO4、(NH4)2SO4、NH4NO3、(NH4)2CO3、CH3COONH4、NH4H2PO4的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种改性六价铬还原菌的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：制备LB液体培养基，将寡养单胞菌零代冻干粉接种于LB培养基中，待LB培养基中的菌种生长至对数生长期置于甘油管并冷冻保存；步骤二：制备含不同浓度重金属Cr(VI)的培养基，将步骤一中所得菌种加入上述不同浓度重金属Cr(VI)的培养基中，观察其生长情况及计算Cr(VI)的还原率；步骤三：制备改性LB液体培养基，将步骤一中所得菌种加入步骤二中含重金属Cr(VI)浓度最高的培养基中，筛选出Cr(VI)还原率高的改性LB液体培养基；步骤四：制备协同改性LB液体培养基，将步骤三中所筛选的改性LB液体培养基进行协同改性，筛选出Cr(VI)还原率最高的协同改性LB培养基；步骤五：将步骤一所得的菌种接入到步骤四所筛选的协同改性LB培养基中，培养至对数生长期，离心分离出的菌体在用无菌水洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠兵，查石林，赵宗文，曾桂生，喻澳，龚杰，谭荣，刘春力，吴坤，崔水情，
申请(专利权)人：南京恒泰环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：