專利名稱：一種修復(fù)有機(jī)污染水體的菌劑及其制備和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微生物領(lǐng)域，具體的說是一種修復(fù)有機(jī)污染水體的菌劑及 其制備和使用方法。
技術(shù)背景工農(nóng)業(yè)快速發(fā)展造成的以城巿為中心、河道為紐帶的天然水體(包括 底泥)污染是目前全世界期待解決的環(huán)境問題。我國化工、石化行業(yè)所產(chǎn) 生的大量工業(yè)廢棄物及意外事故極易造成江河湖海沿岸的飲用水水源的污 染。吉化雙苯車間硝基苯污染事故使松花江水體受到嚴(yán)重污染，造成了巨大的國際影響。遼寧某化工集團(tuán)每年排放含硝基苯化合物廢水超過700萬 噸，其污染程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過吉化事故對(duì)松花江水體造成的污染。所以解決硝 基苯化合物污染水體的問題，對(duì)于改善整個(gè)水體環(huán)境質(zhì)量，具有十分重要 的現(xiàn)實(shí)意義。環(huán)i中的硝基苯主要來源于化工廠、染料廠的廢水廢氣，尤其是苯胺 染料廠排出的污水中含有大量硝基苯。貯運(yùn)過程中的意外事故，也會(huì)造成 硝基苯的嚴(yán)重污染。硝基苯是一種難生物降解的強(qiáng)致癌劇毒化學(xué)品，被列 為優(yōu)先控制的環(huán)境污染物。我國要求工業(yè)排水中硝基苯類物質(zhì)的質(zhì)量濃度 小于或等于2mg/L，而飲用水標(biāo)準(zhǔn)則為O. 17mg/L,因此關(guān)于硝基苯污染水體修復(fù)方面的研究備受人們關(guān)注。目前國內(nèi)外對(duì)有機(jī)污染物的修復(fù)方法主要有三種即物理法、化學(xué)法和 生物法，其中生物法優(yōu)于其它兩種。這是由于生物修復(fù)技術(shù)比物化修復(fù)技 術(shù)成本低，無二次污染，且微生物又具有較強(qiáng)的可變異性及適應(yīng)性，因此 采用生物法修復(fù)硝基苯污染水體是最為理想的方法，但關(guān)于環(huán)境中硝基苯 污染水體的修復(fù)研究目前報(bào)道尚少。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種釆用生物法修復(fù)污染水體及其底泥的修復(fù)有 機(jī)污染水體的菌劑及其制備和使用方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明釆用的技術(shù)方案為菌劑由兼性厭氧微生 物組成，所述兼性厭氧微生物可為假單胞桿菌屬(Pscudomonas")、產(chǎn)堿 桿菌屬(Alealigenes) 芽孢桿菌屬(Bacillus)和腸細(xì)菌屬(Entcrobacter) 組成，其重量份數(shù)比為l: 1-3: 1-4: 2-7，余量為含有硝基苯的培養(yǎng)液。 所述腸桿菌科為陰溝腸桿菌(Enterobacter cloacae),芽孢桿菌 (Bacillus sp.) 為巨大芽孢桿菌(Bacillus megatcriu鵬)，產(chǎn)堿桿菌 (Alcaligenes sp.)為糞產(chǎn)堿菌(Alcaligenes sp.)，假單胞桿菌 Pseudomonas sp. )為施氏假單胞菌(Pseudomonas stutzeri) 比計(jì)為葡萄糖0. 05-0. 2 % 、蛋白胨0. 02-0. 06 % 、酵母膏0. 03-0, 06 % 、 NaCl 0. 3-0. 6%、 K2HPO40. 4-0. 5%、 KH2P04 0. 1-0. 4 % 、 MgS04 7H20 0. 02-0. 06 % 、 pH7. 2 ~ 7. 5。修復(fù)有機(jī)污染水體的菌劑的制備方法將重量百分比為2-10%的兼性厭 氧微生物接種于400-500ml的培養(yǎng)液的厭氧瓶中，封口，置于恒溫箱中培 養(yǎng)4-6天，而后取出部分培養(yǎng)液，再補(bǔ)加相同量的培養(yǎng)液同時(shí)加入硝基苯 溶液，使培養(yǎng)基中硝基苯含量達(dá)到初始濃度，繼續(xù)于恒溫箱中培養(yǎng)4-6天， 即為菌劑。所述菌培養(yǎng)液中硝基苯的初始濃度為30-60mg/L,所述取出的培養(yǎng)液的 量可為菌培養(yǎng)液體積的1/5-1/3。所述菌培養(yǎng)液按重量百分比計(jì)為葡萄糖0.05-0.2%、蛋白胨 0. 02-0. 06 % 、酵母膏0. 03-0. 06 % 、 NaCl 0. 3-0. 6%、 K巢O. 4-0. 5%、 KH2P04 0. 1-0. 4 % 、 MgS04 7H20 0, 02-0. 06 % 、 pH7. 2 ~ 7. 5。修復(fù)有機(jī)污染水體的菌劑的使用方法將重量百分比為5-10%菌劑投入 在污染物中，在常溫下培養(yǎng)8-50天；其中污染物為人工配制的含有硝基 苯的水體，水體按重量份數(shù)計(jì)泥為0-l份，水為5-10份。所述人工配制的污水主要成分K2HP04 0.05-0.2%、 KH2P04 0.05-0.2%、 MgSO" 7H20. 01-0. 04% 、 NaCl 0.005- 0.02%、 CaCl2 0.05-0.2%、 FeCl3 0. 001—0. 003%、 pH7. 2. ~ 7. 5。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1. 經(jīng)濟(jì)環(huán)保，現(xiàn)有技術(shù)修復(fù)硝基苯類化合物污染的水體，通常釆用物 理化學(xué)技術(shù)其投資將巨大，同時(shí)可能導(dǎo)致二次污染，危害生態(tài)系統(tǒng)。而本 發(fā)明采用生物修復(fù)技術(shù)其耗資小，不會(huì)造成二次污染并且具有持續(xù)強(qiáng)化水 體凈化作用，具有良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。2. 本發(fā)明的菌劑是通過相對(duì)高濃度的硝基芳香烴化合物和營養(yǎng)化合物 的馴化、篩選而來，其生長、繁殖能力及適應(yīng)性較強(qiáng)，并能保證在環(huán)境中 有較高的生物量。3. 本發(fā)明的菌劑是由多種兼性厭氧微生物菌屬組成，所以在pH、溫度、 氧氣量上沒有特別嚴(yán)格的要求，同時(shí)使用方法簡(jiǎn)單，易于操作，對(duì)環(huán)境條 件要求不苛刻。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 實(shí)施例1修復(fù)有機(jī)污染水體的菌劑為兼性厭氧微生物組成，所述兼性厭氧微生 物可為施氏假單胞菌(尸5"e^o/z 朋as 5^〃^er/)、糞產(chǎn)堿菌( /^cs/")、巨大芽孢桿菌(勘c///^ /z e^^r/鵬)、陰溝腸桿菌 (^7fero&c"r c/oacse)組成(上述菌種均可通過巿購得到)，其重量份 數(shù)比為l: 1.5: 2.5: 5，余量為含有硝基苯的培養(yǎng)液。 菌劑的制備方法將10%重量百分比的兼性厭氧微生物接種于裝有 400ml滅菌培養(yǎng)液的厭氧瓶中，培養(yǎng)液中硝基苯初始濃度達(dá)到30mg/L,封 口，置于3(TC恒溫箱中培養(yǎng)5天，而后取出l/3培養(yǎng)液，再補(bǔ)加相同量的培養(yǎng)液同時(shí)加入硝基苯溶液，使培養(yǎng)基中硝基苯含量達(dá)到初始濃度，繼續(xù)于 恒溫箱中培養(yǎng)5天，即為菌劑。其中培養(yǎng)液按重量百分比計(jì)為葡萄糖0.1%、蛋白胨0.05%、酵 母膏0. 05 % 、 NaCl 0. 5%、 K2HPO40. 5%、 KH2P04 0. 3 % 、 MgS04 7H20 0. 05 % 、 pH7丄滅菌條件為0. 1Mpa濕熱滅菌30分鐘。冷卻后加2ml、 6mg/ml的 硝基苯，使初始濃度達(dá)到30mg/L。菌劑的使用方法將重量百分比為10%菌劑投入在污染水體中，其中污 染水體為人工配制的含有硝基苯的水體，水體按重量份數(shù)計(jì)泥為l份， 水為9份。硝基苯初始濃度為55.72mg/L,而后常溫下靜止培養(yǎng)20天；硝 基苯濃度下降至0. 53mg/L，降解率即可達(dá)到99. 05%。所述人工配制的污水主要成分K2HP04 0.0%、 KH2P04 0.05%、 MgS04, 7H20. 04%、 NaCl 0.02°/。、 CaCl2 0. 2%、 FeCl3 0.001%、 pH7. 2。分裝于 500ml厭氧瓶中，于O. 1Mpa濕熱滅菌30分鐘，冷卻后待用 對(duì)比例1在含有硝基苯人工配制含硝基苯的污水以模擬污染水體中沒有投入 10%菌劑，在常溫下厭氧靜止培養(yǎng)20天，硝基苯由初始濃度為55. 72mg/L 下降至為51. 17mg/L，降解率只達(dá)到8. 17%。實(shí)施例2修復(fù)有機(jī)污染水體的菌劑為兼性厭氧微生物組成，所述兼性厭氧微生 物可為施氏假單胞菌(/^e〃^湖o朋5" i^"&er/)、糞產(chǎn)堿菌(j/ea/^ewes /aecahV )、巨大芽孢桿菌(勘ciV/M /Hega"r/鵬)、陰溝腸桿菌 (^ ^r^wWer c/oacae)組成，其重量份數(shù)比為l: 1: 2: 6,余量為含 有硝基苯的培養(yǎng)液。菌劑的制備方法將重量百分比為5%的兼性厭氧微生物接種于裝有 400ml的含有5ml硝基苯的滅菌培養(yǎng)液的厭氧瓶中，培養(yǎng)基中硝基苯初始濃 度達(dá)到80mg/L,封口，置于3(TC恒溫箱中培養(yǎng)4天，而后取出1/5培養(yǎng)液，再補(bǔ)加相同量的培養(yǎng)液同時(shí)加入硝基苯溶液，使培養(yǎng)基中硝基苯含量達(dá)到 初始濃度，繼續(xù)于恒溫箱中培養(yǎng)4天，即為菌劑。其中培養(yǎng)液按重量百分比計(jì)為葡萄糖0.08%、蛋白胨O. 04%、酵 母膏0. 04 % 、 NaCl 0. 4%、 K2HPO40, 4%、 KH2P04 0. 2 % 、 MgS04 7H20 0. 03 % 、 pH7. 3。滅菌條件為0. 1Mpa濕熱滅菌30分鐘。冷卻后加5ml、 6mg/ml的 硝基苯，使初始濃度達(dá)到80mg/L。菌劑的使用方法將重量百分比為5y。菌劑投入在污染水體中，其中污 染水體為人工配制的含有硝基苯的水體，水體按重量份數(shù)計(jì)泥為0份， 水為10份。硝基苯初始濃度為36. 95mg/L,而后常溫下靜止培養(yǎng)8天；硝基 苯濃度下降至O. 83mg/L,降解率即可達(dá)到97. 7%。所述人工配制的污水主要成分K2HP04 0. 2% 、 KH2P04 0. 2% 、 MgS04. 7H20. 01°/。、 NaCl 0.005%、 CaCl2 0.05%、 FeCl3 0. 001°/。、 pH7. 5。分裝 于500ml厭氧瓶中，于O. lMpa濕熱滅菌30分鐘，冷卻后待用 對(duì)比例2在含有硝基苯人工配制含硝基苯的污水以模擬污染水體中沒有投入5% 菌劑，在常溫下厭氧靜止培養(yǎng)8天，硝基苯由初始濃度為36.95mg/L下降 至為36. 90mg/L,降解率只達(dá)到0. 14%。上述詳細(xì)說明針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的具體說明，該實(shí)施例并非用以限 制本發(fā)明的專利范圍。
權(quán)利要求
1.一種修復(fù)有機(jī)污染水體的菌劑，其特征在于菌劑由兼性厭氧微生物組成，所述兼性厭氧微生物可為假單胞桿菌屬(Pseudomonas)、產(chǎn)堿桿菌屬(Alealigenes)、芽孢桿菌屬(Bacillus)和腸細(xì)菌屬(Enterobacter)組成，其重量份數(shù)比為1∶1-3∶1-4∶2-7，余量為含有硝基苯的培養(yǎng)液。
2. 按權(quán)利要求1所述的修復(fù)有機(jī)污染水體的菌劑，其特征在于所述 腸桿菌科為陰溝腸桿菌(&""&"erc/wcae)，芽孢桿菌(Ac/7/m ) 為巨大芽孢桿菌(勘"7細(xì)肥-er/鵬)，產(chǎn)堿桿菌(爿/es/2'g認(rèn)s華) 為糞產(chǎn)堿菌(爿"<3/7>6/^ 7"aeca/y〃)，假單胞桿菌(戶5"e油膨朋51華) 為施氏假單胞菌(^e油/w,s "Wzer/)。
3. 按權(quán)利要求1所述的修復(fù)有機(jī)污染水體的菌劑，其特征在于所述 培養(yǎng)液按重量百分比計(jì)為葡萄糖0.05-0.2%、蛋白胨0. 02-0. 06 %、酵 母膏0. 03—0. 06 % 、 NaCl 0. 3-0. 6%、 K臭O. 4-0. 5%、 KH2P04 0. 1-0. 4 % 、 MgS04 . 7H20 0. 02-0. 06 % 、 pH7. 2 ~ 7. 5。
4. 一種按權(quán)利要求1所述的修復(fù)有機(jī)污染水體的菌劑的制備方法，其 特征在于將重量百分比為2-10%的兼性厭氧微生物接種于400-500ml的培 養(yǎng)液的厭氧瓶中，封口，置于恒溫箱中培養(yǎng)4-6天，而后取出部分培養(yǎng)液， 再補(bǔ)加相同量的培養(yǎng)液同時(shí)加入硝基苯溶液，使培養(yǎng)基中硝基苯含量達(dá)到 初始濃度，繼續(xù)于恒溫箱中培養(yǎng)4-6天，即為菌劑。
5. 按權(quán)利要求4所述的修復(fù)有機(jī)污染水體的菌劑的制備方法，其特征 在于所述培養(yǎng)液中硝基苯的初始濃度為30_60mg/L,所述取出的培養(yǎng)液的 量可為培養(yǎng)液體積的1/5-1/3。
6. 按權(quán)利要求4所述的修復(fù)有機(jī)污染水體的菌劑的制備方法，其特征 在于所述培養(yǎng)液按重量百分比計(jì)為葡萄糖0.05-0.2%、蛋白胨 0. 02-0, 06 % 、酵母膏0. 03-0. 06 % 、 NaCl 0. 3-0. 6%、 K肌O. 4-0. 5%、 KH2P04 0. l-O. 4 % 、 MgS04 7H20 0. 02-0. 06 % 、 pH7. 2 ~ 7. 5。
7. —種按權(quán)利要求1所述的修復(fù)有機(jī)污染水體的菌劑的使用方法，其 特征在于將重量百分比為5-10%菌劑投入在污染物中，在常溫下培養(yǎng)8-50 天；其中污染物為人工配制的含有硝基苯的水體，水體按重量份數(shù)計(jì)泥 為0-1份，水為5-10份。
全文摘要
本發(fā)明涉及微生物領(lǐng)域，具體的說一種修復(fù)有機(jī)污染水體的菌劑及其制備方法和使用方法。菌劑由兼性厭氧微生物組成為假單胞桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、芽孢桿菌屬和腸細(xì)菌屬組成，其重量份數(shù)比為1∶1-3∶1-4∶2-7，余量為含有硝基苯的培養(yǎng)液；將其實(shí)施在含有硝基苯的污染水體中其降解率即可達(dá)到97.7％-99.6％。本發(fā)明菌劑是通過相對(duì)高濃度的硝基芳香烴化合物和營養(yǎng)化合物的馴化、篩選而來，其生長、繁殖能力及適應(yīng)性較強(qiáng)，并能保證在環(huán)境中有較高的生物量，并且其耗資小，不會(huì)造成二次污染并且具有持續(xù)強(qiáng)化水體凈化作用，具有良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。
文檔編號(hào)C12N1/20GK101153271SQ20061004790
公開日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2006年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月27日
發(fā)明者煒 尹, 張春桂, 張海榮, 李培軍, 許華夏, 鞠京麗 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所