专利名称：一种修复有机污染水体的菌剂及其制备和使用方法
技术领域：
本发明涉及微生物领域，具体的说是一种修复有机污染水体的菌剂及 其制备和使用方法。
技术背景我国化工、石化行业存在较为明显的布局性、结构性环境隐患，众多 企业项目摆放在人口集中居住区域、江河湖海沿岸的饮用水水源的上游， 产生的大量工业废弃物极易造成污染。2005年11月13日中石油吉林石化公司双苯厂苯胺车间发生爆炸事故， 虽及时封堵了事故造成的污染排放口，并将厂区内事故产生的污水引入厂 内污水处理厂，但由于消防以及现场清理、清洗过程中带来的污染，致使 IOO余吨苯类污染物(苯、苯胺和硝基苯)通过吉化公司东IO号线流入第二松花江，造成了重大的硝基苯污染水体事件。硝基苯是有机合成的原料，最重要的用途是生产苯胺染料，还是重要 的有机溶剂。环境中的硝基苯主要来自化工厂、染料厂的废水废气，尤其 是苯胺染料厂排出的污水中含有大量硝基苯。贮运过程中的意外事故，也 会造成硝基苯的严重污染。硝基苯是一种难生物降解的强致癌剧毒化学品， 被列为优先控制的环境污染物，硝基苯废水中硝基苯的浓度一般都比较高， 我国要求工业排水中硝基苯类物质的质量浓度小于或等于2mg/L,因此硝基 苯类废水的处理研究受到人们关注，国内外对硝基苯废水都进行了大量的 研究，研究表明硝基苯废水的处理方法主要有物理法、化学法和生物法三 种，其中的具体技术多样，且在不断地被改进和更新。由于生物处理技术比物化处理技术成本低得多，无二次污染，且微生 物又具有较强的可变异性及适应性，因此生物处理法已成为处理有机污染 物的理想方法。许多化工厂等已经应用降解性微生物处理工业废水中的苯胺、硝基苯， 并且已经取得了显著的效果。但是还不能完全满足实际的需要，这是因为 在自然环境中散在分布的污染物不能象工业废水一样进行集中统一处理； 受污染环境中化合物成分变化大，pH波动也较大，有可能抑制降解菌的生 长；降解菌对环境污染物的降解速度慢，达不到实际需要的要求或经常发 生变异不能够继续降解污染物；受污染环境不能有效地维持降解菌的生物 量，在实际应用降解菌时常常会发生降解菌在总量上的减少。发明内容本发明目的在于提供一种采用生物法修复污染水体及其底泥的修复有 机污染水体的菌剂及其制备和使用方法。 为了实现上述目的，本发明釆用的技术方案为菌剂由好氧微生物组成，所述好氧微生物为芽孢杆菌属(勘"7/"s)、节细菌属(々Mr^3"er)、 气单胞杆菌属(^ro历卯")、产碱杆菌属(///eah》e"")、和假单胞杆菌 属(尸""flto迈朋")组成，其重量份数为1: 1: 1-4: 2-6: 3-12，余量为含 有硝基苯的培养液。所述芽孢杆菌属()可为巨大芽孢杆菌(勘"7/M 历聯"W咖)、节细菌属(M力r幽"er)可为简单节细菌(M力r由c/er s/一ex)、气单胞杆菌属(Jer歸腊)可为嗜水气单胞菌( AFt/ro/7力/7a )、产碱杆菌属(J/ea/Zge/^s)可为真养产碱菌("ea/"e/2eseZ7"Op力^ )和假单胞杆菌属(尸"MOMW")可为荧光假单胞菌所述培养液按重量百分比计为葡萄糖0. 05-0. 2%、蛋白胨0. 02-0. 05 % 、牛肉膏0. 03-0. 05 %、NaC10. 3- 0. 6。/。、Na風。0. 3 _ 0. 5°/。、KH2P04 0. 1—0. 4 % 、 MgSO" 7H2O0. 02— 0. 06 % 、 pH7. 2 ~ 7. 5。修复有机污染水体的菌剂的制备方法将装量百分比为2-10%好氧微生 物接种于装有150-500ml的培养液的瓶中，封口，置于恒温振荡培养箱中 培养4-6天，而后静止，取出部分培养液，再补加相同量的培养液同时加入硝基苯溶液，使培养液中硝基苯含量达到初始浓度，继续恒温振荡培养 4-6天，即为菌剂。所述培养液中硝基苯初始浓度为30-80mg/L,所述取出的培养液为其总 体积的1/5-1/3。所述培养液按重量百分比计为葡萄糖0. 05-0. 2%、蛋白胨0. 02-0. 05 % 、牛肉膏0. 03-0. 05 %、NaC10. 3- 0. 6%、 Na2HP04。0. 3 — 0. 5%、 KH2P04 0. 1—0. 4 %、 MgSO" 7H2O0. 02— 0.06 %、 pH7. 2 — 7. 5。修复有机污染水体的菌剂的使用方法将重量百分比为3-10%菌剂投 入在污染物中，在常温下培养5-20天，其中污染物为人工配制的含有 硝基苯的水体，水体按重量份数计泥为0-l份，水为5-10份。所述人工配制的污水主要成分Na肌0. 05-0. 2%、 KH2P04 0. 05-0. 2%、 MgS04. 7H20. 01—0. 04% 、 NaCl 0.005— 0.02%、 CaCl2 0.05-0. 2%、 FeCl3 0. 001—0. 003%、 pH7. 2. ~ 7. 5。本发明具有如下优点1. 经济环保，现有修复有机化合物污染的水体技术，通常采用物理化 学技术其投资将巨大，同时可能导致二次污染，危害生态系统。而本发明 采用生物修复技术其耗资小，不会造成二次污染并且具有持续强化水体净 化作用，具有良好的社会、经济和生态效益。2. 本发明的菌.剂是通过相对高浓度的硝基芳香烃化合物和营养化合物 的驯化、筛选而来，其生长、繁殖能力及适应性较强，并能保证在环境中 有较高的生物量。 3.本发明的菌剂是由多种好氧微生物菌属组成，所以在PH、温度、氧 气量上没有特别严格的要求，同时使用方法简单，易于操作，对环境条件 要求不苛刻。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明。 实施例1菌剂由好氧微生物组成，所述好氧微生物为芽孢杆菌属(勘c///^)、 节细菌属(，4rMro6a"er)、气单胞杆菌属(^ro/z o/7^)、产碱杆菌属 (^ea7/ge"e"、和假单胞杆菌属(Ae〃c^w 加s)组成，其重量份数为1: 1: 2: 4: 10,余量为含有硝基苯的培养液。具体为巨大芽孢杆菌(勘c/"^膨^^r/咖)、简单节细菌 (爿,f力rc^"er 57邵7ex)、 嗜水气单胞菌(Jer咖。/ 3S /^ro/^Z/a )、 真 养产碱菌(爿/eay/^e鮮^r一〃s )和荧光假单胞菌(尸"油迈o腊 /7w(9Tesce/7s )。菌剂的制备方法将重量百分比为10y。的好氧微生物接种于装有150ml 灭菌培养液的三角瓶中，培养基中硝基苯初始浓度达到20mg/L，纱布垫封 口，置于28X:恒温振荡培养箱中振荡培养5天，而后取出l/3培养液，再 补加相同量的培养液，使培养基中硝基苯初始浓度达到20mg/L，继续于恒温 箱中培养5天，即为菌剂。其中培养液按重量百分比计为葡萄糖0.1%、蛋白胨0.05%、酵 母膏0.05%、 NaCl 0.5%、 Na2HPO40. 5%、 KH2P04 0.3 %、 MgS04 7H20 0.05 %、 pH7.2。灭菌条件为0. IMpa湿热灭菌30分钟。冷却后加硝基苯，使 初始浓度达到20mg/L。菌剂的使用方法将重量百分比为ioy。菌剂投入在污染水体中，其中污染水体为人工配制的污水或人工配制的含有硝基苯的泥水，其重量份 数为l: 9的比例，硝基苯初始浓度为33. 96mg/L,而后常温下振荡培养5天； 硝基苯浓度下降至O. 0mg/L，降解率即可达到100%。所述人工配制的污水主要成分:Na2HP04 0.05°/。、 KH2P04 0.05°/。、 MgS04. 7H20. 04%、 NaC10.02°/。、 CaCl20. 2°/。、 FeCh 00. 003°/。、 pH7. 2.。分装于 500ml三角瓶中，于0. IMpa湿热灭菌30分钟，冷却后待用。 对比例1在人工配制含硝基苯的污水中投入10%无菌水代替菌剂，其它同实施例 1。在常温下振荡培养5天，硝基苯由初始浓度为33.96mg/L下降至 15. 62mg/L,降解率达到54. 0°/。。 实施例2菌剂由好氧微生物组成，所述好氧微生物为巨大芽孢杆菌(Ac/7/M 历e卵&r/咖)、简单节细菌(Jr/^/Y ^"er s// ;7/e%)、嗜水气单胞菌 (Jero卿/zai" / /^，力//<3 )、真养产碱菌(J/ea/2>e/ <^ ew"一^)和荧 光假单胞菌(/^e〃^历o/ M/7"oresce/w),其重量比为1: 1: 2: 6: 12, 余量为含有硝基苯的培养液。所述培养液按重量百分比计为葡萄糖0.05%、蛋白胨O. 02%、牛肉 膏0. 03 % 、 NaClO. 3%、 Na2HP04。0. 3%、 KH2P04 0. 1 % 、 MgS04. 7H2O0. 02 % 、 pH7. 5。菌剂的制备方法将重量百分比为5%的菌剂接种于装有150ml的灭菌 培养液的三角瓶中，培养液中硝基苯初始浓度为80mg/L,纱布垫封口，置 于28'C恒温振荡培养箱中振荡培养4天，而后取出l/5培养液，再补加相 同量的培养液，使培养基中硝基苯初始浓度达到为80mg/L，继续于恒温振荡 培养箱中振荡培养4天，即为菌剂。其中培养液按重量百分比计为葡萄糖0.08%、蛋白胨O. 04%、酵 母膏0. 04 % 、 NaCl 0. 4%、 Na2HPO40. 4%、 KH2P04 0. 2 % 、 MgS04 7H20 0. 03 %、 pH7. 3。灭菌条件为0. IMpa湿热灭菌30分钟。冷却后加硝基苯，使 初始浓度达到80mg/L。菌剂的使用方法将重量百分比为5%菌剂投入装有2000ml污染物的曝 气瓶中，在常温下曝气培养20天，其中污染物为人工配制的含有硝基苯 的水体，水体按重量份数计泥为0份，水为10份。硝基苯初始浓度为 27. 26mg/L。而后常温下曝气培养4天；硝基苯浓度下降至0. 39mg/L,降解 率即可达到98. 6%。所述人工配制的污水主要成分Na2HP04 0. 2% 、 KH2P04 0. 2% 、 MgS04. 7H20. 01%、 NaCl 0.02%、 CaCh 0.05%、 FeCl3 0. 001%、 pH7. 5。 对比例2在人工配制含硝基苯的污水中投加5%无菌水代替菌剂，其它同实施例 2。在常温下曝气培养4天，硝基苯由初始浓度为27. 26mg/L下降至 9. 02mg/L，降解率达到66. 9°/。。上述详细说明针对本发明的实施例的具体说明，该实施例并非用以限 制本发明的专利范围。
权利要求
1.一种修复有机污染水体的菌剂，其特征在于菌剂由好氧微生物组成，所述好氧微生物为芽孢杆菌属(Bacillus)、节细菌属(Arthrobacter)、气单胞杆菌属(Aeromonas)、产碱杆菌属(Alealigenes)、和假单胞杆菌属(Pseudomonas)组成，其重量份数为1∶1∶1-4∶2-6∶3-12，余量为含有硝基苯的培养液。
2. 按权利要求1所述的修复有机污染水体的菌剂，其特征在于所述 芽孢杆菌属(Ac///""可为巨大芽孢杆菌(勘c///^潔^^e/"/咖)、节 细菌属(^r^ ro63"er)可为简单节细菌(^r^/Y^a"er sez)、气单 胞才千菌属(Je/^/ffcwa: )可为嗜水气单胞菌(/(e/YW7O03S力j^/ro/7力//3 )、产 碱杆菌属(爿/e37/戸e5")可为真养产碱菌(爿/ea"，ei1 e〃fr。p/ "s)和 假单胞杆菌属(尸"〃fi^卿朋s )可为荧光假单胞菌(Ae〃^M0/2M /7i/or65"C6/ 5")。
3. 按权利要求1所述的修复有机污染水体的菌剂，其特征在于所述 培养液按重量百分比计为葡萄糖0.05-0.2%、蛋白胨0.02-0. 05 %、牛 肉膏0. 03-0, 05 % 、 NaC10. 3—0. 6°/。、 Na2HPO4。0. 3 — 0. 5%、 KH2P04 0. 1-0. 4 % 、 MgS04. 7H2O0. 02— 0. 06 % 、 pH7. 2 ~ 7. 5。
4. 一种按权利要求1所述的修复有机污染水体的菌剂的制备方法，其 特征在于将装量百分比为2-10%好氧微生物接种于装有150-500ml的培养 液的瓶中，封口，置于恒温振荡培养箱中培养4-6天，而后静止，取出部 分培养液，再补加相同量的培养液同时加入硝基苯溶液，使培养液中硝基 苯含量达到初始浓度，继续恒温振荡培养4-6天，即为菌剂。
5. 按权利要求4所述的修复有机污染水体的菌剂的制备方法，其特征 在于所述培养液中硝基苯初始浓度为30-80mg/L，所述取出的培养液为其 总体积的1/5-1/3。
6. 按权利要求4所述的修复有机污染水体的菌剂的制备方法，其特征 在于所述培养液按重量百分比计为葡萄糖0.05-0.2%、蛋白胨 0,02—0,05 %、牛肉膏0. 03—0. 05 % 、 NaC10. 3- 0.6%、 Na風。0. 3 - 0. 5%、 KH2P04 0. l-O. 4 % 、 MgS04. 7H2O0. 02— 0. 06 % 、 pH7. 2 ~ 7. 5。
7. —种按权利要求1所述的修复有机污染水体的菌剂的使用方法，其 特征在于将重量百分比为3-10%菌剂投入在污染物中，在常温下培养5 -20天，其中污染物为人工配制的含有硝基苯的水体，水体按重量份数 计泥为0-1份，水为5-10份。
全文摘要
本发明涉及微生物领域，具体的说一种修复有机污染水体的菌剂及其制备方法和使用方法。菌剂为好氧微生物，具体为荧光假单胞菌，真养产碱菌，嗜水气单胞菌，简单节细菌，巨大芽孢杆菌组成，其重量份数为1∶1∶1-4∶2-6∶3-12，余量为含有硝基苯的培养液。将其实施在含有硝基苯的污染水体中其降解率即可达到97.7％-100％。本发明菌剂是通过相对高浓度的硝基芳香烃化合物和营养化合物的驯化、筛选而来，其生长、繁殖能力及适应性较强，并能保证在环境中有较高的生物量，并且其耗资小，不会造成二次污染并且具有持续强化水体净化作用，具有良好的社会、经济和生态效益。
文档编号C12N1/20GK101153270SQ20061004790
公开日2008年4月2日 申请日期2006年9月27日 优先权日2006年9月27日
发明者炜 尹, 张春桂, 张海荣, 李培军, 许华夏, 鞠京丽 申请人:中国科学院沈阳应用生态研究所