[发明专利]一种提高硝基苯降解菌降解能力的固定化方法

说明书

本发明公开了一种提高硝基苯降解菌降解能力的固定化方法，其步骤：1）硝基苯降解菌接入LB培养基中扩大培养，离心获得菌株；2）用海藻酸钠‑聚乙烯醇‑火山岩包埋获得固定化的硝基苯降解菌小球；3）活化固定化小球：将硝基苯降解菌小球从冰箱中取出，无机盐培养基洗涤，并浸泡在无机盐培养基中，曝气以活化固定化小球；4）固定化降解菌的降解性能研究：将固定化小球置于不同理化条件及不同底物浓度的硝基苯溶液中，进行硝基苯降解研究。该发明具有工艺简单、生产成本低、易于在工业上应用、提高菌株降解能力、稳定性较好及使用寿命长等优点。

技术领域

本发明属于生物技术领域，更具体一种提高硝基苯降解菌降解能力的固定化方。通过该固定化方法菌株的降解底物浓度明显提高，菌株可降解的理化条件范围得到拓宽。

背景技术

硝基苯（Nitrobenzene，NB）作为许多化工原料的中间体，被广泛用于生产染料、润滑油、杀虫剂和化工原料苯胺等。由于其化学结构的特点使其难以降解，硝基苯也具有较强的生物毒性。基于这些特性，硝基苯已被我国列为水中优先控制污染物。硝基苯污染来源主要包括含硝基苯工业废水的排放及运输过程中的泄露。硝基苯降解及去除方法包括物理、化学和生物方法，生物方法相对于物理化学方法兼具经济及环境效益，研究硝基苯的生物降解具有重要意义，微生物降解是生物降解一个重要方向。

微生物降解往往会受到环境条件及硝基苯浓度的限制，而在工业生产产生的废水则常伴随高盐度和酸碱度，因此需要提高微生物的耐受能力。固定化微生物技术是在20世纪70年从固定化酶技术发展起来的一项技术，自20世纪80年代以来，固定化微生物技术在废水污染治理中的研究受到越来越多的关注。固定化微生物技术可以使微生物在某一固定区域具有较高的密度，减轻或消除微生物的流失，提高反应速度，目前固定化微生物技术研究涉及重金属、营养物质、酚类物质、石油污染、印染废水等领域。

根据文献报道硝基苯降解菌固定化已有研究，其固定化材料包括活性炭、聚乙烯醇、海藻酸钠等。但大多是单独应用或采用聚乙烯醇和海藻酸钠联合应用于固定化材料，其中聚乙烯醇是一种合成高分子凝胶载体，它的优点是机械强度高，抗微生物分解性及化学稳定性好，缺点是传质性能较差，易降低细胞的活性；海藻酸钠是天然高分子凝胶载体，优点是对微生物无毒性，传质性能好，缺点是机械强度低，易被微生物分解，使用寿命短。基于上述两者的优点及缺点，较多采用两者结合用于制作固定化载体，但是载体的机械强度及使用寿命仍然是需要解决的问题。火山岩又称喷出岩（Effusive rock），属于岩浆岩（火成岩）的一类，是火山作用时喷出的岩浆冷凝、成岩、压实等作用形成的岩石，由于喷发时喷发出来的岩浆有气体渣、固体岩浆等，其发生了化学变化和物理变化形成火山岩，火山岩已被应用于人工湿地作为湿地填料，微生物可在其表面挂膜生长。

发明内容

本发明目的在于提供一种提高硝基苯降解菌降解能力的固定化方法，即采用海藻酸钠-聚乙烯醇-火山岩包埋法对硝基苯降解菌进行固定化，并用此固定化微球进行硝基苯降解研究：火山岩为岩浆岩的一种，其具有比表面积大、空隙率高、稳定性强等特点，在环境中不参与生物膜的生物的化学反应，对固定的微生物无害、无抑制作用；基于火山岩的特点及载体机械强度的需求，因此本发明采用火山岩、海藻酸钠及聚乙烯醇联合制作固定化载体固定硝基苯降解菌。固定化微球具有机械强度高，稳定性好，可降解硝基苯浓度增加，降解理化条件扩宽、使用寿命长等优点，将投入含硝基苯溶液中，能有效降低水溶液中硝基苯的含量，并且明显提高降解效率；扩大菌株可降解硝基苯的浓度范围；拓宽硝基苯降解菌可降解的理化条件范围；载体材料价格便宜，生物相容性好；其工艺操作简单，生产成本低，易于在工业上应用。

为了实现上述目的，采用以下的技术方案：

一种提高硝基苯降解菌降解能力的固定化方法，其步骤是：

1）硝基苯降解菌的扩大培养：将菌株接入液体LB培养基，30℃ 200 rpm条件下进行扩大培养；