[发明专利]一种溶藻细菌微球的固定化制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及水环境生态修复技术领域，具体涉及一种固定化溶藻细菌微球的制备和应用。

背景技术

由于人类活动，含氮、磷等营养物质的工业废水、农田排水和生活污水大量进入河流、湖泊，导致水体中氮、磷等营养物质增加，水中藻类暴发性增长，给水体生态环境、用水安全、景观效应甚至人类健康带来不利影响。

控制水体中藻类过度繁殖的方法主要有物理方法、化学方法和生物方法。物理方法有人工打捞、超声波除藻、絮凝剂投加(聚合氯化铝，聚硅硫酸铝，磷酸盐粘土)等；化学方法是指直接向水体中投加杀藻剂来除藻，常用的无机物杀藻剂有含铜无机盐（CuSO₄和CuCl₂等）、高锰酸钾和臭氧等，这些物质易对水体造成二次污染。有机杀藻剂主要指从天然植物中提取的化感物质，或者根据这些化感物质的结构而人工合成的有机物。生物法是近些年受关注比较多的方法，主要有种植水生植物，利用植物的化感作用控制水华；或通过人为构筑的水生生态链来控制水华；或向水体中投入食藻虫摄食藻类而控制水华。生物方法因为其高效性、专一性和环境友好等优点成为藻类水华治理的热点。

溶藻菌是指一类以直接或间接方式抑制藻类生长、杀死藻类或溶解藻细胞的细菌和真菌的统称，是水生生态系统生物种群结构和功能的重要组成部分，对维持藻类生物量平衡具有非常重要的作用。目前，溶藻细菌主要以游离细胞的形式被应用，但游离溶藻细胞在流水条件下易被水流冲走，在静水条件下易被其他生物所食用，由于缺乏细菌附着和生长繁殖的载体，溶藻细菌难以稳定长期发挥抑制藻类生长或杀死藻类的功能。另外，藻类可利用水中无机类的碳氮磷化合物作为生长所需要的物质和能量来源，而溶藻细菌必须摄取有机碳源作为物质和能量的来源，因此，为了维持溶藻细胞的生长以及溶藻活动，在向水中施加游离的溶藻细胞时，往往需要添加有机营养物质，而这些营养物质的加入又反过来会对水体的水质带来影响。

固定化微生物技术是用化学或物理手段将游离微生物定位于限定的空间区域内，增大微生物密度并使其保持活性的方法，能够避免微生物流失，提高稳定性、耐毒害和抗冲击能力。本发明提出将具有抑藻溶藻性能的细菌细胞固定于包埋体材料中，并在包埋体中加入溶藻细菌生长所需的营养物质，建立了一种固定化溶藻细菌微球的制备方法，并提出了其应用方式，在既能够维持溶藻细菌活性前提下，满足固定化溶藻细菌微球长达4-6个月的使用要求，同时又能降低溶藻细菌微球在使用过程对水质带来的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种固定化的溶藻细菌微球。

本发明的再一目的是提供一种固定化溶藻细菌微球的制备方法。

本发明的再一目的是提供一种利用固定化溶藻细菌微球抑制藻类过度生长的方法。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：以聚乙烯醇、海藻酸钠为包埋剂，以含有氯化钙的饱和硼酸溶液作为交联剂，在一定包埋比例、交联时间、温度、细菌培养基加入比例的条件下，将溶藻细菌进行固定化，进而进行抑藻。

一种固定化溶藻细菌微球的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）配制无菌液体培养基；

（2）将溶藻细菌接种于步骤（1）溶液中，培养，得到培养菌液；

（3）将步骤（2）培养菌液中的菌体细胞分离，并重悬于溶液（1）中；

（4）配制聚乙烯醇-海藻酸钠溶液；

（5）配制氯化钙-硼酸交联剂；

（6）将步骤（4）中溶液与步骤（3）中菌液混合，滴加入步骤（5）溶液中，固定化交联得到溶藻细菌微球。

进一步，步骤（1）中培养基为细菌培养常用的牛肉膏蛋白胨培养基，组成为：氯化钠5g/L、蛋白胨10g/L、牛肉膏5g/L，配制于蒸馏水中，所配培养基用1mol/L氢氧化钠或1mol/L盐酸调节pH值为7.2-7.5，在120℃、110kPa下灭菌，得到无菌液体培养基。

进一步，步骤（2）中溶藻菌为缺陷短波单胞菌（Brevundimonas diminuta，CGMCC No.11571）、短波单胞菌（Brevundimonas olei，CGMCC No.11572）、黏着剑菌（Ensifer adhaerens，CGMCC No.12458）和粪产碱菌（Alcaligenes faecalis，CGMCC No.12457），培养温度为28-37℃下，培养时间为48-96小时，优选60-80小时。