[发明专利]一种采用硫化零价铁耦合微杆菌去除多溴联苯醚和重金属离子复合污染的方法

说明书

本发明公开了一种采用硫化零价铁耦合微杆菌去除多溴联苯醚和重金属离子复合污染的方法，具体包括：采用液相还原法制备S‑nZVI；将微杆菌菌种接种到已灭菌的牛肉膏蛋白胨培养基中，然后在好氧条件下振荡培养以得到富集菌液；将所得S‑nZVI加入到多溴联苯醚‑重金属离子复合污染物混合溶液中，放在摇床中振荡培养；然后加入所述的微杆菌富集菌液，摇床振荡培养处理。本发明的耦合修复技术克服了好氧条件下单一S‑nZVI或微生物难以实现多溴联苯醚‑重金属离子复合污染同步去除的缺点；耦合修复技术操作方便、过程容易控制，经济高效、过程绿色环保，不产生二次污染。

技术领域

本发明属于复合污染水处理技术领域，特别涉及一种采用硫化零价铁耦合微杆菌去除多溴联苯醚和重金属离子复合污染的方法。

背景技术

电子废物不当拆解引起的典型溴代阻燃剂多溴联苯醚(PBDEs)和重金属的复合污染给生态环境和人类健康带来极大风险。PBDEs是目前历史使用量最大的一种商用阻燃剂，因此PBDEs在各种环境介质如水体、沉积物、土壤及大气中检出频率和检出浓度均处于较高水平。重金属离子常与PBDEs污染物共存，大幅提升了PBDEs的毒性效应，使PBDEs的消减去除变得复杂而困难。参考文献《多溴联苯醚的微生物降解机制及产物毒性研究》公开报道了重金属离子毒性显著，能够抑制微生物的新陈代谢作用，对微生物生长代谢产生不利影响，从而抑制微生物对溴代阻燃剂的生物降解作用。例如，重金属Cr(VI)具有较高的氧化还原电位，因此Cr(VI)会对细胞组织产生较为严重的氧化损伤。然而，很少有微生物能在好氧条件下高效去除重金属离子，实际污染场地修复中高效去除PBDEs-重金属离子复合污染物仍然困难。因此，探索开发PBDEs-重金属离子复合污染同步去除技术迫在眉睫。

《硫化纳米零价铁去除水体污染物的研究进展》中公开了S-nZVI可以在厌氧/缺氧条件下通过还原作用去除重金属和溴代阻燃剂，然而在好氧条件下S-nZVI的电子传递过程会受到溶解氧的抑制作用，使重金属和溴代阻燃剂的去除效率受到明显抑制。因此，好氧条件下采用S-nZVI同时去除重金属和溴代阻燃剂依然是S-nZVI技术最大的应用难点之一。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种采用硫化零价铁耦合微杆菌去除PBDEs和重金属离子的复合污染的方法及应用。通过S-nZVI耦合微杆菌MY2对PBDEs和重金属离子复合污染物的快速高效降解/去除，为有机-重金属复合污染治理提供技术方法。

采用纳米铁还原转化耦合微生物降解的方法是强化去除重金属-持久性有机物复合物污染的重要方法。S-nZVI具有致密的硫化铁涂层可以具备如下三个优势：(1)硫化铁涂层可以抑制还原过程中Fe²⁺的溶解过程，为降低nZVI对微生物毒性作用提供可能性；(2)S-nZVI对重金属离子的快速还原和固定化可以最大限度减少重金属离子对微生物细胞膜的穿透过程；(3)硫化铁涂层增加了从Fe⁰核到有机物/重金属离子的电子传递过程，加快了对有机物-重金属复合污染物的去除效率。因此，S-nZVI-耦合微生物处理重金属-有机化合物污染方面可能具有显著的优势。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种采用硫化零价铁耦合微杆菌去除多溴联苯醚和重金属离子复合污染的方法，包括以下步骤：

(1)采用液相还原法制备硫化纳米零价铁(S-nZVI)；

(2)将微杆菌菌种接种到已灭菌的牛肉膏蛋白胨培养基中，然后在好氧条件下振荡培养以得到富集菌液；

(3)将步骤(1)所得S-nZVI加入到多溴联苯醚(PBDEs)-重金属离子复合污染物混合溶液中，然后放在摇床中振荡培养；

(4)将步骤(2)所述的微杆菌富集菌液加入到步骤(3)处理后的悬浊液中，摇床振荡培养处理。

优选的，步骤(1)所述S-nZVI的制备方法，包括以下步骤：