[发明专利]一种菌棒生物炭固定化菲降解菌剂及其制备方法与应用

说明书

本发明属于微生物降解有机污染物技术领域，涉及一种菌棒生物炭固定化菲降解菌剂及其制备方法与应用，制备步骤包括菌悬液制备和包埋固定，将菲降解菌株固定化于菌棒生物炭载体中制得微生物固定化菌剂；生物炭发达的孔隙结构和较大的比表面积能够将污染物多环芳烃吸附于表面，提高菲降解菌的环境浓度，促进菌株对菲的降解；同时利用菌棒生物炭作为固定化微生物载体，既为菌株提供了丰富的营养物质和稳定的生长环境，又实现了废物的循环利用，对环境友好；所制备的菲降解菌剂，具有高效的菲降解效果，并且增强了菌株对重金属铜的耐受性，使得在铜离子胁迫下菌株Sphingobium abikonense对污染物菲依然有较高的降解效果。

技术领域：

本发明属于微生物降解有机污染物技术领域，涉及一种菌棒生物炭固定化菲降解菌剂及其制备方法与应用，将菲降解菌株固定化于菌棒生物炭载体中制得微生物固定化菌剂，具有高效的菲降解效果。

背景技术：

随着工业上人类对石油、煤炭等产品的不断开发利用，环境污染问题越来越严重，尤其是复合污染问题日益加重。研究复合污染的土壤修复技术对解决土壤环境问题、降低土壤环境风险有重要意义和价值。固定化微生物技术一方面由于生物炭较大的比表面积和丰富的多孔结构可以吸附土壤中的重金属和多环芳烃，另一方面可以通过提高菌体密度以及增强菌体对毒害污染物的耐受性来显著提高对有机污染物的降解效率。中国专利CN201310523187.9公开了一种石油降解菌群的固定化方法，包括以下步骤：(1)石油降解菌群液体发酵；(2)石油降解菌群在硅藻土/活性炭复合载体上的固定化。本发明所提出的石油降解菌群固定化方法具有成本低，利于大规模应用和除油效率高的优点，固定化的降解菌群协同作用强、降解能力大，适用于各类含油固废物的生物降解。中国专利CN201410614051.3公开了一种生物炭固定化复合污染降解菌颗粒制备及用途、使用方法；所述制备方法包括：将风干、粉碎的农林废弃物及动物粪便热裂解，研磨过筛，得生物炭；将复合污染降解菌的菌种接入液体培养基中进行培养，待菌种生长到对数生长期后，离心富集降解菌，得复合污染降解菌菌体；将复合污染降解菌菌体加入生物炭，得吸附有复合污染降解菌的生物炭；将吸附有复合污染降解菌的生物炭加至载体溶胶中得复合溶胶；将复合溶胶滴至交联液，低温交联固定，干燥即得。本发明生物炭固定化复合污染降解菌具有良好的生物活性和化学稳定性，可有效去除复合污染土壤中多环芳烃、加速土壤功能微生物恢复，成本低，制备工艺简单，对污染土壤修复效果明显。

重金属和多环芳烃是典型共存的无机和有机类污染物，而现有技术的多环芳烃降解菌剂大多只对单独存在的多环芳烃有降解效果，现亟需一种在重金属存在下对多环芳烃能够有效降解的多环芳烃降解菌剂。

发明内容：

为了克服现有技术存在的缺点，本发明提供一种菌棒生物炭固定化菲降解菌剂及其制备方法与应用，将菲降解菌株Sphingobium abikonense固定化于菌棒生物炭载体中，具有高效的菲降解效果，并且增强了菌株对重金属铜的耐受性。

为实现上述目的，本发明提供一种菌棒生物炭固定化菲降解菌剂的制备方法，具体步骤包括：

(1)菌悬液制备：将菲降解菌在LB培养基中于30℃，170r/min的恒温振荡器中震荡培养16h，然后以4000r/min离心5min，然后去除培养基成分后，再次用灭菌水重悬，在紫外-可见分光光度计波长为600nm处调节菌浓度，使其OD₆₀₀＝0.8，制得的菌悬液在冰箱4℃保存，作为后续生物炭固定的供试菌株；

(2)包埋固定：取灭菌菌棒生物炭粉末和菌悬液置于锥形瓶中，菌棒生物炭：菌悬液＝1g：20mL，然后在恒温振荡器中震荡培养2-6h，其中温度为30℃，振荡速度为170r/min，制得吸附载体菌悬液；将吸附载体菌悬液与质量体积浓度为3g/mL海藻酸钠水溶液等体积混合，在振荡器中振荡30min；超净台中利用无菌注射器移取该混合溶液，匀速滴加到质量体积浓度为2g/mL的氯化钙水溶液中交联，静置12h，然后用无菌水冲洗颗粒，LB培养基里增殖培养3天，无菌水冲洗，即得到菌棒生物炭固定化菲降解菌剂即包埋菌炭小球，颗粒4℃保存。