利用微生物对水体重金属污染进行生态处理的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对水体重金属污染进行生态处理的方法，具体是利用微生物对水体重金属污染进行生态处理的方法，属于环境微生物学领域。
【背景技术】
[0002]重金属污染，指由铅、汞、镉、钴等重金属或其化合物造成的环境污染，主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致。重金属具有不易移动溶解的特性，进入生物体后不能被排出和降解，会造成慢性中毒。重金属危害程度取决于元素的种类、浓度、理化性质、存在的价态和形态。当金属元素的浓度超过某一数值时会有剧烈的毒性，致使动植物中毒，甚至死亡。
[0003]重金属在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布，主要表现在水污染上。水中的重金属来源有工业污水和农药，而由于底泥具有过滤作用，因此往往是重金属的汇集区。当环境变化时，底泥中的重金属形态也将发生转化并释放出来造成污染。水体中的重金属，即使浓度很低，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝类体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。
[0004]目前水污染的治理主要有三种方法:物理、化学及生物修复法。物理修复法是污水经过简单的预处理，包括吸附、离子还原、离子交换、微滤膜、反渗透、电渗析等，在湿地系统中通过物理沉淀、过滤、吸附等作用进一步去除重金属离子，虽然操作简单、成本低，但治标不治本；化学修复法是添加化学药剂或吸附剂改变水体的氧化还原电位及PH值，利用化学反应来分离、回收重金属，尽管操作简单，见效快，但需要大量投加化学药剂，成本昂贵，且易引起二次污染；生物修复法是指通过生物吸附去除水体中的重金属离子。研宄发现，液体培养得到的深色有隔内生真菌G.Cylindrosporus (Gaeumannomyces cyIindrosporus)的菌丝烘干研磨成粉末状时，对金属离子Pb具有极强的吸附作用，且其吸附能力与细胞表面的活性基团和静电有关，受转速、温度、pH值和吸附时间等影响(Ban Y H, Tang M, Chen H, Xu ZY, Zhang H H, Yang Y R.2012.The response of dark septate endophytes(DSE) to heavymetals in pure culture.PLoS ONE, 7 (10): e47968)。然而粉末状菌丝体回收成本高且操作十分复杂，菌丝吸附时间过长会造成金属离子的解吸附，因此难以应用于实践。目前DSE完整菌丝球对重金属吸附作用的相关研宄及应用方法还未见公开报道。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了克服目前水污染治理方法中所存在的弊端，实现水体重金属污染的治理与金属回收，有效利用DSE菌丝体对金属离子的强吸附作用，而公开一种利用微生物对水体重金属污染进行生态处理的方法。
[0006]本发明采用以下技术方案来实现:
[0007]a.无菌液体培养基的配制:配制得到MMN液体培养基后，加入棉线片段，随后采用高压湿热灭菌法灭菌30min，得到无菌液体培养基；
[0008]b.液体培养G.cyIindrosporus:将G.Cylindrosporus接种到上述无菌液体培养基中，并置于转速120r/min、25°C条件下避光培养10-15天；
[0009]c.制备吸附剂:培养结束后，滤去发酵液得到G.Cylindrosporus菌丝团，将获得的菌丝团用纱布包裹后置于高压蒸汽灭菌锅中灭活，自然风干或在烘箱中45-60°C烘干，得到金属离子吸附剂；
[0010]d.投放与回收吸附剂:将重金属污染水体的pH值调节至5，水温30°C，
[0011]将放入负重物的包裹吸附剂的纱布投放到重金属污染的水体中并搅动，搅动速度控制在135-145r/min吸附重金属，60h后回收吸附剂，用于后续的重金属回收工艺。
[0012]本发明利用微生物液体发酵产物对重金属的强吸附作用，解决了水体中的重金属污染问题。G.Cylindrosporus发酵产物对重金属较强的吸附作用，能够有效的吸附重金属离子，然后通过后续的重金属回收工艺对重金属进行回收再利用；该方法操作简单、成本低廉、快速高效，在矿区及工业污染区等重金属污染水域的综合治理方面具有一定的利用价值，是一种理想的水体重金属污染生态处理方式。
【附图说明】
[0013]附图1是本发明G.cyIindrosporus吸附剂对重金属Pb的吸附量随温度变化的折线图。
[0014]附图2是本发明G.cyIindrosporus吸附剂对重金属Pb的吸附量随pH值变化的折线图。
[0015]附图3是本发明G.cyIindrosporus吸附剂对重金属Pb的吸附量随转速变化的折线图。
[0016]附图4是本发明G.cyIindrosporus吸附剂对重金属Pb的吸附量随吸附时间变化的折线图。
[0017]附图5是本发明以棉线作为G.cyIindrosporus的附着物液体培养十天后的菌丝干重对比图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合实施例及附图对本发明做进一步详细描述:
[0019]本发明的【具体实施方式】如下:
[0020]a.无菌液体培养基的配制:配制得到MMN液体培养基后，加入棉线片段，随后采用高压湿热灭菌法灭菌30min，得到无菌液体培养基；
[0021]b.液体培养 G.cyIindrosporus:用打孔器将 G.Cylindrosporus 接种到无菌 MMN液体培养基中，并置于转速120r/min、25°C摇床避光培养10-15天；
[0022]c.制备吸附剂:培养结束后，滤去发酵液得到G.Cylindrosporus菌丝团，将获得的菌丝团用纱布包裹后置于高压蒸汽灭菌锅中灭活，自然风干或在烘箱中45°C烘干，得到金属离子吸附剂；
[0023]d.投放与回收吸附剂:将受到重金属污染的水调节至pH值5，水温30°C，向包裹吸附剂的纱布中放入负重物后投放到重金属污染的水体中并搅动，搅动速度控制在140r/min吸附重金属，60h后回收吸附剂，用于后续的重金属回收工艺。
【主权项】
1.利用微生物对水体重金属污染进行生态处理的方法，其特征在于是采用以下技术方案来实现: a.无菌液体培养基的配制:配制得到MMN液体培养基后，加入棉线片段，随后采用高压湿热灭菌法灭菌30min，得到无菌液体培养基； b.液体培养G.cyIindrosporus:将G.Cylindrosporus接种到上述无菌液体培养基中，并置于转速120r/min、25°C条件下避光培养10-15天； c.制备吸附剂:培养结束后，滤去发酵液得到G.Cylindrosporus菌丝团，将获得的菌丝团用纱布包裹后置于高压蒸汽灭菌锅中灭活，自然风干或在烘箱中45-60°C烘干，得到金属离子吸附剂； d.投放与回收吸附剂:将重金属污染水体的PH值调节至5，水温30°C， 将放入负重物的包裹吸附剂的纱布投放到重金属污染的水体中并搅动，搅动速度控制在135-145r/min吸附重金属，60h后回收吸附剂，用于后续的重金属回收工艺。
2.根据权利要求1所述的利用微生物对水体重金属污染进行生态处理的方法，其特征在于: c.制备吸附剂:培养结束后，滤去发酵液得到G.Cylindrosporus菌丝团，将获得的菌丝团用纱布包裹后置于高压蒸汽灭菌锅中灭活，自然风干或在烘箱中45°C烘干，得到金属离子吸附剂； d.投放与回收吸附剂:将受到重金属污染的水调节至pH值5，水温30°C，向包裹吸附剂的纱布中放入负重物后投放到重金属污染的水体中并搅动，搅动速度控制在140r/min吸附重金属，60h后回收吸附剂，用于后续的重金属回收工艺。
【专利摘要】本发明公开了利用微生物对水体重金属污染进行生态处理的方法，所采用的技术方案是：无菌液体配制得到无菌液体培养基；G.Cylindrosporus接种到无菌液体培养基中避光培养；滤去发酵液得G.Cylindrosporus菌丝团,置于高压蒸汽灭菌锅中灭活，烘干后得到金属离子吸附剂；将放入负重物的包裹吸附剂投放到重金属污染水体中搅动回收吸附剂。本发明利用微生物液体发酵产物对重金属的强吸附作用，解决了水体中的重金属污染问题。G.Cylindrosporus发酵产物对重金属较强的吸附作用，能够有效的吸附重金属离子，然后通过后续的重金属回收工艺对重金属进行回收再利用；该方法操作简单、成本低廉快速高效，在重金属污染水域的综合治理方面具有一定的利用价值，是一种理想的水体重金属污染生态处理方式。
【IPC分类】C02F101-20, B01J20-30, B01J20-24, C02F1-28, C02F1-62
【公开号】CN104857935
【申请号】CN201510221237
【发明人】唐明, 王海华, 王春燕, 褚洪龙, 楚文卉, 豆青
【申请人】西北农林科技大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月4日