一株高氯酸铵降解菌及其应用

本发明属于微生物和环保，具体涉及一株高氯酸铵降解菌及其应用。

背景技术：

1、高氯酸铵(nh4clo4，ap)是火箭固体推进剂中使用最广泛的氧化剂，在推进剂中的质量占比可达70％。军事燃料的制造、火箭发动机和弹药的测试和处理会产生高浓度的ap废水。据报道，火箭推进剂制造厂和金属精炼厂附近的水源含有高达30.0mm的clo4-。ap在水溶液中会解离为clo4-和nh4+，clo4-具有强水溶性、低吸附性以及高稳定性，能够在自然环境中稳定存在几十年或者更长时间；nh4+是水体环境中常见污染物，浓度超过0.22mm时会导致水体严重富营养化，超过2.77mm时会导致水体生态系统崩溃。因此开发ap废水的有效生物处理方式具有重要意义。

2、相较于物理化学方法，生物法具有经济高效、二次污染小的优势。由于降解clo4-和nh4+分别涉及到两类不同的菌群，故传统的处理方式通常是分步进行，在进行污水处理时需根据不同菌群的生长特性分别设计污水处理反应器。clo4-降解菌主要属于变形杆菌的四个亚类(包括α-、β-、γ-、ε-变形菌属)，其中β-变形菌属(dechloromonas和azospira属)和α-变形菌属(dechlorospirillum属)最为常见。现有报道的高氯酸盐降解菌只具有降解高氯酸盐的能力，但耐受性及降解效率不理想。2016年，zhang等在《appliedmicrobiologyandbiotechnology》上发表名为《anovel perchlorate-andnitrate-reducing bacterium,azospira sp.pmj》的文章，研究发现azospira sp.pmj对clo4-的耐受性为7.0mm，经14d培养后可将7.0mm clo4-完全降解；吴春笃等在《生态环境学报》上发表名为《高氯酸盐降解菌的分离鉴定及特性研究》的文章，筛选出了dechloromonas sp.jd14和dechlorospirillumsp.jd125，可在15d内将初始摩尔浓度为16.0mm的clo4-降解(86±6.5)％。这些clo4-降解菌仅具有clo4-降解功能，无法实现nh4+的降解。对于ap废水的生物处理除需要高氯酸盐还原菌之外，nh4+的生物降解还需要依靠硝化-反硝化反应或厌氧氨氧化过程。

3、有研究报道混合菌群可实现clo4-和nh4+的同步降解。xia等于2022年在《journalof environmental chemical engineering》上发表名为《a novel completelyautotrophic biological treatment process coupled of anammox and sulfurautotrophic(cas)reactors to remove nitrogen and perchlorate simultaneously》的文章，研究发现反应器内的混合菌群可同步降解0.9mm clo4-、1.6mm no3-和6.7mm nh4+，该混合菌群对总氮和高氯酸盐的去除率分别为99％和98％。混合菌群由于其菌株的多样性，不同菌种之间可能存在营养物质的竞争，影响菌群的结构和功能，进而导致降解效果的不稳定。因此，筛选出可同步降解clo4-和nh4+的菌株对ap废水的生物处理具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提出了一株高氯酸铵降解菌及其应用，该高氯酸铵降解菌的分类命名为azospira sp.ape16，属于革兰氏阴性菌，兼性厌氧菌。azospira sp.ape16可实现nh4+及clo4-的同步降解，降解效率高，在高氯酸铵废水处理中具有良好的应用潜力。

2、本发明的技术方案是：

3、本发明提供了一株高氯酸铵降解菌，所述高氯酸铵降解菌为azospira sp.ape16，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为cgmcc no.1.61716。

4、本发明还提供了一种高氯酸铵降解菌菌剂，所述高氯酸铵降解菌菌剂包括权利要求1所述的高氯酸铵降解菌。

5、本发明提供了所述的高氯酸铵降解菌的培养方法，将菌株ape16在ap培养基中活化，取活化后的培养液接种到新鲜ap培养基中，菌株ape16的培养温度为30～35℃，ph为7.0～7.5，培养基中乙酸钠浓度为28.0mm，充氮气时间为2min，菌株ape16的接种量为5％。

6、本发明提供了所述的高氯酸铵降解菌或者所述的高氯酸铵降解菌菌剂在处理ap废水中的应用。

7、进一步的，菌株ape16能够同步降解ap废水中的nh4+和clo4-。

8、本发明还提供了所述的高氯酸铵降解菌或者所述的高氯酸铵降解菌菌剂在同时降解废水中高氯酸盐和氨氮中的应用。

9、进一步的，当废水中高氯酸铵浓度小于等于6.0mm时，菌株ape16能够完全降解废水中的nh4+和clo4-，clo4-降解率和nh4+降解率均为100％。

10、进一步的，菌株ape16具有高浓度的高氯酸铵耐受性，当废水中高氯酸铵浓度为22.0mm时，菌株ape16对clo4-的降解率为80.45％，对nh4+的降解率为32.73％。

11、本发明的有益效果：

12、(1)本发明所提供的菌株ape16具有同步降解nh4+和clo4-的能力，为高氯酸铵废水中nh4+和clo4-的同步降解提供了一种新的有效途径，尤其适用于中低浓度高氯酸铵废水的生物处理。

13、(2)本发明筛选出既可降解高氯酸盐又可降解氨氮的菌株ape16，在高氯酸铵工业废水处理中具有重要的应用价值；实验证明，在6.0mm高氯酸铵浓度下，ape16可在36h内实现nh4+和clo4-完全降解；在22.0mm高氯酸铵浓度下，对clo4-的降解率为80.45％，对nh4+的降解率为32.73％，说明菌株对中低浓度高氯酸铵的降解率高，且具有高浓度的高氯酸铵耐受性。

技术特征：

1.一株高氯酸铵降解菌，其特征在于，所述高氯酸铵降解菌为azospira sp.ape16，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为cgmcc no.1.61716。

2.一种高氯酸铵降解菌菌剂，其特征在于，所述高氯酸铵降解菌菌剂包括权利要求1所述的高氯酸铵降解菌。

3.权利要求1所述的高氯酸铵降解菌的培养方法，其特征在于，菌株ape16的培养温度为30～35℃，ph为7.0～7.5，培养基中乙酸钠浓度为28.0mm，充氮气时间为2min，菌株ape16的接种量为5％。

4.权利要求1所述的高氯酸铵降解菌或者权利要求2所述的高氯酸铵降解菌菌剂在处理ap废水中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，菌株ape16能够同步降解ap废水中的nh4+和clo4-。

6.权利要求1所述的高氯酸铵降解菌或者权利要求2所述的高氯酸铵降解菌菌剂在同时降解废水中高氯酸盐和氨氮中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，当废水中高氯酸铵浓度小于等于6.0mm时，菌株ape16能够完全降解废水中的nh4+和clo4-，clo4-降解率和nh4+降解率均为100％。

8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，菌株ape16具有高浓度的高氯酸铵耐受性，当废水中高氯酸铵浓度为22.0mm时，菌株ape16对clo4-的降解率为80.45％，对nh4+的降解率为32.73％。

技术总结
本发明属于微生物和环保技术领域，具体涉及一株高氯酸铵降解菌及其应用，高氯酸铵降解菌为Azospira sp.APE16，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.1.61716。高氯酸铵降解菌以及包含了高氯酸铵降解菌的高氯酸铵降解菌菌剂能够同步降解AP废水中的NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;和ClO<subgt;4</subgt;<supgt;‑</supgt;。本发明所提供的菌株APE16具有同步降解NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;和ClO<subgt;4</subgt;<supgt;‑</supgt;的能力，为高氯酸铵废水中NH<subgt;4</subgt;<supgt;+</supgt;和ClO<subgt;4</subgt;<supgt;‑</supgt;的同步降解提供了一种新的有效途径，尤其适用于中低浓度高氯酸铵废水的生物处理。

技术研发人员：魏曼曼,李玲玉,孙元泳,张宏,薛自蓉,张琳周钰,葛志强
受保护的技术使用者：青岛科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/8/20