嗜酸硫化芽孢杆菌tpy用于降解苯酚污染物的用途和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及嗜酸硫化芽孢杆菌，特别是涉及一种嗜酸硫化芽孢杆菌TPY用于降解苯酚污染物的用途和方法。
【背景技术】
[0002]苯酚是一种芳香族有机化合物，具有挥发性的白色晶体，有特殊的气味，又命为石炭酸，分子式为c6h5oh。苯酚最初是从煤焦油中提炼出来的，目前合成苯酚的主要途径是异丙基苯的氧化。工业上，苯酚主要存在于石油、石油化工、炼焦和生产苯酚的废水中，主要用于生产炸药、肥料、油漆、橡胶及合成树脂等([1]唐莉丽.高效苯酚降解细菌GXP04的苯酚羟化酶基因簇的克隆.广西大学；2005)。苯酚属于高毒物质，含苯酚废水的大量排放，特别是一些高温及强酸性的废水，处理困难。苯酚可以通过与皮肤粘膜的接触、吸收和口服侵入体内而使人中毒。慢性中毒可引起头痛、食欲减退、恶心等；急性中毒吸入高浓度苯酚可导致头疼、乏力、视物模糊、肺水肿等；误服引起消化道灼伤、胃肠穿孔、呼吸衰竭。另一方面，工业上生产苯酚产生的含酚废水可抑制水体生物的生长，食用酚中毒的鱼类和酚污染农作物会引起人体呕吐及腹泻，因而对人类生活与生态环境造成严重威胁([2]付玲玲.苯酚降解菌的筛选及其特性的研究.东北大学；2009)。
[0003]由于含酚废水的排放，人类的饮用水和水生生物的生存水源等遭到潜在威胁，含酚的废水处理一般有物理化学法和生物法，其中物理化学法包括溶剂萃取法([3]戴猷元，杨义燕，杨天雪.络合萃取法处理含酚废水技术.化工进展1991:40)，但通常的溶剂萃取工艺处理含酸废水很难达到排放标准；化学氧化法([4]Christoskova S, StoyanovaM.Degradat1n of phenolic waste waters over N1-oxide.Water Res 2001 ；35:2073),因消耗大量的氧化剂H202而成本较高；湿式氧化法([5]林春绵，金耀门，潘志彦.超临界水中苯酚的氧化分解.高校化学工程学报1998:87)，该方法中高压、高温成本很高；还有光化学氧化法、光化学催化氧化法，其投入成本较高([6]张乃东，黄君礼，郑威.强化UV/Fenton法降解水中苯酚的研究.环境污染治理技术与设备2002 ;3:20)。考虑到成本及实际应用效果，这些方法在我国都难以广泛应用于含苯酚废水处理，特别是高温和强酸性的废水。生物法多采用好氧处理、厌氧-好氧处理、活性污泥和生物膜法。由于生物处理一般是利用微生物进行降解，相对于物理化学方法而言，成本低，处理量大，更加经济有效且无二次污染。
[0004]降解苯酸的微生物包括一些细菌，比如从毛单胞菌(Comamonas testosteroni)([7]
[0005]Arai H, Akahira S,Ohishi T,Kudo T.Adaptat1n of Comamonas testosteroniTA441to utilizat1n of phenol by spontaneous mutat1n of the gene fora trans-acting factor.Molecular Microb1logy 1999 ;33:1132)、假单胞菌属(Pseudomonas sp) ([8]Powlowski J,Shingler V.Genetics and b1chemistry ofphenol degradat1n by Pseudomonas sp.CF600.B1degradat1nl994 ;5:219)、红球菌属(Rhodococcus) ([9]Szokol J，Rucka L, Simcikova M，Halada P, Nesvera J，PatekM.1nduct1n and carbon catabolite repress1n of phenol degradat1n genes inRhodococcus erythropolis and Rhodococcus josti1.Appl Microb1l B1techno12014 ;98:8267)、不动杆菌属(Acinetobacter) ([10]Zhan Y，Yu H，Yan Y，Chen M, Lu W，LiS，et al.Genes involved in the benzoate catabolic pathway in Acinetobactercalcoaceticus PHEA-2.Curr Microb1l 2008 ；57:609)等，其中最常见的苯酷降解菌是假单胞菌和不动杆菌；一些真菌也降解苯酷([ll]Semple KT, Cain RB.B1degradat1nof phenols by the alga Ochromonas danica.Appl Environ Microb1ll996 ；62:1265)0此外，一些高等植物和藻类也降解苯酷([12]Gibson DT.Microbial degradat1n ofaromatic compounds.Science 1967 ;161:1093) 0在土壤环境中，存在大量可以代谢芳香族化合物的微生物，革兰氏阳性菌芽孢杆菌能代谢多种苯类的化合物，革兰氏阴性菌产減杆菌如类产減杆菌(Alcaligenes faecalis) ([13]Rehfuss M, Urban J.Alcaligenesfaecalis subsp.phenolicus subsp.nov.a phenol-degrading, denitrifying bacteriumisolated from a graywater b1processor.Syst Appl Microb1l 2005 ;28:421)也有氧化苯环的功能，这些微生物能利用苯酚作为碳源生长。
[0006]本申请人在中国专利CN201110026855.8中提供了嗜酸硫化芽孢杆菌(Sulfobacillus acidophilus)TPY，该菌是从太平洋深海热液口 (12.2'29' N，104.2'01''W，水深3083米)分离到，已于2010年8月16日保藏于中国典型培养物保藏中心(地址:中国.武汉.武汉大学)，保藏编号为CCTCC No:M 2010203。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种嗜酸硫化芽孢杆菌(Sulfobacillus acidophilus)TPY的用途。
[0008]本发明的另一目的在于提供一种嗜酸硫化芽孢杆菌(Sulfobacillusacidophilus)TPY降解苯酷污染物的方法。
[0009]所述嗜酸硫化芽抱杆菌(Sulfobacillus acidophilus) TPY已于2010年8月16日保藏于中国典型培养物保藏中心(地址:中国.武汉.武汉大学)，保藏编号为CCTCC No:M 2010203(见本申请人的中国专利CN201110026855.8)。
[0010]该菌是从太平洋深海热液口(12.2'29''N，104.2'01''W，水深3083米)分离得至IJ，该菌呈短杆状，为革兰氏阳性菌，大小为(0.3?0.5) μπιΧα?3) μπι;它既能利用亚铁盐、单质硫自养生长，也能利用酵母粉，葡萄糖，蛋白胨，甘油等有机物异养生长，其16Srf)NA基因的核苷酸序列长度为1533bp，在GenBank登录号为NR.074781.1。
[0011]所述嗜酸硫化芽孢杆菌(Sulfobacillus acidophilus)TPY可用于降解苯酷污染物。所述苯酚污染物可为含苯酚的中高温及强酸性工业污染废水。
[0012]所述嗜酸硫化芽孢杆菌(Sulfobacillus acidophilus)TPY降解苯酷污染物的方法，具体步骤如下:
[0013]将嗜酸硫化芽孢杆菌(Sulfobacillus acidophilus)TPY接种于基础培养基中，力口入苯酚培养后即完成苯酚污染物的降解。
[0014]所述基础培养基的组成可为:3g/L(NH4)2S04，0.5g/L K2HP04，0.5g/L MgS04，0.lg/LKC1，0.0lg/L Ca(N03)2，13.9g/L FeS04.7H20，0.2g/L 酵母提取物。
[0015]所述苯酚的质量浓度可为90?120mg/L ;所述培养的条件可为:pH值为1.5?4.0，培养的温度为40?50°C，摇床转速为180?220r/min，震荡培养38?42h。
[0016]可利用高效液相色谱法检测苯酚的浓度。
[0017]降解苯酚的微生物很多，但截至目前尚未有关于嗜酸硫化芽孢杆菌降解苯酚的报道，而嗜酸硫化芽孢杆菌TPY能够降解一定浓度的苯酚，并且能在温度较高、pH值较低的环境中生长，因此，可应用于含苯酚的中高温及强酸性工业污染废水的处理，其优势在于降解效率高，成本低，且无二次污染。
[0018]与现有技术相比，本发明的突出优点在于:嗜酸硫化芽孢杆菌(Sulfobacillusacidophilus) TPY生长温度较高，生长pH值较低，可以应用于酸性、高温含苯酚污染物废水的处理。
【附图说明】
[0019]图1为苯酚浓度计算标准曲线。
[0020]图2为嗜酸硫化芽孢杆菌(Sulfobacillus acidophilus) TPY在培养不同时间后的苯酚降解情况。
【具体实施方式】
[0021]实施例1、苯酚标准曲线的建立
[0022]精确称取lg苯酸溶解于100mL去离子水中，用0.22 μ m的滤膜过滤，配成0.01g/mL的母液，再用移液器分别准确吸取体积2 μ L、5 μ L、7 μ L、10 μ L、15 μ L、20 μ L、25 μ L、30 μ L的母液至总体积为lmL的无菌去离子水中。混匀后用高效液相色谱法测定，以苯酚浓度为横坐标，以峰面积为纵坐标绘制标准曲线。高效液相色谱仪型号为安捷伦1200，色谱柱为C18柱，色谱柱型号尺寸为4.6X150mm，流动相为甲醇与水(50: 50，v/v)，流速
0.8mL/min，进样量1 μ L，检测波长270nm。测得的标准曲线如图1所示，曲线公式为y =
1.1835X+1.4448，R2= 0.9998，y为测定的峰面积，x为苯酚浓度(μ g/L)。
[0023]实施例2、嗜酸硫化芽孢杆菌(Sulfobacillus acidophilus) TPY对苯酸的降解
[0024]苯酚降解实验分两组进行，即实验组和对照组。实验组:新鲜活化的嗜酸硫化芽孢杆菌(Sulfobacillus acidophilus) TPY以5 % (v/v)的接种量接种于含有100mL所述基础培养基的250mL锥形瓶中，添加0.01% (w/v)的苯酸，苯酸经过0.22 μ m的滤膜过滤；对照组:含有100mL所述基础培养基的250mL锥形瓶中，添加0.01 % (w/v)的苯酚，苯酚经过
0.22 μ m的滤膜过滤，不接种菌。初始pH调制为1.8，培养温度为45°C，200r/min摇床震荡培养，在培养14h、19h、24h、29h、38h、40h取样检测苯酚降解利用情况，并根据实施例1曲线公式计算苯酚的浓度。结果表明苯酚在培养40h完全降解，空白对照组苯酚浓度基本没变(图 2)。
【主权项】
1.嗜酸硫化芽孢杆菌(Sulfobacillusacidophilus) TPY在降解苯酸污染物中应用。2.如权利要求1所述应用，其特征在于所述苯酚污染物为含苯酚的工业污染废水。3.如权利要求1所述应用，其特征在于所述降解苯酚污染物的方法，具体步骤如下: 将嗜酸硫化芽孢杆菌(Sulfobacillus acidophilus)TPY接种于基础培养基中，加入苯酚培养后即完成苯酚污染物的降解。4.如权利要求3所述应用，其特征在于所述基础培养基的组成为:3g/L(NH4)2S04，0.5g/L Κ2ΗΡ04，0.5g/L MgS04，0.lg/L KC1，0.0lg/L Ca(N03)2，13.9g/L FeS04.7H20，0.2g/L酵母提取物。5.如权利要求3所述应用，其特征在于所述苯酚的质量浓度为90?120mg/L。6.如权利要求3所述应用，其特征在于所述培养的条件为:pH值为1.5?4.0，培养的温度为40?50°C，摇床转速为180?220r/min，震荡培养38?42h。
【专利摘要】嗜酸硫化芽孢杆菌TPY用于降解苯酚污染物的用途和方法，涉及嗜酸硫化芽孢杆菌。所述嗜酸硫化芽孢杆菌(Sulfobacillus？acidophilus)TPY可用于降解苯酚污染物。所述苯酚污染物可为含苯酚的中高温及强酸性工业污染废水。将嗜酸硫化芽孢杆菌(Sulfobacillus？acidophilus)TPY接种于基础培养基中，加入苯酚培养后即完成苯酚污染物的降解。嗜酸硫化芽孢杆菌(Sulfobacillus？acidophilus)TPY生长温度较高，生长pH值较低，可以应用于酸性、高温含苯酚污染物废水的处理。CCTCC No：M 201020320100816
【IPC分类】C02F3/34, C12R1/01, C12N1/20, C02F101/34
【公开号】CN105255758
【申请号】CN201510666859
【发明人】陈新华, 郭文斌, 周文根
【申请人】国家海洋局第三海洋研究所
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月15日