一种快速治理铅锌污染水体的微生物方法与流程

文档序号:13754995阅读:358来源:国知局

本发明涉及重金属防治领域,尤其涉及一种快速治理铅锌污染水体的微生物方法。



背景技术:

我国铅锌矿资源比较丰富,随着矿产资源的采选迅速发展,铅锌矿山的污染问题也日益严峻。铅锌矿的主要污染是尾砂污染和冶炼过程中产生的污染。铅锌矿的环境污染问题主要是重金属铅、锌的污染。铅锌矿区和铅锌冶炼厂对周围环境有很大的影响,这些重金属对当地的土壤、植物、微生物、水体、空气造成了污染。重金属污染对人畜的生长和健康有很大的影响,由于这种污染在土壤、水体和大气中长期滞留,一个途径是通过作物可食部分的富集吸收进入食物链,另一个途径是通过饮用的水体和呼吸的大气进入体内,在体内积聚,从而危害人畜健康。

在国内已申请的相关专利中,专利《铅锌污染土壤复合微生物修复剂 及其制备方法》(申请号:201510301441.X,公开日:2015-11-11)公开了一种利用黄色微球菌和不解糖假苍白杆菌吸附钝化重金属铅和锌的方法,因主菌株黄色微球菌和不解糖假苍白杆菌均属好氧菌,即其仅能适用于干燥通风的土壤治理,不能用于水体治理,另一方面,该方法并未利用特定功能的催化酶,降解效率较低;专利《表面活性剂与螯合剂联合处理铅锌污染的方法及其淋洗剂》(申请号:201310494162.0,公开日:2014-02-05)公开了一种利用Na2-EDTA和皂素淋洗被铅锌污染的土壤的方式,其原理为通过采用生物表面活性剂促进与重金属的络合反应,再将固定后的重金属淋洗出土壤,该方法同样仅适用于土壤,且没有办法实现原位修复,而且两种有效成分中Na2-EDTA不易被自然降解,会导致土壤二次污染,另外淋洗出的重金属离子也会造成二次污染。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的上述缺陷,本发明旨在提供一种可治理水体铅锌污染的、可实现原位修复的、不会对环境造成二次污染的、高降解效率的一种快速治理铅锌污染水体的微生物方法。

为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种快速治理铅锌污染水体的微生物方法,包括微生物的纯化培养、络合重金属离子、催化铅锌离子吸附等三个步骤,其中:所述微生物的纯化培养至少包括产黄青霉菌和芽孢杆菌属细菌的纯化培养;络合重金属离子具体为产黄青霉菌或芽孢杆菌表面的磷酰基或羧基上的氮、氧、硫、磷等原子与铅、锌离子的络合;所述催化铅锌离子吸附所采用的催化剂为促合成酶,投加量按水体体积为15×10-3 U/L -30×10-3 U/L;

产黄青霉菌和芽孢杆菌属细菌的纯化培养至少包括以下步骤:

①菌株纯化:初次培养时须进行菌株纯化,即在对应固体培养基上通过平板划线法进行纯化,每次至少划分四个区,纯化周期均为3-4周,至少纯化2个周期;

②目标菌株培养:采用对应培养基对纯化后的菌株进行培养,其中产黄青霉菌采用特殊培养基进行培养,该培养基配方为:乳糖20g-25g、葡萄糖7-9g、醋酸铵2-3g、乳酸铵4-7g、硫酸钠0.4-0.6g、七水硫酸镁0.2-0.5g、七水硫酸铁0.1-0.2g,培养温度20℃-30℃,培养时间7-15天;芽孢杆菌属细菌采用肉汤琼脂培养基进行培养,培养温度35℃-40℃,培养时间2-3天;

③微生物保藏及微生物制剂制作:将培养出的产黄青霉菌采用砂土管保藏法进行保藏,菌株浓度为20×108cfu/ml-50×108 cfu/ml;将培养出的芽孢杆菌属细菌植入含质量百分比30%的甘油水溶液中,菌株浓度为100×108cfu/ml-200×108 cfu/ml,保藏在恒温不高于-80℃的冰箱中;将微生物制剂保藏不低于1kg或1000ml留待下次使用,其它微生物制剂用于水体治理应用;所述用于水体治理部分的微生物制剂按步骤②所述方式对目标微生物进行活化复苏后方可用于水体治理,投放量按水体体积为20ml/m3 -50 ml/m3

与现有技术比较,本发明由于采用了上述方案,具有以下优点:产黄青霉菌和芽孢杆菌属细菌表面具有大量磷酰基和羧基,所述磷酰基和羧基上的氮、氧、硫、磷等原子易与重金属的络合反应,尤其是铅离子和锌离子;促合成酶的应用更是加快了络合的速度和菌体的重金属富集度,使治理效果更为高效;由于所有的微生物都适宜在富水缺氧的环境下生长繁殖,因此对应用环境的要求很单一,减少了环境改造成本,提高了应用范围,还可实现对水体的原位修复。

具体实施方式

实施例1:

一种快速治理铅锌污染水体的微生物方法,包括微生物的纯化培养、络合重金属离子、催化铅锌离子吸附等三个步骤,其中:所述微生物的纯化培养至少包括产黄青霉菌和芽孢杆菌属细菌的纯化培养;络合重金属离子具体为产黄青霉菌或芽孢杆菌表面的磷酰基或羧基上的氮、氧、硫、磷等原子与铅、锌离子的络合;所述催化铅锌离子吸附所采用的催化剂为促合成酶,投加量按水体体积为15×10-3 U/L -30×10-3 U/L;

产黄青霉菌和芽孢杆菌属细菌的纯化培养至少包括以下步骤:

①菌株纯化:初次培养时须进行菌株纯化,即在对应固体培养基上通过平板划线法进行纯化,每次至少划分四个区,纯化周期均为3-4周,至少纯化2个周期;

②目标菌株培养:采用对应培养基对纯化后的菌株进行培养,其中产黄青霉菌采用特殊培养基进行培养,该培养基配方为:乳糖20g-25g、葡萄糖7-9g、醋酸铵2-3g、乳酸铵4-7g、硫酸钠0.4-0.6g、七水硫酸镁0.2-0.5g、七水硫酸铁0.1-0.2g,培养温度20℃-30℃,培养时间7-15天;芽孢杆菌属细菌采用肉汤琼脂培养基进行培养,培养温度35℃-40℃,培养时间2-3天;

③微生物保藏及微生物制剂制作:将培养出的产黄青霉菌采用砂土管保藏法进行保藏,菌株浓度为20×108cfu/ml-50×108 cfu/ml;将培养出的芽孢杆菌属细菌植入含质量百分比30%的甘油水溶液中,菌株浓度为100×108cfu/ml-200×108 cfu/ml,保藏在恒温不高于-80℃的冰箱中;将微生物制剂保藏不低于1kg或1000ml留待下次使用,其它微生物制剂用于水体治理应用;所述用于水体治理部分的微生物制剂按步骤②所述方式对目标微生物进行活化复苏后方可用于水体治理,投放量按水体体积为20ml/m3 -50 ml/m3

本实施例的应用方式为:同时投入活化复苏后的微生物制剂和促合成酶,其中微生物制剂投放量按水体体积为20ml/m3 -50 ml/m3,促合成酶投加量按水体体积为15×10-3U/L -30×10-3 U/L;一天后投入足量石灰或聚丙烯酰胺,待沉淀反应完结后打捞底泥,将铬元素通过化学方式回收利用。

本实施例在实验水体里进行实地效果验证,情况如下:取江苏省某市某池塘重金属污染水体作为实验水体,对水体内Pb2+及Zn2+进行5次测量后取平均值,其中Pb2+含量以水体体积计为0.52mg/L,Zn2+含量以水体体积计为7.74mg/L;按本实施例实施方式实施后一天,再以同样方式进行检测,结果为:Pb2+含量以水体体积计为0.05mg/L,Zn2+含量以水体体积计为1.54mg/L。

国家V级水体标准为:Pb(铅)含量以水体体积计不大于0.1mg/L,Zn(锌)含量以水体体积计不大于2mg/L。

本发明的快速治理铅锌污染水体的微生物方法治理水体的工作原理为:

产黄青霉菌和芽孢杆菌属细菌表面具有大量磷酰基和羧基,所述磷酰基和羧基上的氮、氧、硫、磷等原子易与重金属的络合反应,尤其是铅离子和锌离子;促合成酶的应用更是加快了络合的速度和菌体的重金属富集度,使治理效果更为高效;由于所有的微生物都适宜在富水缺氧的环境下生长繁殖,因此对应用环境的要求很单一,减少了环境改造成本,提高了应用范围,还可实现对水体的原位修复。

本发明适用于铅锌污染的水体,尤其适用于重度铅锌污染的水体。

对所公开的实施例的上述说明,仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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